JPH0447031B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ケイ素鋼の機械的特性を改善する
ための処理方法に関する。

［従来技術］ ワイヤドツトプリンタのプリンタヘツドでは、
印字ワイヤの後端に印字レバーを配置し、印字レ
バーを磁気による吸引，反発により駆動して印字
ワイヤを打撃し、この印字ワイヤにより印字を行
つている。印字レバーは磁気特性として高透磁
率，高磁束密度，低保磁力が要求されるために、
ケイ素鋼や電磁軟鉄が使用される。なかでもケイ
素鋼は磁気応答性等優れた磁気特性を有するため
に、プリンタの高速印字化等に対応させることも
可能であるが、ケイ素鋼や電磁軟鉄は母材硬度が
ピツカース硬度100〜300Hvと低いので、上述の
ように印字ワイヤを打撃するレバーとして用いる
ためには、耐摩耗性等の機械的特性を向上させな
ければならない。しかし、ケイ素鋼は表面浸炭焼
入や浸炭窒化焼入を施すことができないので、従
来はニツケルメツキを行つていた。このニツケル
メツキは例えばホウ素又はリン成分が適当量含有
された無電解メツキであり、メツキ後の加熱処理
によりメツキ硬度を700〜1000Hv程度にしてい
た。

［解決しようとする課題］ しかし700〜1000Hv程度の硬度では耐摩耗性等
の耐久性が十分ではなく、印字レバーのように強
に打撃力が作用する部材や繰返しの摺動作用が生
じる部材には用いることができなかつた。印字レ
バーに用いる場合、径0.3〜0.2mmのワイヤの後端
部を直接打撃できず、ワイヤの後端部にワイヤピ
ン等を取り付けて径を大きくしてこのワイヤピン
部を打撃するようにしていた。従つてこの場合は
印字ワイヤの重量が増し、印字速度の高速化の妨
げとなり、印字ワイヤのコストアツプになつてい
た。

そこで本発明の目的は、ケイ素鋼の機械的特性
並びに磁気的特性を改善するための処理方法を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のケイ素鋼
の処理方法は、ケイ素成分が2.8％〜6.5％のケイ
素鋼を浸炭処理して表面に20〜200μｍの厚みの
浸炭層を形成し、粉末クロム又は粉末バナジウム
又は粉末チタン又はこれらの組合せと触媒との混
合粉中にこのケイ素鋼を埋込・加熱する固体拡散
処理を施してケイ素鋼の表面に２〜10μｍの厚み
の上記金属の炭化物層を形成するものである。

［実施例］ 以下、本発明の具体的な実施例について詳細に
説明する。

被処理部材としてケイ素成分が３％の市販のケ
イ素鋼を使用し、磁気による吸引、反発により駆
動させてプリンタヘツドの印字ワイヤを直接打撃
する印字レバーを製作して以下に記す処理を施し
た。

実施例 １ この印字レバーを850℃で45分間ガス浸炭して、
100μｍの厚みの浸炭層を形成した。

次に粉末クロムと粉末アルミナと塩化アンモニ
ウムとが適当量調合された混合粉中に、浸炭処理
された上記印字レバーを埋込み、アルゴン気流中
にて1050℃で45分間保つ固体拡散処理を行つた。
以下、この処理方法を「処理条件Ｂ」という。

この処理条件Ｂで処理された印字レバーの表面
には、５〜6μｍの炭化クロム層が形成され、表
面硬度は1400〜1700Hvであつた。

また上記の100μｍの厚みの浸炭層が形成され
た印字レバーを、アルゴン気流中にて1050℃で90
分保つ固体拡散処理を行つた。以下、この処理方
法を処理条件Ｃという。これによると、印字レバ
ーの表面に８〜10μｍの炭化クロム層が形成さ
れ、表面硬度は処理時間が45分の場合と同じく、
1400〜1700Hvであつた。

また同様の条件で処理温度を1000℃、処理時間
を45分とした場合には、表面に2μｍの炭化クロ
ム層が形成された。

第１図に、横軸を処理条件とし、縦軸を最大透
磁率，保磁力として、各処理条件により得られた
製品の磁気特性を比較して示している。このグラ
フ中で、処理条件Ａはケイ素鋼の磁気特性をよく
するために従来普通行われている真空磁性焼鈍で
あつて、これは、ケイ素鋼を850℃で45分保つ処
理を行つたものである。

