JP2002212679A

JP2002212679A - 刃物及びそれに用いるＦｅ系刃物用合金

Info

Publication number: JP2002212679A
Application number: JP2001002528A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Nakagawa; 誠敏中川
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】常時使用しても刃こぼれ等が生じないととも
に、耐食性、硬さも従来の刃物と遜色ない刃物を提供す
る。また、該刃物を構成する合金であって、耐磨耗性、
焼入れ性及び加工性に優れたＦｅ系刃物用合金を提供す
る。【解決手段】少なくとも刃物１の刃部２を形成する部
位を、以下のＦｅ系刃物用合金にて構成する。すなわ
ち、該Ｆｅ系刃物用合金は、主成分としてのＦｅと、４
〜１３質量％のＣｒと、０．４〜０．６５質量％のＣと
を含有し、Ｆｅ系主相の９０体積％以上がマルテンサイ
ト相であり、かつ、断面組織を観察したときに、該Ｆｅ
系相中に形成されている（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法
が５μｍ以下となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、刃物及びその刃物
に用いるＦｅ系刃物用合金に関する。

【０００２】

【従来の技術】刃物用合金としては従来、ＳＵＳ４２０
Ｊ２やＳＵＳ４４０Ａ等のマルテンサイト系ステンレス
鋼が使用されている。このようなマルテンサイト系ステ
ンレス鋼刃物の場合、加工性、切れ味、耐食性及び耐磨
耗性がそれぞれ要求されるため、これらの特性を向上さ
せる元素を添加することがある。例えば、耐食性及び硬
さを向上させるために、上記マルテンサイト系ステンレ
ス鋼に、Ｃ及びＣｒをより多く含有させたＦｅ系刃物用
合金がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなＦｅ系刃物
用合金においては、硬さ及び耐食性は良好なものとなる
が、Ｃ及びＣｒの添加量が過剰なため、粗大な（Ｆｅ，
Ｃｒ）系炭化物が形成されやすい。そして、このような
（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物が刃物のエッジ部に形成されて
いると、炭化物粒子が刃物使用時に脱粒し、刃こぼれの
原因となるという問題があった。

【０００４】本発明の課題は、耐食性が良好であり長時
間使用しても刃こぼれ等が生じにくい刃物及びそれに用
いるＦｅ系刃物用合金を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために本発明の刃物は、少なくとも刃部を形
成する部位が、主成分としてのＦｅと、４〜１３質量％
のＣｒと、０．４〜０．６５質量％のＣとを含有し、Ｆ
ｅ系主相の９０体積％以上がマルテンサイト相であり、
かつ、断面組織を観察したときに、前記Ｆｅ系主相中に
形成されている（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法が５μｍ
以下であるＦｅ系刃物用合金にて構成されることを特徴
とする。なお、本明細書において「主成分」とは、対象
となる物質中において最も含有量の多い成分のことをい
う。また、「Ｆｅ系主相」とは、Ｆｅを主成分とした相
のことである。

【０００６】上記刃物用合金を使用することによって、
長期間使用しても刃こぼれ等が生じにくくなり、ひいて
は、切れ味も劣化しないとともに、耐食性及び耐磨耗性
も良好な刃物を実現することが可能となる。本発明の刃
物に使用するＦｅ系刃物用合金においては、刃こぼれの
原因となる（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の脱粒を抑制するた
め、なるべく、粗大な（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物が形成さ
れない組成を選択している。

【０００７】本発明の刃物において、刃部においてＦｅ
系主相の９０体積％以上がマルテンサイト相となるよう
にする。これは、刃物としても十分な硬さが保たれるこ
ととなり、刃物の切れ味性及び耐磨耗性も良好な刃物が
得られるようにするためである。また、刃物の切れ味を
向上させるために、小刃角度を鋭くすることが多いが、
この小刃角度が鋭くなるに従って、（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭
化物の脱粒も生じやすくなる。従って、良好な切れ味を
長期間持続させるためには、エッジ部の小刃角度を鋭く
しつつ、該エッジ部の硬さを維持させ、エッジ部に形成
される（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の粗大化を抑制する必要
がある。そこで本発明者等は鋭意検討の結果、刃物刃部
を構成するＦｅ系刃物用合金において、刃物の切れ味を
長時間維持するのに好適な（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸
法の範囲があることを見出し、本発明を完成するに至っ
たのである。

【０００８】また、本発明においては、上記刃物の製造
に用いられるＦｅ系刃物用合金をも提供する。なお、該
Ｆｅ系刃物用合金においては、焼入れ保持温度：１０２
０〜１０８０℃；焼入れ時平均冷却速度：１０℃／ｍｉ
ｎ以上；焼戻し保持温度：１００〜５００℃；として規
定される焼入れ−焼戻し条件の範囲内に、当該焼入れ−
焼戻しによりＦｅ系主相の９０体積％以上をマルテンサ
イト相とすることができる条件が存在し、かつ、該焼入
れ−焼戻し後の断面組織にて観察される前記（Ｆｅ，Ｃ
ｒ）系炭化物の寸法が５μｍ以下となることを特徴とす
る。

