JPH0761512B2 - 缶詰の缶蓋巻締め用表面被覆Ｃｏ基合金工具 - Google Patents
缶詰の缶蓋巻締め用表面被覆Ｃｏ基合金工具Info
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- JPH0761512B2 JPH0761512B2 JP4401687A JP4401687A JPH0761512B2 JP H0761512 B2 JPH0761512 B2 JP H0761512B2 JP 4401687 A JP4401687 A JP 4401687A JP 4401687 A JP4401687 A JP 4401687A JP H0761512 B2 JPH0761512 B2 JP H0761512B2
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- Japan
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- hard coating
- coating layer
- alloy tool
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた耐摩耗性と耐食性を有する缶詰の
缶蓋巻締め用表面被覆Co基合金工具に関するものであ
る。
缶蓋巻締め用表面被覆Co基合金工具に関するものであ
る。
一般に、缶詰の缶蓋巻締めには、シーミングチヤツクお
よびシーミングロールと呼ばれる一対の工具が用いられ
ており、この工具は一種のロール成形機といえるもので
あつて、シーミングチヤツクに固定した缶蓋の周囲をシ
ーミングロールが回転して、缶蓋を缶胴に対して巻締め
固着するものである。
よびシーミングロールと呼ばれる一対の工具が用いられ
ており、この工具は一種のロール成形機といえるもので
あつて、シーミングチヤツクに固定した缶蓋の周囲をシ
ーミングロールが回転して、缶蓋を缶胴に対して巻締め
固着するものである。
従来、この缶蓋巻締め用工具には、高硬度ステンレス鋼
であるSUS440C製のものや、さらに耐摩耗性を向上させ
て使用寿命の延命化をはかる目的で、これの表面に炭化
チタンなどの硬質被覆層を化学蒸着法などにより形成し
たものがある。
であるSUS440C製のものや、さらに耐摩耗性を向上させ
て使用寿命の延命化をはかる目的で、これの表面に炭化
チタンなどの硬質被覆層を化学蒸着法などにより形成し
たものがある。
また、この缶蓋巻締め用工具には、重量％で（以下％は
重量％を示す）、 C:0.5〜１％、Cr:15〜35％、 W:3〜20％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ni:5％以下、Si:2％以下、 Fe:3％以下、Mn:2％以下、 Mo:20％以下、V:5％以下、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがCoと不可
避不純物からなる組成を有するCo基合金製のものも知ら
れている。
重量％を示す）、 C:0.5〜１％、Cr:15〜35％、 W:3〜20％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ni:5％以下、Si:2％以下、 Fe:3％以下、Mn:2％以下、 Mo:20％以下、V:5％以下、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがCoと不可
避不純物からなる組成を有するCo基合金製のものも知ら
れている。
しかし、通常、缶蓋巻締め用工具においては、チヤツク
とロールが互いに組合わさつた時に、相当大きな圧力が
加わるばかりでなく、缶蓋の巻締め速度は約1000個／
分、あるいはこれ以上の高速となるなど、かなり苛酷な
条件で使用されるため、上記SUS440C製のものでは耐腐
食性が十分でなく、またこれの表面に硬質被覆層を形成
したものでも、硬質被覆層の僅かなクラツクやピンホー
ルなどの欠陥から下地母材が腐食され、この結果硬質被
覆層に剥離や割れが発生して満足な使用寿命を示さず、
さらに上記Co基合金製のものでは、耐摩耗性が不足する
ばかりでなく、Al缶の場合、これに対する耐溶着性に劣
るものであるため、途中で溶着物除去のための再研磨を
必要とし、かつ缶詰の内容物が食品や清涼飲料などの場
合、合金成分であるCrやＷなどの溶出があつてはならな
いが、この点に関して必ずしも完全に信頼性のおけるも
のでないのが現状である。
とロールが互いに組合わさつた時に、相当大きな圧力が
加わるばかりでなく、缶蓋の巻締め速度は約1000個／
分、あるいはこれ以上の高速となるなど、かなり苛酷な
条件で使用されるため、上記SUS440C製のものでは耐腐
食性が十分でなく、またこれの表面に硬質被覆層を形成
したものでも、硬質被覆層の僅かなクラツクやピンホー
ルなどの欠陥から下地母材が腐食され、この結果硬質被
覆層に剥離や割れが発生して満足な使用寿命を示さず、
さらに上記Co基合金製のものでは、耐摩耗性が不足する
ばかりでなく、Al缶の場合、これに対する耐溶着性に劣
るものであるため、途中で溶着物除去のための再研磨を
必要とし、かつ缶詰の内容物が食品や清涼飲料などの場
合、合金成分であるCrやＷなどの溶出があつてはならな
いが、この点に関して必ずしも完全に信頼性のおけるも
のでないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、より一
段とすぐれた耐摩耗性と耐食性を有する缶蓋巻締め用工
具を開発すべく、まず、上記の従来Co基合金工具の表面
に、耐摩耗性および耐食性のすぐれた炭化チタン、窒化
チタン、および炭窒化チタン（以下、それぞれTiC、Ti
N、およびTiCNで示し、かつこれらを総称してTiの炭・
窒化物という）のうちの１種の単層または２種以上の複
層からなる硬質被覆層を通常の化学蒸着法を用いて形成
することを試みたが、この結果の表面被覆Co基合金工具
においては、表面に硬質被覆層を形成したSUS440C製の
場合におけるような硬質被覆層の欠陥によつて下地母材
が腐食し、これが原因で硬質被覆層が剥離するようにな
ることはないが、Co基合金基体に対する上記硬質被覆層
の密着性が低く、実用に供した場合比較的短時間で前記
硬質被覆層に剥離が生じるものであり、しかして、Co基
合金基体に対する上記硬質被覆層の密着性を向上させる
べく、さらに研究を行なつた結果、Co基合金基体におけ
るＣ含有量を増加させて、1.5〜４％とすると前記硬質
被覆層の密着性が飛躍的に向上するようになり、さらに
上記Tiの炭・窒化物のうちの１種の単層または２種以上
の複層で構成された硬質被覆層を内層とし、この上にさ
らに酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウム（以下そ
れぞれAl2O3およびZrO2で示す）のうちの１種の単層ま
たは２種の複層で構成された硬質被覆層を外層として形
成すると一段と耐摩耗性が向上するようになり、したが
つて、この結果の表面被覆Co基合金工具においては、Co
基合金基体によつてすぐれた耐腐食性が確保されるの
で、硬質被覆層を有するSUS440C製の場合におけるよう
な下地母材の腐食による硬質被覆層の剥離などの欠陥発
生が非常に生じにくく、また硬質被覆層によつて缶蓋材
であるAl合金などの溶着もほとんど生じることなく、一
段とすぐれた耐摩耗性を具備するようになるという知見
を得たのである。
段とすぐれた耐摩耗性と耐食性を有する缶蓋巻締め用工
具を開発すべく、まず、上記の従来Co基合金工具の表面
に、耐摩耗性および耐食性のすぐれた炭化チタン、窒化
チタン、および炭窒化チタン（以下、それぞれTiC、Ti
N、およびTiCNで示し、かつこれらを総称してTiの炭・
窒化物という）のうちの１種の単層または２種以上の複
層からなる硬質被覆層を通常の化学蒸着法を用いて形成
することを試みたが、この結果の表面被覆Co基合金工具
においては、表面に硬質被覆層を形成したSUS440C製の
場合におけるような硬質被覆層の欠陥によつて下地母材
が腐食し、これが原因で硬質被覆層が剥離するようにな
ることはないが、Co基合金基体に対する上記硬質被覆層
の密着性が低く、実用に供した場合比較的短時間で前記
硬質被覆層に剥離が生じるものであり、しかして、Co基
合金基体に対する上記硬質被覆層の密着性を向上させる
べく、さらに研究を行なつた結果、Co基合金基体におけ
るＣ含有量を増加させて、1.5〜４％とすると前記硬質
被覆層の密着性が飛躍的に向上するようになり、さらに
上記Tiの炭・窒化物のうちの１種の単層または２種以上
の複層で構成された硬質被覆層を内層とし、この上にさ
らに酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウム（以下そ
れぞれAl2O3およびZrO2で示す）のうちの１種の単層ま
たは２種の複層で構成された硬質被覆層を外層として形
成すると一段と耐摩耗性が向上するようになり、したが
つて、この結果の表面被覆Co基合金工具においては、Co
基合金基体によつてすぐれた耐腐食性が確保されるの
で、硬質被覆層を有するSUS440C製の場合におけるよう
な下地母材の腐食による硬質被覆層の剥離などの欠陥発
生が非常に生じにくく、また硬質被覆層によつて缶蓋材
であるAl合金などの溶着もほとんど生じることなく、一
段とすぐれた耐摩耗性を具備するようになるという知見
を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
て、C:1.5〜４％を含有するCo基合金基体、すなわち、 C:1.5〜４％、Cr:15〜35％、 W:3〜20％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ni:5％以下、Si:2％以下、 Fe:3％以下、Mn:2％以下、 Mo:20％以下、V:5％以下、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがCoと不可
避不純物からなる組成を有するCo基合金基体の表面に、 Tiの炭・窒化物のうちの１種の単層または２種以上の複
層で構成された平均層厚:0.1〜10μｍの内層と、 Al2O3およびZrO2のうちの１種の単層または２種の複層
で構成された平均層厚:0.1〜10μｍの外層、 からなる硬質被覆層を形成してなる缶詰の缶蓋巻締め用
表面被覆Co基合金工具に特徴を有するものである。
て、C:1.5〜４％を含有するCo基合金基体、すなわち、 C:1.5〜４％、Cr:15〜35％、 W:3〜20％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ni:5％以下、Si:2％以下、 Fe:3％以下、Mn:2％以下、 Mo:20％以下、V:5％以下、 のうちの１種または２種以上を含有し、残りがCoと不可
