CN112779477A - 钟表用部件和钟表 - Google Patents

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Abstract

[课题]提供一种能够确保高抗磁性能、并且能够获得高美观性的钟表用部件。[解决手段]钟表用部件由奥氏体化铁素体系不锈钢构成，该奥氏体化铁素体系不锈钢具备：由铁素体相构成的第1层；和形成于第1层的表面、由通过氮固溶形成的奥氏体化相构成的第2层，构成铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为300μm以上，构成奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下。

Description

钟表用部件和钟表
技术领域
本发明涉及钟表用部件和钟表。
背景技术
专利文献1中公开了一种以层积结构的非晶材料为抗磁结构的钟表。专利文献1中，通过将使非晶材料层积而成的抗磁结构配置于钟表内部的空间，可获得充分的抗磁性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-155182号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，专利文献1中存在下述问题：无法在钟表内部确保充分的空间的情况下，无法增加非晶材料的层积数，无法确保特定的抗磁性能。
另外，如专利文献1的背景技术中记载的那样，认为通过设置铁素体系不锈钢材的后盖也可确保规定的抗磁性能，该情况下镜面性差，因此存在美观性变差的问题。
用于解决课题的手段
本发明的钟表用部件由奥氏体化铁素体系不锈钢构成，该奥氏体化铁素体系不锈钢具备：由铁素体相构成的第1层；和形成于上述第1层的表面、由通过氮固溶形成的奥氏体化相构成的第2层，构成上述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为300μm以上，构成上述奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下。
本发明的钟表具备上述钟表用部件。
附图说明
图1是示出一个实施方式的钟表的前视图。
图2是从壳体的表面示出规定范围的截面图。
图3是示出从壳体的表面起的规定范围的截面的照片。
图4是示出铁素体晶粒的平均粒径与抗磁性能的关系的图。
图5是示出评价试验的壳体的表面的照片。
图6是示出评价试验的另一壳体的表面的照片。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一个实施方式的钟表1进行说明。
图1是示出钟表1的前视图。本实施方式中，钟表1构成为佩戴于用户的手腕的手表。
如图1所示，钟表1具备金属制的壳体2。另外，在壳体2的内部具备圆板状的表盘10、秒针3、分针4、时针5、转柄7、A按钮8、和B按钮9。需要说明的是，壳体2为本发明的钟表用部件的一例。
在表盘10设有用于指示时刻的小时标记6。
[壳体]
图2是从壳体2的表面示出规定范围的截面图。需要说明的是，图2中，示出了沿着与表面正交的方向或者表面的法线方向将壳体2切断的截面图。
如图2所示，壳体2由奥氏体化铁素体系不锈钢构成，该奥氏体化铁素体系不锈钢具备：由铁素体相构成的第1层21；由铁素体相发生奥氏体化而成的奥氏体化相构成的第2层22；和铁素体相与奥氏体化相混杂的混杂层23。
[第1层]
第1层21由铁素体系不锈钢构成，其中，以质量％计，含有Cr：18％～22％、Mo：1.3％～2.8％、Nb：0.05％～0.50％、Cu：0.1％～0.8％、Ni：小于0.5％、Mn：小于0.8％、Si：小于0.5％、P：小于0.10％、S：小于0.05％、N：小于0.05％、C：小于0.05％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
Cr是在氮吸收处理中提高氮向铁素体相的移动速度和氮在铁素体相中的扩散速度的元素。Cr小于18％时，氮的移动速度和扩散速度降低。此外，Cr小于18％时，第2层22的耐腐蚀性降低。另一方面，Cr超过22％时，发生硬质化，作为材料的加工性变差。此外，Cr超过22％时，美丽外观受损。因此，Cr的含量优选为18％～22％、更优选为20％～22％、进一步优选为19.5％～20.5％。
Mo是在氮吸收处理中提高氮向铁素体相的移动速度和氮在铁素体相中的扩散速度的元素。Mo小于1.3％时，氮的移动速度和扩散速度降低。此外，Mo小于1.3％时，作为材料的耐腐蚀性降低。另一方面，Mo超过2.8％时，发生硬质化，作为材料的加工性变差。此外，Mo超过2.8％时，第2层22的构成组织的不均质化变得显著，美丽外观受损。因此，Mo的含量优选为1.3％～2.8％、更优选为1.8％～2.8％、进一步优选为2.25％～2.35％。
Nb是在氮吸收处理中提高氮向铁素体相的移动速度和氮在铁素体相中的扩散速度的元素。Nb小于0.05％时，氮的移动速度和扩散速度降低。另一方面，Nb超过0.50％时，发生硬质化，作为材料的加工性变差。此外，生成析出部，美丽外观受损。因此，Nb的含量优选为0.05％～0.50％、更优选为0.05％～0.35％、进一步优选为0.15％～0.25％。
