JPH0830792B2 - めがねフレーム用クラッド材 - Google Patents
めがねフレーム用クラッド材Info
- Publication number
- JPH0830792B2 JPH0830792B2 JP5738589A JP5738589A JPH0830792B2 JP H0830792 B2 JPH0830792 B2 JP H0830792B2 JP 5738589 A JP5738589 A JP 5738589A JP 5738589 A JP5738589 A JP 5738589A JP H0830792 B2 JPH0830792 B2 JP H0830792B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- cross
- based alloy
- workability
- clad
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軽量であって高温強度，加工性に優れためが
ねフレーム用クラッド材に関する。
ねフレーム用クラッド材に関する。
第４図は一般的なめがねの斜視図であり、レンズを固
定するアイリム部11,11、両アイリム部11,11を連結する
ブリッジ部12、アイリム部11,11を顔面に保持するテン
プル部13,13及びアイリム部11とテンプル部13とを連結
する蝶板14,智15等から構成される。
定するアイリム部11,11、両アイリム部11,11を連結する
ブリッジ部12、アイリム部11,11を顔面に保持するテン
プル部13,13及びアイリム部11とテンプル部13とを連結
する蝶板14,智15等から構成される。
このようなめがねフレームを製造する場合にはアイリ
ム部11,11、ブリッジ部12、テンプル部13,13等をスウェ
ージング、圧延等の冷間加工によって所定の形状寸法に
成形加工した後、これらをろう付けにて連結し、組立て
を行っている。
ム部11,11、ブリッジ部12、テンプル部13,13等をスウェ
ージング、圧延等の冷間加工によって所定の形状寸法に
成形加工した後、これらをろう付けにて連結し、組立て
を行っている。
ところで、めがねフレームとしては従来種々の材料の
ものが提案されているが、近年にあっては軽量であっ
て、しかも耐食性，加工性に優れたチタン、或いはチタ
ン基合金を材料としたものが高級素材として実用化され
ている。
ものが提案されているが、近年にあっては軽量であっ
て、しかも耐食性，加工性に優れたチタン、或いはチタ
ン基合金を材料としたものが高級素材として実用化され
ている。
例えばTiを材料とするめがねフレームの場合、Ti−Cu
−Ni、或いはAg−Mnをろう材として用いるが、ろう付け
時には各フレーム部を900〜980℃の温度に短時間で加熱
昇温せしめるため、ろう付け接合部及びその周辺部のTi
が軟化し、フレームとしての重要な機能である強度低下
を免れ得ないという欠点があった。
−Ni、或いはAg−Mnをろう材として用いるが、ろう付け
時には各フレーム部を900〜980℃の温度に短時間で加熱
昇温せしめるため、ろう付け接合部及びその周辺部のTi
が軟化し、フレームとしての重要な機能である強度低下
を免れ得ないという欠点があった。
このため通常は材料としてTiを用いる場合には強度の
低下を防止するためTi材自体の線径を大きくしておく必
要があり、材料費、重量の上昇を免れ得ないこととな
る。
低下を防止するためTi材自体の線径を大きくしておく必
要があり、材料費、重量の上昇を免れ得ないこととな
る。
一方、チタン基合金製の材料にあってはTiと同様に軽
量で耐食性に優れているが、加工性が悪く、小寸法で複
雑な形状のめがねフレームへの加工は困難を伴う。
量で耐食性に優れているが、加工性が悪く、小寸法で複
雑な形状のめがねフレームへの加工は困難を伴う。
この対策としてTi、或いはTi基合金夫々の特性を生か
しつつ、しかも高温強度の低下、難加工性を緩和せしめ
たものとして、第５図に示す如くTi基合金層を芯材１と
し、Ti層を外層材３とするめがねフレーム用２層クラッ
ド材が提案されている（特開昭63−76775号公報）。
しつつ、しかも高温強度の低下、難加工性を緩和せしめ
たものとして、第５図に示す如くTi基合金層を芯材１と
し、Ti層を外層材３とするめがねフレーム用２層クラッ
ド材が提案されている（特開昭63−76775号公報）。
このようなクラッド材では高温強度を、芯材１を構成
するTi基合金層で確保し、加工性を外層材３のTi層によ
って確保しようとしたものである。
するTi基合金層で確保し、加工性を外層材３のTi層によ
って確保しようとしたものである。
ところでこのような従来のクラッド材にあっては、円
形断面への加工性は特に問題はないが、アイリム部11,1
1,テンプル部13,13などのための第６図に示す如き平形
状の加工、或いは第７図に示す如き溝形状の加工を行う