【０００９】刃物の刃部を構成するＦｅ系刃物用合金の
断面組織にて観察される（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法
が５μｍ以下であるとき、（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の脱
粒の発生を効果的に抑制することができ、ひいては、良
好な切れ味を長期間維持させることができる。また、万
一これらの（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物が脱粒しても、該炭
化物の脱粒による切れ味への影響も比較的小さく留める
ことができる。（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法は望まし
くは２μｍ以下とするのがよい。なお、本明細書におい
て（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法は次のように定義す
る。すなわち、観察面上に現れている（Ｆｅ，Ｃｒ）系
炭化物の粒子外形線に対し、その内部を横切らないよう
に各種位置関係にて外接平行線を引き、その間隔が最大
となる線間距離ｄを（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法とす
る。また、（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物を直接構成するＣ及
びＣｒの含有量を、硬さ及び耐食性が劣化しない程度に
若干低目（例えばＣが０．５５質量％以下、Ｃｒが１１
質量％以下）に設定するのがよい。他方、Ｃ及びＣｒを
多く含有させることにより形成される（Ｆｅ，Ｃｒ）系
炭化物は、合金の硬さを向上させる効果もあるため、あ
る程度（例えば、０．２〜１μｍのものが１ｍｍ^２当り
３００〜５００個程度）は該炭化物が形成されるように
するのがよい。

【００１０】また、本発明のＦｅ系刃物用合金は、前述
したような条件により焼入れ−焼戻しを行うことによ
り、そのＦｅ系主相の９０体積％以上をマルテンサイト
相とすることができる。そのため、該刃物用合金を刃物
として使用すれば、充足しているべき硬度がおおむね得
られることとなる。このとき、断面組織にて観察される
前記（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法が５μｍ以下となっ
ていれば、長時間使用を重ねても、刃こぼれ等が生じに
くくなる。つまり、前述した焼入れ−焼戻し条件にて処
理したときに観察される（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法
は、耐刃こぼれ性の１種の目安となりうる。

【００１１】なお、前述の焼入れ熱処理条件及び焼戻し
熱処理条件は、（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法規定のた
めに定めたものであって、実際に刃物用合金を刃物に使
用する場合は、その合金の成分に最も適した熱処理条件
が、上記熱処理条件とは若干異なる場合もある。

【００１２】また、上記本発明のＦｅ系刃物用合金は、
前述の焼入れ−焼き戻し熱処理において、０℃以下の温
度に冷却するサブゼロ処理を行ったときに、前記Ｆｅ系
主相の９７体積％以上がマルテンサイト相となるのがよ
い。サブゼロ処理をすることによって、焼入れ熱処理後
の残留オーステナイト相の少なくとも一部をマルテンサ
イト相とすることができ、硬さを向上することが可能と
なる。このようなＦｅ系刃物用合金を刃物の刃部として
使用することにより、さらに刃物の切れ味及び耐磨耗性
を向上させることができる。なお、０℃を超える温度ま
での冷却では十分な効果が得られない。

【００１３】また、本発明のＦｅ系刃物用合金において
は、焼入れ−焼戻し前に球状化焼鈍を行ったものを使用
することもできる。刃物の製造においては、所望の刃物
形状に加工するのに、焼きなまし状態で粗加工を行い、
焼入れ後に最終的な刃先仕上加工を行うようにする。そ
こで、焼入れ熱処理前の加工性を向上させるために、球
状化焼鈍を焼入れ熱処理前に行う方法が一般的に採用さ
れている。該球状化焼鈍により、合金中に形成される炭
化物が球状化し加工性が良好なものとなる。なお、球状
化焼鈍後に形成される（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法
が、５μｍ以下となるようにするのがよい。このような
Ｆｅ系刃物用合金を用いれば、焼きなまし状態での加工
性が良好となり、しかも耐磨耗性及び切れ味の持続性が
良好な刃物を得ることができる。具体的には、８００〜
８５０℃の温度範囲に加熱して、８５０から７００℃間
の平均冷却速度が１０〜２０℃／ｈｒとなるように徐冷
する。

【００１４】なお、上記球状化焼鈍の条件は、（Ｆｅ，
Ｃｒ）系炭化物の寸法規定のために定められるものであ
り、実際に該刃物用合金を刃物に使用する場合は、その
合金の成分に最も適した球状化焼鈍の条件が採用され、
上記球状化焼鈍の条件とは若干異なる場合もある。