この第１図示のグラフで、従来の処理条件Ａの
ものと、本発明の処理条件Ｂ及びＣのものとを対
比してみると、処理条件Ｂ及びＣは、最大透磁率
が上昇し、保磁力が大幅に低下していることが判
る。印字レバーとして用いるために、磁気特性と
しては、最大透磁率が大きい程よく、保磁力は小
さいほどよいので、本発明に係る処理を行うと、
最大透磁率と保磁力が共に大幅に改善され、磁気
特性が向上する結果が得られた。

実施例 ２ 上例と同様にして100μｍの厚みの浸炭層を形
成した印字レバーを、粉末バナジウム中に埋没
し、上記と同様の処理条件Ｂ及びＣで固体拡散処
理を行つた。この処理により表面に炭化バナジウ
ム層が形成され、表面硬度2500〜2800Hvが得ら
れた。

実施例 ３ 上例と同様にして100μｍの厚みの浸炭層を形
成した印字レバーを、粉末チタン中に埋没し、上
記と同様の処理条件Ｂ及びＣで固体拡散処理を行
つた。この処理により表面に炭化チタン層が形成
され、表面硬度3000Hvが得られた。

第２図は横軸を処理温度とし、縦軸を最大透磁
率とし、ケイ素成分が異なるケイ素鋼について、
上例と同様にして100μｍの厚みの浸炭層を形成
した印字レバーを、980℃，1020℃，1050℃の処
理温度で45分間の固体拡散処理を行つた場合のそ
れぞれの透磁率の変化を示したものである。市販
の３％ケイ素鋼を使用したものでは、1000℃以上
に加熱して固体拡散処理を行うと、最大透磁率が
著しく向上するが、2.5％及び１％のケイ素鋼で
は最大透磁率の改善はほとんど見られない。ケイ
素成分が2.8％以上、望ましくは３％以上のケイ
素鋼に関して本発明の処理方法を行なうと磁気特
性の改善が見られる。またこのグラフから、固体
拡散処理を十分に行わせるのに、処理温度は1000
℃以上が望ましいことが判る。

本発明に係る処理方法は、上記例の他、着磁ヨ
ークなど十分な磁気特性と耐摩耗性とを合わせ持
つことが要求される部品の表面処理に最適であ
る。

なお本発明において、ケイ素成分が2.8％〜6.5
％のケイ素鋼に限定しているのは、前述のよう
に、ケイ素成分が2.8％未満では良好な磁気特性
は得られず、またケイ素成分量を増やしていくと
磁気特性が向上するが、6.5％で最高になること
が知られており、それ以上はケイ素成分量が増え
るに従つて鋼が脆くなり使用しにくくなるためで
ある。

浸炭処理の方法は固体浸炭法，液体浸炭法，ガ
ス浸炭法等、種々の方法で行うことができる。

浸炭層の厚みを20〜200μｍとするのは、20μｍ
より少ないと固体拡散処理時に必要量の金属炭化
物を得るための炭素量を補給できないからであ
り、また200μｍより多いと、浸炭処理によりケ
イ素鋼内部に入つた炭素が、固体拡散処理の際に
金属炭化物形成の反応に完全に費されず、さらに
ケイ素鋼内部への拡散で余つた炭素が粒界面に残
り、磁気特性が悪化するからである。

固体拡散処理に用いられる金属は粉末クロム又
は粉末バナジウム粉末チタンのいずれか一つを単
独で用いてもよく、またこれらのうちから適宜選
択して混合して用いてもよい。触媒としては粉末
塩化アンモニウム等が用いられる。

金属炭化物層の厚さは２〜10μｍとしている。
これは2μｍ未満では強い打撃力が作用する部材
や繰返しの摺動作用が生じる部材等に使用するの
に十分な機械的特性が得られないからであり、一
方実用的に十分な機械的特性を得るためには10μ
ｍあれば十分であるからである。

［効果］ 以上に述べた本発明の処理方法によつてケイ素
鋼を処理すると、その表面の機械的特性が十分に
改善され、しかも優れた磁気特性を備えたものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の処理条件Ａと本発明の処理条件
Ｂ及びＣによる製品の磁気特性を対比して示すグ
ラフ、第２図はケイ素成分の異なるケイ素鋼を各
温度条件で処理した場合の透磁率を対比して示す
グラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケイ素成分が2.8％〜6.5％のケイ素鋼を浸炭
   処理して表面に20〜200μｍの厚みの浸炭層を形
   成し、 粉末クロム又は粉末バナジウム又は粉末チタン
   又はこれらの組合せと触媒との混合粉中に上記ケ
   イ素鋼を埋込・加熱する固体拡散処理を施して上
   記ケイ素鋼の表面に２〜10μｍの厚みの上記金属
   の炭化物層を形成する ことを特徴とするケイ素鋼の処理方法。