JPS6144171A - 利器 - Google Patents

利器

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JPS6144171A
JPS6144171A JP59167004A JP16700484A JPS6144171A JP S6144171 A JPS6144171 A JP S6144171A JP 59167004 A JP59167004 A JP 59167004A JP 16700484 A JP16700484 A JP 16700484A JP S6144171 A JPS6144171 A JP S6144171A
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JP
Japan
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hardness
layer
base metal
heat treatment
sharp
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Pending
Application number
JP59167004A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Chikura
千倉 健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mansei Kogyo KK
Original Assignee
Mansei Kogyo KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Mansei Kogyo KK filed Critical Mansei Kogyo KK
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Publication of JPS6144171A publication Critical patent/JPS6144171A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D65/00—Making tools for sawing machines or sawing devices for use in cutting any kind of material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C14/024—Deposition of sublayers, e.g. to promote adhesion of the coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は刃物、針、はさみ、或は鋸等の利器に関するも
のである。
〔発明の背景〕
この種の利器、例えば刃物においては、一般にマルテン
サイト系ステンレス鋼を焼入れして、硬度を高めたもの
が用いられているが、これらのステンレス鋼は、ビッカ
ース硬度が630〜720程度であって、長朋閏の使用
により刃が摩耗し易く切れ味が低下し、また海水、食塩
水、或は整髪t4等の薬品により腐食してしまうため、
研ぎ直し、水洗い、及び油付は等の保守作業が必要であ
り、耐摩耗性及び耐食性に問題があフた。
そこで、耐食性に優れたチタンまたはチタン合金を利器
に用いることが考えられるが、チタンのビッカース硬度
は焼鈍状態にて140、加工硬化にて220〜250程
度しか得られず、またチタン合金のビッカース硬度は3
00〜330程度であり、硬度及び耐摩耗性が前記ステ
ンレス鋼に劣り、利器として実用的ではない。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の点にiWみ、チタンまたはチタン合金
を用い、硬度、靭性、耐摩粍性、及び耐食性に優れ、保
守作業の容易な利器を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上述の目的を達成するため、本発明はチタンまたはチタ
ン合金にて利器原型を成す母材を形成し、この母材を熱
処理して硬化させ、更に気相メッキにてチタンとの化合
物から成る硬度の高い表面層を形成したことを特徴とす
る。
〔発明の実施例〕
本発明の実施例を包括的に説明すると、下記のようにな
る。すなわち刃物或は鋸の刃、またははさみ或は針等に
おいて、チタンまたはチタン合金を熱間鍛造または冷間
II遺し、フライスまたは外形トリミングした後、研削
または研摩して母材を形成し、この母材を窒化、酸化、
或は炭化させて拡散層及び窒化層、酸化層、或は炭化層
の硬化層を形成させるか処理を施すか、または時効硬化
して母材全体の硬度を高める熱処理を施すか、または両
方の熱処理を施し、更に気相メッキを行う。
この気相メッキとしては、イオンブレーティング、或は
スパッタリング等のP V D(Physical V
aporDeposition)または高温における化
学反応を利用したC V D(Chemical Va
por Deposition)があり、チタンとの化
合物から成る硬度の高い表面層を形成するものである。
また目立は、研削、研摩後、或は気相メッキ後に行う。
このようにして、母材から表面にかけて硬度を順次増し
たり、或は母材自体の硬度を高めて・PVDまたはCV
Dを行うのは、単に母材とPVDまたはCVDを行うと
、母材と表面層とが剥離したり、靭性が低下してしまう
ので、これを防ぐためであり、また母材を熱処理するだ
けでは、硬度、靭性、耐摩耗性が劣るためである。
また、PVDまたはCVDを施すことにより、硬度の高
い表面層を形成し、耐摩耗性に優れたものにすると共に
種々の色及び光沢が得られ、装飾性を豊かにすることが
でき、表面仕上げが良好となる。更に母材から表面層ま
でチタンまたはチタン合金、及びチタンとの化合物から
成るので、それぞれの層と層の閏の電位差が小さく、耐
食性に優れ、環境の変化すなわち低温時或は高温時にお
いても硬度、靭性、耐摩耗性、及び耐食性が劣化しない
、そしてこれら硬度、靭性、耐摩耗性、及び耐食性に優
れることにより、切れ味に優れ、しかも切れ味の良さが
持続し、海水、食塩水、或は薬品等に漫されても腐食せ
ず、研ぎ直し、水洗い、及び油付は等の保守作業を容易
とし、また装飾性の豊かな利器とすることができる。
次に、本発明を具体的実施例により説明する。
実施例1 チタン合金を熱間fl!造または冷間鍛造し、プライス
または外形トリミングした後、研削或は研摩し、目立し
て第1図に示す刃物の刃1&或は鋸歯1bを有する利器