と、Ti基合金材の変形抵抗はTiのそれに比較して３〜４
倍大きいことから、外層材３を構成するTi層が大きく変
形し、外層材３に亀裂が生じて芯材１であるTi基合金層
が露出する等の不都合が生じ、微細加工が難しいのが現
状である。
形断面への加工性は特に問題はないが、アイリム部11,1
1,テンプル部13,13などのための第６図に示す如き平形
状の加工、或いは第７図に示す如き溝形状の加工を行う
と、Ti基合金材の変形抵抗はTiのそれに比較して３〜４
倍大きいことから、外層材３を構成するTi層が大きく変
形し、外層材３に亀裂が生じて芯材１であるTi基合金層
が露出する等の不都合が生じ、微細加工が難しいのが現
状である。
なお芯材１の露出を防止すべく芯材１の面積比を小さ
くすることも考えられるが、この構造では高温強度が低
下し、クラッド材としての特性を生し得なくなる等の問
題があった。
くすることも考えられるが、この構造では高温強度が低
下し、クラッド材としての特性を生し得なくなる等の問
題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、そ
の目的とするところは軽量性，耐食性を損なうことな
く、しかも高温強度，加工性にも優れためがねフレーム
用クラッド材を提供するにある。
の目的とするところは軽量性，耐食性を損なうことな
く、しかも高温強度，加工性にも優れためがねフレーム
用クラッド材を提供するにある。
本発明に係るめがねフレーム用クラッド材は、TiとTi
基合金とを３層以上同心状に交互に重ねて形成され、各
層を構成する材料の断面積比は芯材:0.6以下、中間材:
0.2〜0.7、最外層材:0.2〜0.5の範囲であって、且つ、
最外層材はTiとしてあることを特徴とする。
基合金とを３層以上同心状に交互に重ねて形成され、各
層を構成する材料の断面積比は芯材:0.6以下、中間材:
0.2〜0.7、最外層材:0.2〜0.5の範囲であって、且つ、
最外層材はTiとしてあることを特徴とする。
本発明にあってはこれによって軽量性，耐食性を損な
うことなく、高温強度，加工性を高め得ることとなる。
うことなく、高温強度，加工性を高め得ることとなる。
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。
説明する。
第１図は本発明に係るめがねフレーム用クラッド材の
断面図であり、図中１はTi製の芯材、２はTi基合金製の
中間材、３はTi製の外層材を示している。
断面図であり、図中１はTi製の芯材、２はTi基合金製の
中間材、３はTi製の外層材を示している。
芯材1,外層材３の構成材料はJIS １種〜３種の純Ti
である。また中間材２を構成する材料はTiを主成分と
し、これにAl,Sn,Zr,Mo,Si,V,Mn,Cr,Fe等の１種又は２
種以上を添加元素としたTi基合金である。これら芯材1,
中間材2,外層材３の断面積比は次の如くである。
である。また中間材２を構成する材料はTiを主成分と
し、これにAl,Sn,Zr,Mo,Si,V,Mn,Cr,Fe等の１種又は２
種以上を添加元素としたTi基合金である。これら芯材1,
中間材2,外層材３の断面積比は次の如くである。
芯材1:0.6以下 中間材2:0.2〜0.7 外層材3:0.2〜0.6 外層材３の断面積比を0.2〜0.6とするのは0.2未満で
は平形加工，溝形加工を施したとき、その下層のTi基合
金層が露出する虞れがあるからである。また0.6を超え
るとめがねフレームとしての太さは制限されているから
下層における高温強度材の断面積比が必然的に低下し、
強度の低下を招くことによる。
は平形加工，溝形加工を施したとき、その下層のTi基合
金層が露出する虞れがあるからである。また0.6を超え
るとめがねフレームとしての太さは制限されているから
下層における高温強度材の断面積比が必然的に低下し、
強度の低下を招くことによる。
また中間材２における断面積比を0.2〜0.7とするのは
0.7を超えると芯材１におけるTi層の占有面積が0.1未満
となり、加工が困難となることによる。更に0.2未満で
はろう付け時に軟化のため強度が低下することによる。
0.7を超えると芯材１におけるTi層の占有面積が0.1未満
となり、加工が困難となることによる。更に0.2未満で
はろう付け時に軟化のため強度が低下することによる。
なお上述の実施例は全体を芯材1,中間材2,外層材３の
３層構造とした場合について説明したが、何らこれに限
るものではなく、３層以上の多層構造としてもよい。
３層構造とした場合について説明したが、何らこれに限
るものではなく、３層以上の多層構造としてもよい。
この場合中間材２はTi層とTi基合金層とを同心状であ
って、交互に必要な層数だけ重ね、外層材３がTi層とな
るようにする。芯材１はTi又はTi基合金のいずれであっ
てもよい。
って、交互に必要な層数だけ重ね、外層材３がTi層とな
るようにする。芯材１はTi又はTi基合金のいずれであっ
てもよい。