Cu是在氮吸收处理中控制铁素体相中的氮吸收的元素。Cu小于0.1％时，铁素体相中的氮含量的偏差变大。另一方面，Cu超过0.8％时，氮向铁素体相的移动速度降低。因此，Cu的含量优选为0.1％～0.8％、更优选为0.1％～0.2％、进一步优选为0.1％～0.15％。
Ni是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和氮在铁素体相中的扩散的元素。Ni为0.5％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。此外，耐腐蚀性变差，同时有可能难以防止金属过敏发生等。因此，Ni的含量优选小于0.5％、更优选小于0.2％、进一步优选小于0.1％。
Mn是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和铁素体相中的氮的扩散的元素。Mn为0.8％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。因此，Mn的含量优选小于0.8％、更优选小于0.5％、进一步优选小于0.1％。
Si是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和氮在铁素体相中的扩散的元素。Si为0.5％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。因此，Si的含量优选小于0.5％、更优选小于0.3％。
P是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和氮在铁素体相中的扩散的元素。P为0.10％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。因此，P的含量优选小于0.10％、更优选小于0.03％。
S是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和氮在铁素体相中的扩散的元素。S为0.05％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。因此，S的含量优选小于0.05％、更优选小于0.01％。
N是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和氮在铁素体相中的扩散的元素。N为0.05％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。因此，N的含量优选小于0.05％、更优选小于0.01％。
C是在氮吸收处理中抑制氮向铁素体相的移动和氮在铁素体相中的扩散的元素。C为0.05％以上时，氮的移动速度和扩散速度降低。因此，C的含量优选小于0.05％、更优选小于0.02％。
[第2层]
第2层22通过对第1层21的表面实施氮吸收处理而形成。即，第2层22由通过氮固溶形成的奥氏体化相构成。
本实施方式中，第2层22中的氮的含量以质量％计为1.0％～1.6％。
[混杂层]
混杂层23是在第2层22的形成过程中由于进入由铁素体相构成的第1层21的氮的移动速度的偏差而产生的。即，在氮的移动速度快的部位，氮进入至第1层21的深处而被奥氏体化，在氮的移动速度慢的部位，仅奥氏体化至第1层21的浅处，因此在深度方向形成混杂有铁素体相和奥氏体化相的混杂层23。
[关于铁素体相和奥氏体化相的晶粒]
图3是示出从壳体2的表面起的规定范围的截面的照片。需要说明的是，图3中，对于壳体2的任意部位，从表面起沿着深度方向、即沿着与表面正交的方向切断，对其截面进行研磨后，利用蚀刻剂使铁素体相发生组织蚀刻并进行拍摄。
如图3所示，在第1层21观察到构成铁素体相的铁素体晶粒。另外，在第2层22观察到构成奥氏体化相的奥氏体晶粒。
此处，本实施方式中，铁素体晶粒构成为平均粒径为300μm以上且550μm以下。另外，奥氏体化晶粒构成为平均粒径为50μm以上且150μm以下、最大粒径为100μm以上且400μm以下。
此处，“平均粒径”是指，例如以500至1000倍对壳体2的规定截面进行SEM观察时，在视野内任意抽出的多个晶粒的粒径的平均值。另外，“最大粒径”是指，在与上述同样观察时的视野内，任意抽出的多个晶粒中最大晶粒的粒径的值。
[评价试验]
接着，对铁素体晶粒的平均粒径与抗磁性能的关系实施评价试验。
另外，对奥氏体晶粒的平均粒径和最大粒径与美观性的关系实施评价试验。
下面对评价试验的概况和结果进行说明。
[抗磁性能试验]
首先，制造由铁素体系不锈钢构成的多个母材，该铁素体系不锈钢含有Cr：20％、Mo：2.1％、Nb：0.2％、Cu：0.1％、Ni：0.05％、Mn：0.5％、Si：0.3％、P：0.03％、S：0.01％、N：0.01％、C：0.02％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
接着，对各母材实施氮吸收处理，得到在第1层的表面形成有奥氏体化的第2层的奥氏体化铁素体系不锈钢。此时，通过调整对于各母材的氮吸收处理的处理条件，具体而言，通过调整加热时间、加热温度、加热次数等，得到了构成第1层的铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为30μm、50μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm的多种奥氏体化铁素体系不锈钢。