の原型を成す母材2を形成する。
この後、熱処理を行う、前記母材を真空炉中に配し、5
XIO−2〜lXl0−’torr程度迄真空引きし、
870〜950’C迄昇温し、N2ガス・CH4ガス、
または02ガスを200〜500t。
「r迄導入rIL換すると共に毎分6〜20J導入して
3〜16時間保持した後、A「ガスまたはN2ガスにて
冷却する。この熱処理にょフて、第2図に示すように、
窒化層、酸化層、または炭化層の硬化N3が形成され、
この硬化層3と母材2との間に拡散層4が形成される。
この拡散層4を50〜500μmの厚さに形成し、窒化
層或は炭化層の硬化層3を5〜30μmの厚さに、酸化
層の硬化F+3を10〜100μmの厚さに形成する。
そしてこの熱処理後、PVDとしてイオンブレーティン
グを行う、このイオンブレーティングは蒸発源にチタン
を用い、N2ガス及びC2H2ガスを導入して行い、刃
物の刃1を形成する。イオンブレーティングにて形成し
た表面層5は、0.5〜3μmの厘味に形成され、金色
を呈する。
このようにして形成した刃lは、母材のビッカース硬度
が300〜330であり、拡散層4のビッカース硬度が
400〜650、そして硬化N3のビッカース硬度が窒
化層では700〜1200となり、酸化層では600〜
1000、炭化層では800〜1400となり、表面層
5では1400〜2000のビッカース硬度となる。従
って、母材2からIl1次硬度を増して、母材2の硬度
に比べ硬度の高い層の厚みが厚くなり、しかも表面層5
の硬度が高く、硬度、靭性、及び耐摩耗性に優れ、切れ
味が良く又この切れ味が持続し、耐食性に優れた結果が
得られ、更に環境の変化により性11@が劣化すること
がなく、外観は金色を呈し、従来にない装飾効果が得ら
れた。
・実施例2 木実1f、例は前記実施例1において、母材形成後、熱
処理として時効硬化を行うものである。この時効硬化は
、まず溶体化処理として5X10−’〜lX10−’t
orr迄真空引きし、925〜960℃迄昇温し、A「
ガスまたはN2ガス雰囲気にて、0.5〜2時間保持し
、水または油にて急冷し、この後5X 10−2−I 
X 10−’t o r r迄真空引きし、600〜6
40℃に昇温し、ArガスまたはN2ガス雰囲気にて4
〜6時間保持した後、A「ガスまたはN2ガスによりガ
ス冷却して行う。
この処理後、母材のビッカース硬度は360〜420と
なる。この後、窒化、酸化、炭化を行う熱処理をし、P
VDとしてイオンブレーティングを行う、このイオブレ
ーティングは導入するガスとしてc2H,ガスを用い、
蒸発源としてチタンを用いて行う、こうして形成した表
面層は白色から黒色まで種々の色に形成することができ
る。
この実施1912は外観の色は実施r141と異なるが
、硬度、靭性、耐摩耗性、及び耐食性については実1!
例1と同様の結果が得られた。
・実施例3 本実施例は前記′:A施倒】における母材成彩後、熱処
理として時効硬化を行うものである。この時効硬化は、
前記実施例2における溶体化処理と同様の処理を施した
後、5XIO−2〜lXl0−’torr迄真空引きし
、500〜540℃に昇温し、A「ガスまたはN2ガス
雰囲気にて4〜6時間保持し、A「ガスまたはN2ガス
によりガス冷却する。このようにして母材のビッカース
硬度を360〜420にする。この後CVDを行う、こ
のCVDはTiCl4を気化し、キャリヤガスにN2と
N2を用いて化学反応をさせて窒化チタンから成る表面
層を形成させる。
この実施例3も実施fMIと同様の結果が得られた。
・実施例4 チタンを熱間鍛造または冷ffl鍛造し、フライスまた
は外形トリミングした後、熱処理としてイオン窒化を行
う、このイオン窒化は、真空炉を1O−2X I O−
’t o r r迄真空引きし、母材を陰極側に接続し
てN2ガスを導入し、グミ−放電させて硬化層を形成す
る。この後、PVDとしてイオンブレーティングを行う
、このイオブレーテイングは導入するガスとしてC2H
2ガスを用い、蒸発源としてチタンを用い、表面層を形
成する。
この実施rA4も実施例1と同様の結果が得られた。
尚、PVDとしてイオンブレーティングを施した実施例
lの刃1と、イオンブレーティングを施さす熱処理のみ
を施した刃との切れ味試験を行った結果は次の通りであ
った。この試験は、刃を固定し、7.5mm幅の新聞紙
相当の紙を重ねて450gの荷重をかけながら20mm
の往復運動をさせたものであり、1往復を1切断回数と
している。また刃先角度は26°〜33’とした。実施
例1の刃1は切断回数1回目で33枚、切断回数322
回目30枚を切断でき、はぼ切れ味に変化がなかった。
またイオンブレーティング未処理の刃は、切断回数1回
目で8枚、切断回数8回目で1枚を切断できたが、以後
切断できなくなった。
〔発明の効果〕
本発明は上述の如くであり、硬度、靭性、耐摩耗性、及
び耐食性に優れ、切れ味が良く、しかもこの切れ味を持
続でき、また種々の環境下においても硬度、靭性、耐摩
耗性、及び耐食性が劣化することがなく、侃守作業を容
易とし、更に従来にない色彩を施すことができて、装飾
性に優れた利器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る実施例1により形成した刃物の刃
の平面図、第2図は実施例1の刃の一祁断面の概略図で
ある。 2・・母材、5・・表面層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. チタンまたはチタン合金にて利器原型を成す母材を形成
    し、この母材を熱処理して硬化させ、更に気相メッキに
    てチタンとの化合物から成る硬度の高い表面層を形成し
    たことを特徴とする利器。
JP59167004A 1984-08-09 1984-08-09 利器 Pending JPS6144171A (ja)

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JP59167004A JPS6144171A (ja) 1984-08-09 1984-08-09 利器

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JP59167004A JPS6144171A (ja) 1984-08-09 1984-08-09 利器

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JP59167004A Pending JPS6144171A (ja) 1984-08-09 1984-08-09 利器

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