この場合の断面積比は外層材３が0.2〜0.6とし、また
中間材２における１又は複数のTi基合金層の断面積比は
全体として0.7以下となるようにする。
中間材２における１又は複数のTi基合金層の断面積比は
全体として0.7以下となるようにする。
なお、中間材２及び芯材１でのTi基合金層全体の断面
積比を0.7以下とするのは0.7を超えると芯材１を含む他
の中間材２のTi層の断面積比が0.1未満となり、加工が
困難となることによる。
積比を0.7以下とするのは0.7を超えると芯材１を含む他
の中間材２のTi層の断面積比が0.1未満となり、加工が
困難となることによる。
このような本発明について第２図に示す如く平形状の
加工，また第３図に示す如き溝形状の加工を施した結
果、中間材２の露出は全く認められなかった。
加工，また第３図に示す如き溝形状の加工を施した結
果、中間材２の露出は全く認められなかった。
〔試験例１〕 次に本発明品と比較例とについて行った比較試験につ
いて説明する。
いて説明する。
本発明品は第１図に示す如く芯材１がTi層、中間材２
がTi基合金層、外層材３がTi層からなる最外径70mm、長
さ500mmの多層クラッド素材を製作し、これを850℃に加
熱した後、交叉型傾斜圧延機にて延伸圧延を施し、外径
20mmの多層クラッド材を得、更にこの多層クラッド材を
冷間ダイスを用いて伸線し、外径2.5mmの多層クラッド
線を得た。
がTi基合金層、外層材３がTi層からなる最外径70mm、長
さ500mmの多層クラッド素材を製作し、これを850℃に加
熱した後、交叉型傾斜圧延機にて延伸圧延を施し、外径
20mmの多層クラッド材を得、更にこの多層クラッド材を
冷間ダイスを用いて伸線し、外径2.5mmの多層クラッド
線を得た。
なお、伸線過程では外径が10mm,5mmとなったところで
夫々750℃に加熱し軟化焼鈍を行った。このようにして
得た外径2.5mmのクラッド線材をアイリム部用線，テン
プル部用線に夫々加工し、その引張り強さ、加工性を評
価した。各比較例についても同様である。
夫々750℃に加熱し軟化焼鈍を行った。このようにして
得た外径2.5mmのクラッド線材をアイリム部用線，テン
プル部用線に夫々加工し、その引張り強さ、加工性を評
価した。各比較例についても同様である。
なお引張り強さはテンプル部用線を950℃で10秒間加
熱し、空冷した後に行った試験値である。また加工性は
テンプル部用線，アイリム部用線に加工した後、表面に
中間材２が露出したか否かを判断した。加工中に中間材
２が露出したものについては最終寸法精度は求めなかっ
た。
熱し、空冷した後に行った試験値である。また加工性は
テンプル部用線，アイリム部用線に加工した後、表面に
中間材２が露出したか否かを判断した。加工中に中間材
２が露出したものについては最終寸法精度は求めなかっ
た。
これらの試験結果は第１表に示すとおりである。
第１表から明らかな如く、Ti層のみの場合（比較例
１）は加工性は良いが、引張り強さが十分でなく、また
Ti基合金（Ti−15V−3Al−3Sn−3Cr,Ti−6Al−4V）層の
みの構造，或いは、外層材がTi、芯材がTi基合金（Ti−
15V−3Al−3Sn−3Cr）の構造である比較例2,3,4の場合
には引張り強さは大きいが、加工性が悪くなっている。
１）は加工性は良いが、引張り強さが十分でなく、また
Ti基合金（Ti−15V−3Al−3Sn−3Cr,Ti−6Al−4V）層の
みの構造，或いは、外層材がTi、芯材がTi基合金（Ti−
15V−3Al−3Sn−3Cr）の構造である比較例2,3,4の場合
には引張り強さは大きいが、加工性が悪くなっている。
これに対して本発明品例1,2,3の３層構造の場合は勿
論、それ以上の構造の場合においても引張り強さが大き
く、しかも加工性も良好であることがわかる。
論、それ以上の構造の場合においても引張り強さが大き
く、しかも加工性も良好であることがわかる。
また各種の断面積比についてみると比較例5,6の場合
には本発明品と同じ構造であるが断面積比が不備な場合
にも引張り強さは十分であるが、加工性が悪いことがわ
かる。
には本発明品と同じ構造であるが断面積比が不備な場合
にも引張り強さは十分であるが、加工性が悪いことがわ
かる。
これに対して本発明品例４〜７にあっては引張り強
さ，加工性ともに良好となっていることがわかる。
さ，加工性ともに良好となっていることがわかる。
次に、三層以上の多層構造クラッド材と二層構造クラ
ッド材とについて、その曲げ剛性、曲げ強さの比較試験
について説明する。
ッド材とについて、その曲げ剛性、曲げ強さの比較試験
について説明する。
曲げ剛性、曲げ強さは断面寸法が決まれば算出するこ
とができ、例えば第１図に示す如き三層構造クラッド材
と第５図に示す如き二層構造クラッド材とについて比較
した。なおTi基合金としてはTi−15V−3Al−3Sn−3Crを
用い、このTi基合金層の断面積比を0.32となるように各