避不純物からなる組成を有するCo基合金基体の表面に、 Tiの炭・窒化物のうちの１種の単層または２種以上の複
層で構成された平均層厚:0.1〜10μｍの内層と、 Al2O3およびZrO2のうちの１種の単層または２種の複層
で構成された平均層厚:0.1〜10μｍの外層、 からなる硬質被覆層を形成してなる缶詰の缶蓋巻締め用
表面被覆Co基合金工具に特徴を有するものである。
なお、この発明の表面被覆Co基合金工具において、Co基
合金基体のＣ含有量を1.5〜４％としたのは、上記の通
り、その含有量が1.5％未満では、Co基合金基体表面に
対する硬質被覆層の密着が不十分で、実用に際して剥離
が生じ易く、一方その含有量が４％を越えると、Co基合
金基体自体が脆化するようになつて、割れが発生し易く
なるばかりでなく、耐食性も低下するようになるという
理由によるものであり、また硬質被覆層を構成する内層
および外層の平均層厚をそれぞれ0.5〜10μｍと定めた
のは、その平均層厚が0.5μｍ未満では所望のすぐれた
耐摩耗性および耐食性を確保することができず、一方そ
の平均層厚が10μｍを越えると硬質被覆層に割れが発生
し易くなるという理由からである。
合金基体のＣ含有量を1.5〜４％としたのは、上記の通
り、その含有量が1.5％未満では、Co基合金基体表面に
対する硬質被覆層の密着が不十分で、実用に際して剥離
が生じ易く、一方その含有量が４％を越えると、Co基合
金基体自体が脆化するようになつて、割れが発生し易く
なるばかりでなく、耐食性も低下するようになるという
理由によるものであり、また硬質被覆層を構成する内層
および外層の平均層厚をそれぞれ0.5〜10μｍと定めた
のは、その平均層厚が0.5μｍ未満では所望のすぐれた
耐摩耗性および耐食性を確保することができず、一方そ
の平均層厚が10μｍを越えると硬質被覆層に割れが発生
し易くなるという理由からである。
つぎに、この発明の表面被覆Co基合金工具を実施例によ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
通常の溶解法および鋳造法、さらに機械加工を施して、
それぞれ第１表に示される成分組成をもつたCo基合金基
体Ａ〜Ｊを調製し、さらに市販のものに機械加工を施し
てSUS440C基体Ｋを用意し、ついでこのCo基合金基体Ａ
〜ＪのうちＡ〜ＩおよびSUS440C基体Ｋの表面に、通常
の化学蒸着法にて、反応ガス組成を、それぞれTiC層の
場合は、TiCl4:3％、CH4:3％、H2:94％、TiN層の場合
は、TiCl4:3％、N2:30％、H2:60％、TiCN層の場合は、T
iCl4:3％、CH4:3％、N2:30％、H2:64％、Al2O3層の場合
は、AlCl3:2％、CO2:6％、H2:92％、さらにZrO2層の場
合は、ZrCl4:2％、CO2:10％、H2:88％とし、かつ反応温
度:1000℃、ガス圧力:40〜50torr、反応時間:80〜150分
とした条件で、第２票に示される組成および平均層厚の
硬質被覆層を形成することによつて本発明 表面被覆Co基合金ロール１〜９、および従来表面被覆SU
S440Cロール（以下従来被覆ロール）１、２をそれぞれ
製造した。
それぞれ第１表に示される成分組成をもつたCo基合金基
体Ａ〜Ｊを調製し、さらに市販のものに機械加工を施し
てSUS440C基体Ｋを用意し、ついでこのCo基合金基体Ａ
〜ＪのうちＡ〜ＩおよびSUS440C基体Ｋの表面に、通常
の化学蒸着法にて、反応ガス組成を、それぞれTiC層の
場合は、TiCl4:3％、CH4:3％、H2:94％、TiN層の場合
は、TiCl4:3％、N2:30％、H2:60％、TiCN層の場合は、T
iCl4:3％、CH4:3％、N2:30％、H2:64％、Al2O3層の場合
は、AlCl3:2％、CO2:6％、H2:92％、さらにZrO2層の場
合は、ZrCl4:2％、CO2:10％、H2:88％とし、かつ反応温
度:1000℃、ガス圧力:40〜50torr、反応時間:80〜150分
とした条件で、第２票に示される組成および平均層厚の
硬質被覆層を形成することによつて本発明 表面被覆Co基合金ロール１〜９、および従来表面被覆SU
S440Cロール（以下従来被覆ロール）１、２をそれぞれ
製造した。
なお、第１表におけるCo基合金基体Ｊは、Ｃ含有量がこ
の発明の範囲から低い方に外れたもので、第２表には硬
質被覆層の形成がない従来Co基合金ロールとして示され
ている。
の発明の範囲から低い方に外れたもので、第２表には硬
質被覆層の形成がない従来Co基合金ロールとして示され
ている。
つぎに、この結果得られた各種のロール、並びに硬質被
覆層の形成がない上記のSUS440C製ロール（以下、従来
ロールという）を、蓋材が厚さ:0.3mmのJIS5182合金（A
l合金）、胴材が厚さ:0.1mmのJIS3004合金（Al合金）か
らなるAl合金製ビール缶、並びに蓋材が厚さ:0.3mmにし
て、組成がFe−0.2％Ｃのメツキ鋼、胴材が厚さ:0.31mm
にして、同じくFe−0.2％Ｃの組成を有するSnメツキ鋼
からなるスチール製コーヒー缶の缶蓋巻締め用シーミン
グロールとして用い、900個／分の速さで巻締めを行な
い、使用寿命に至るまでの巻締め数を測定した。この測