然后，对各奥氏体化铁素体系不锈钢进行加工，制造出壁厚为4mm的钟表用的壳体。在所制造的钟表用的壳体中分别收纳通常的石英钟表所用的机芯，实施“JIS B7024”中规定的抗磁性能试验。
[美观性试验]
首先，制造与供上述抗磁性能试验同样的由铁素体系不锈钢构成的多个母材。
接着，对各母材实施氮吸收处理，得到在第1层的表面形成有奥氏体化的第2层的奥氏体化铁素体系不锈钢。此时，调整对于各母材的氮吸收处理的处理条件，具体而言，调整加热时间、加热温度、加热次数等，得到了构成第2层的奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为1μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm的多种奥氏体化铁素体系不锈钢。需要说明的是，此时，奥氏体晶粒的最大粒径分别为2μm、100μm、250μm、400μm、500μm、650μm。
然后，对各奥氏体化铁素体系不锈钢进行加工，制造出钟表用的壳体，对各钟表用的壳体进行研磨处理，目视评价美观性。
需要说明的是，美观性的评价按照下述基准进行判定。
-基准-
A：在壳体表面基本上未观察到晶粒的影响，镜面性非常高。
B：在壳体表面略微观察到晶粒的影响，镜面性略低。
C：在壳体的各处观察到晶粒的影响，镜面性低。
[评价结果：抗磁性能试验]
图4是示出本试验的铁素体晶粒的平均粒径与抗磁性能的关系的图。
如图4所示，在铁素体晶粒的平均粒径与抗磁性能之间确认到相关性，暗示平均粒径越大则抗磁性能越高。
特别是，在平均粒径超过150μm的情况下，抗磁性能约为80G以上，暗示能够确保与第1种抗磁钟表相当的抗磁性能。并且，在平均粒径超过300μm的情况下，抗磁性能为120G以上，暗示能够确保为了保证第1种抗磁钟表所需的抗磁性能。此外，在平均粒径超过350μm的情况下，抗磁性能为130G以上，暗示能够确保足以保证第1种抗磁钟表的抗磁性能。
由此暗示，为了确保规定的抗磁性能，构成第1层的铁素体相的铁素体晶体的平均粒径优选为300μm以上，铁素体晶体的平均粒径更优选为350μm以上。
需要说明的是，在铁素体晶体的平均粒径超过550μm的情况下，有可能无法得到作为钟表用的壳体所需要的机械强度。因此，若考虑作为钟表用的壳体的强度，则铁素体晶体的平均粒径优选为550μm以下。另外，若铁素体晶体的平均粒径为500μm以下，则能够确保作为钟表用的壳体充分的机械强度。
即，暗示构成第1层的铁素体相的铁素体晶体的平均粒径优选为300μm以上且550μm以下，更优选为350μm以上且500μm以下。
[评价结果：美观性试验]
如表1所示，在奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下、最大粒径为400μm以下时，美观性的判定结果为“A”。与此相对，在奥氏体晶粒的平均粒径为200μm、最大粒径为550μm时，判定结果为“B”，在平均粒径为250μm、最大粒径为650μm时，判定结果为“C”。
图5是奥氏体晶粒的平均粒径为150μm、最大粒径为400μm时对壳体表面所拍摄的照片。另外，图6是奥氏体晶粒的平均粒径为200μm、最大粒径为550μm时对壳体表面所拍摄的照片。
如图5所示，奥氏体晶粒的平均粒径为150μm、最大粒径为400μm时，在壳体表面基本上未观察到晶粒的影响，镜面性非常高。另一方面，如图6所示，奥氏体晶粒的平均粒径为200μm、最大粒径为550μm时，在壳体表面略微观察到晶粒的影响，镜面性略低。
由此暗示，为了确保规定的美观性，优选构成第2层的奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下、最大粒径为400μm以下。
需要说明的是，在使奥氏体晶粒的平均粒径为1μm、最大粒径为2μm的情况下，氮吸收处理中的加热次数增多。因此，若考虑制造工艺，则对于奥氏体晶粒而言希望使平均粒径为50μm以上、最大粒径为100μm以上。
[表1]
Figure BDA0002772103700000071
[变形例]
需要说明的是，本发明不限定于上述各实施方式，能够达到本发明目的的范围内的变形、改良等包括在本发明中。
上述实施方式中，本发明的钟表用部件构成为壳体2，但不限定于此。例如，本发明的钟表用部件也可以构成为表框、后盖、转柄、按钮等。
上述实施方式中，本发明的奥氏体化铁素体系不锈钢构成了作为钟表用部件的壳体，但不限定于此。例如，本发明的奥氏体化铁素体系不锈钢也可以构成钟表以外的电子设备的壳体、即外壳等电子设备用部件。通过具备由这种奥氏体化铁素体系不锈钢构成的外壳，电子设备能够确保高抗磁性能，并且能够得到高美观性。
[本发明的归纳]
本发明的钟表用部件由奥氏体化铁素体系不锈钢构成，该奥氏体化铁素体系不锈钢具备：由铁素体相构成的第1层；和形成于上述第1层的表面、由通过氮固溶形成的奥氏体化相构成的第2层，构成上述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为300μm以上，构成上述奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下。
根据该构成，能够确保规定的抗磁性能，并且能够得到高美观性。
本发明的钟表用部件中，上述奥氏体晶粒的最大粒径可以为400μm以下。
根据该构成，能够抑制在钟表用部件的表面观察到晶粒，能够提高镜面性。