クラッド材の寸法を次のようにした。
とができ、例えば第１図に示す如き三層構造クラッド材
と第５図に示す如き二層構造クラッド材とについて比較
した。なおTi基合金としてはTi−15V−3Al−3Sn−3Crを
用い、このTi基合金層の断面積比を0.32となるように各
クラッド材の寸法を次のようにした。
二層構造クラッド材：外層材外径:3mm, 芯材外径:1.7mm 三層構造クラッド材：外層材外径:3mm, 中間層外径:2.2mm, 芯材外径:1.4mm この時の縦弾性係数は、 純Ti:10.85×103（kgf/mm2） Ti基合金:10.21×103（kgf/mm2） である。
各クラッド材の曲げ剛性（EI）、曲げ強さ（Ｚ）を算
出して、比を求める結果次のようになった。
出して、比を求める結果次のようになった。
（EI）三層／（EI）二層＝1.09 （Ｚ）三層／（Ｚ）二層＝1.06 このように、本発明の如く三層以上の多層構造クラッ
ド材とすることによって、クラッド材の曲げ剛性、曲げ
強さを向上させ得ることが解る。
ド材とすることによって、クラッド材の曲げ剛性、曲げ
強さを向上させ得ることが解る。
以上の如く本発明にあっては、TiとTi基合金とを３層
以上同心状に交互に重ねて形成され、各層を構成する材
料の断面積比は芯材:0.6以下、中間材:0.2〜0.7、最外
層材:0.2〜0.5の範囲であって、且つ最外層材はTiとし
たから、軽量性，耐食性を犠牲にすることなく、しかも
引張り強さ、加工性に優れる等本発明は優れた効果を奏
するものである。
以上同心状に交互に重ねて形成され、各層を構成する材
料の断面積比は芯材:0.6以下、中間材:0.2〜0.7、最外
層材:0.2〜0.5の範囲であって、且つ最外層材はTiとし
たから、軽量性，耐食性を犠牲にすることなく、しかも
引張り強さ、加工性に優れる等本発明は優れた効果を奏
するものである。
第１図は本発明品の断面図、第２図は本発明品に平形加
工を施した状態の断面図、第３図は本発明品に溝形加工
を施した状態の断面図、第４図は一般的なめがねの斜視
図、第５図は従来品の断面図、第６図は従来品に平形加
工を施した状態の断面図、第７図は従来品に溝形加工を
施した状態の断面図である。 １……芯材、２……中間材、３……外層材
工を施した状態の断面図、第３図は本発明品に溝形加工
を施した状態の断面図、第４図は一般的なめがねの斜視
図、第５図は従来品の断面図、第６図は従来品に平形加
工を施した状態の断面図、第７図は従来品に溝形加工を
施した状態の断面図である。 １……芯材、２……中間材、３……外層材
Claims (1)
- 【請求項１】TiとTi基合金とを３層以上同心状に交互に
重ねて形成され、各層を構成する材料の断面積比は芯
材:0.6以下、中間材:0.2〜0.7、最外層材:0.2〜0.5の範
囲であって、且つ、最外層材はTiとしてあることを特徴
とするめがねフレーム用クラッド材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5738589A JPH0830792B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | めがねフレーム用クラッド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5738589A JPH0830792B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | めがねフレーム用クラッド材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235015A JPH02235015A (ja) | 1990-09-18 |
| JPH0830792B2 true JPH0830792B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13054143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5738589A Expired - Lifetime JPH0830792B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | めがねフレーム用クラッド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830792B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP5738589A patent/JPH0830792B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02235015A (ja) | 1990-09-18 |
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