定結果を第２表に示した。
覆層の形成がない上記のSUS440C製ロール（以下、従来
ロールという）を、蓋材が厚さ:0.3mmのJIS5182合金（A
l合金）、胴材が厚さ:0.1mmのJIS3004合金（Al合金）か
らなるAl合金製ビール缶、並びに蓋材が厚さ:0.3mmにし
て、組成がFe−0.2％Ｃのメツキ鋼、胴材が厚さ:0.31mm
にして、同じくFe−0.2％Ｃの組成を有するSnメツキ鋼
からなるスチール製コーヒー缶の缶蓋巻締め用シーミン
グロールとして用い、900個／分の速さで巻締めを行な
い、使用寿命に至るまでの巻締め数を測定した。この測
定結果を第２表に示した。
第２表に示される結果から、本発明表面被覆Co基合金ロ
ール１〜９は、いずれも従来被覆ロール１、２、従来Co
基合金ロール、従来ロールに比して、すぐれた耐摩耗性
と耐食性をもつので、一段とすぐれた使用寿命を示すこ
とが明らかである。
ール１〜９は、いずれも従来被覆ロール１、２、従来Co
基合金ロール、従来ロールに比して、すぐれた耐摩耗性
と耐食性をもつので、一段とすぐれた使用寿命を示すこ
とが明らかである。
上述のように、この発明の表面被覆Co基合金工具は、Co
基合金基体に硬質被覆層が強固に密着した構造によつ
て、すぐれた耐摩耗性と耐食性を具備し、特にこれらの
特性が要求される缶詰の缶蓋巻締めに用いた場合に、す
ぐれた性能を著しく長期に亘つて発揮するのである。
基合金基体に硬質被覆層が強固に密着した構造によつ
て、すぐれた耐摩耗性と耐食性を具備し、特にこれらの
特性が要求される缶詰の缶蓋巻締めに用いた場合に、す
ぐれた性能を著しく長期に亘つて発揮するのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 真一 埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱金属株式 会社桶川第二製作所内 (56)参考文献 実開 昭58−87865（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−165539（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−165540（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−165541（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】C:1.5〜４重量％を含有するCo基合金基体
の表面に、 炭化チタン、窒化チタン、および炭窒化チタンのうちの
１種の単層または２種以上の複層で構成された平均層
厚:0.1〜10μｍの内層と、 酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウムのうちの１種
の単層または２種の複層で構成された平均層厚:0.1〜10
μｍの外層、 からなる硬質被覆層を形成してなる缶詰の缶蓋巻締め用
表面被覆Co基合金工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4401687A JPH0761512B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 缶詰の缶蓋巻締め用表面被覆Ｃｏ基合金工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4401687A JPH0761512B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 缶詰の缶蓋巻締め用表面被覆Ｃｏ基合金工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63212025A JPS63212025A (ja) | 1988-09-05 |
| JPH0761512B2 true JPH0761512B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=12679883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4401687A Expired - Lifetime JPH0761512B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | 缶詰の缶蓋巻締め用表面被覆Ｃｏ基合金工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0761512B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2288759B (en) * | 1994-04-20 | 1997-11-19 | Metal Box Plc | Apparatus for forming a seam |
-
1987
- 1987-02-26 JP JP4401687A patent/JPH0761512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63212025A (ja) | 1988-09-05 |
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