本发明的钟表用部件中，上述第1层以质量％计可以含有Cr：18％～22％、Mo：1.3％～2.8％、Nb：0.05％～0.50％、Cu：0.1％～0.8％、Ni：小于0.5％、Mn：小于0.8％、Si：小于0.5％、P：小于0.10％、S：小于0.05％、N：小于0.05％、C：小于0.05％，余部由Fe和不可避的杂质构成。
本发明的钟表用部件中，上述第2层的氮的含量以质量％计可以为1.0％～1.6％。
本发明的钟表用部件中，上述奥氏体晶粒的最大粒径可以为100μm以上。
本发明的钟表具备上述钟表用部件。
符号说明
1…钟表、2…壳体(钟表用部件)、3…秒针、4…分针、5…时针、6…小时标记、7…转柄、8…A按钮、9…B按钮、10…表盘、21…第1层、22…第2层、23…混杂层。

Claims (19)

1.一种钟表用部件，其特征在于，其由奥氏体化铁素体系不锈钢构成，该奥氏体化铁素体系不锈钢具备：由铁素体相构成的第1层；和由通过所述铁素体相的氮固溶形成的奥氏体化相构成的第2层，
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为300μm以上，
构成所述奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下。
2.如权利要求1所述的钟表用部件，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为400μm以下。
3.如权利要求1所述的钟表用部件，其特征在于，所述第1层以质量％计含有Cr：18％～22％、Mo：1.3％～2.8％、Nb：0.05％～0.50％、Cu：0.1％～0.8％、Ni：小于0.5％、Mn：小于0.8％、Si：小于0.5％、P：小于0.10％、S：小于0.05％、N：小于0.05％、C：小于0.05％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
4.如权利要求2所述的钟表用部件，其特征在于，所述第1层以质量％计含有Cr：18％～22％、Mo：1.3％～2.8％、Nb：0.05％～0.50％、Cu：0.1％～0.8％、Ni：小于0.5％、Mn：小于0.8％、Si：小于0.5％、P：小于0.10％、S：小于0.05％、N：小于0.05％、C：小于0.05％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
5.如权利要求1所述的钟表用部件，其特征在于，所述第2层的氮的含量以质量％计为1.0％～1.6％。
6.如权利要求2所述的钟表用部件，其特征在于，所述第2层的氮的含量以质量％计为1.0％～1.6％。
7.如权利要求3所述的钟表用部件，其特征在于，所述第2层的氮的含量以质量％计为1.0％～1.6％。
8.如权利要求4所述的钟表用部件，其特征在于，所述第2层的氮的含量以质量％计为1.0％～1.6％。
9.如权利要求1所述的钟表用部件，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
10.如权利要求2所述的钟表用部件，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
11.如权利要求3所述的钟表用部件，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
12.如权利要求5所述的钟表用部件，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
13.一种钟表，其特征在于，其具备钟表部件，该钟表部件由奥氏体化铁素体系不锈钢构成，该奥氏体化铁素体系不锈钢具备：由铁素体相构成的第1层；和由通过所述铁素体相的氮固溶形成的奥氏体化相构成的第2层，
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为300μm以上，
构成所述奥氏体化相的奥氏体晶粒的平均粒径为150μm以下。
14.如权利要求13所述的钟表，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为400μm以下。
15.如权利要求13所述的钟表，其特征在于，所述第1层以质量％计含有Cr：18％～22％、Mo：1.3％～2.8％、Nb：0.05％～0.50％、Cu：0.1％～0.8％、Ni：小于0.5％、Mn：小于0.8％、Si：小于0.5％、P：小于0.10％、S：小于0.05％、N：小于0.05％、C：小于0.05％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。
16.如权利要求13所述的钟表，其特征在于，所述第2层的氮的含量以质量％计为1.0％～1.6％。
17.如权利要求13所述的钟表，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
18.如权利要求14所述的钟表，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
19.如权利要求15所述的钟表，其特征在于，所述奥氏体晶粒的最大粒径为100μm以上。
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