【００１５】また、前記Ｆｅ系刃物用合金は、０．１〜
０．３質量％のＮを含有し、Ｎｉ：０．５質量％以下、
Ｓｉ：０．３質量％以下、Ｍｎ：０．５質量％以下、を
含有させてもよい。さらに、Ｐ：０．０３質量％以下、
Ｓ：０．００５質量％以下、Ｏ：０．００５質量％以
下、Ａｌ：０．０３質量％以下に制御してもよい。

【００１６】以下、本発明に係るＦｅ系刃物用合金を構
成する各成分の含有量の限定理由について述べる。な
お、本発明のＦｅ系刃物用合金は以下のような様々な元
素を含有させることができるが、その含有量はＦｅ系合
金のマルテンサイト相の安定性を維持しうる範囲で選択
されることは言うまでもない。

【００１７】（１）Ｃ：０．４５〜０．６５質量％焼入れ熱処理により、Ｆｅ系主相をマルテンサイト変態
させ、マルテンサイト相中に固溶して硬さを高めるのに
必要な元素である。十分な硬さを得るためには、０．４
５質量％以上は含有させる必要がある。一方含有量が
０．６５質量％を超えると未固溶の粗大炭化物が形成さ
れ、冷間加工性や精密切削性が劣化することにつなが
る。また、粗大炭化物が形成されれば脱粒の原因となり
やすい。従って、その形成が抑制されるようにＣの含有
量を適宜調整するのがよい。Ｃの含有量は望ましくは
０．４５〜０．５５質量％の範囲で設定するのがよい。

【００１８】（２）Ｎ：０．１〜０．３質量％Ｎは焼入れ熱処理により硬さを高める効果があるので、
Ｃの一部をＮにより代用することができる。Ｃに匹敵す
る効果を得るためには０．１質量％以上は含有させる。
一方、過剰に含有させると熱間加工性が劣化するので、
その含有量を０．３質量％以下とする。

【００１９】（３）Ｃｒ：４〜１３質量％Ｃｒは合金材料の表面を不動態化させて合金の耐食性を
向上させる。また、焼戻しや焼鈍時に炭化物を生成し、
材料を適度に軟化させる働きをなす。比較的穏和な環境
で錆びない程度の耐食性を得るためには、４質量％以上
含有させる必要がある。Ｃｒの含有量の増大に伴い耐食
性は高まるが、前述のＣの含有量の範囲では粗大炭化物
が形成されやすく、それにより冷間加工性が劣化した
り、あるいは、合金表面からの脱粒が発生しやすくな
る。従って、Ｃｒの含有量は、１３質量％以下に制限す
る。なお、Ｃｒの含有量は、より望ましくは９〜１１質
量％の範囲に設定するのがよい。

【００２０】（４）Ｃａ：０．０２質量％以下Ｃａの添加は脱酸効果があり、熱間及び冷間の加工性を
改善するとともに、被削性を若干向上させる。ただし、
０．０２質量％以上含有させても、効果が飽和するので
上限値を０．０２質量％とする。

【００２１】（５）Ｓｉ：０．３質量％以下、Ｍｎ：
０．５質量％以下どちらの元素も脱酸剤として使用されるが、球状化焼鈍
後の組織においては、含有量が増大しすぎると、Ｆｅ系
主相中のフェライト相に固溶し延性を低下させる。その
ため、球状化焼鈍のメリットである冷間加工性の向上を
期待することができなくなる。従って、Ｓｉ：０．３質
量％、Ｍｎ：０．５質量％を上限とする。

【００２２】（６）Ａｌ：０．０３質量％以下Ｓｉ及びＭｎを過度に使用せずに十分な脱酸を行うに
は、脱酸剤としてＡｌを使用せざるを得ないが、多量に
なると非金属介在物Ａｌ_２Ｏ_３の形成により冷間加工性
と耐食性を劣化させるため、０．０３質量％以下にその
含有量を制限する。

【００２３】（７）Ｐ：０．０３質量％以下Ｐは合金の耐食性や靭延性を劣化させるため、できる限
りその含有量を制限するのがよいが、性能と製造コスト
との兼ね合いから０．０３質量％程までの含有は許容さ
れる。

【００２４】（８）Ｓ：０．０３質量％以下ＳはＭｎとＭｎＳを形成するため、被削性を向上させる
には有効な元素であるが、該ＭｎＳの形成は熱間加工
性、耐食性及び冷間加工性の劣化につながる。被削性を
重視する場合は０．０３質量％以下の範囲で含有させて
も良い。他方、熱間加工性、冷間加工性および耐食性を
重視する場合は０．０１％質量％以下に制限するのがよ
い。

【００２５】（９）Ｏ：０．００５質量％以下Ｏは、酸化物を形成して非金属介在物の原因となる。非
金属介在物は冷間加工性を低下させ、疲労強度と靭延性
を劣化させるため、Ｏ含有量は０．００５質量％以下に
限定するのがよい。

【００２６】また、本発明のＦｅ系刃物用合金は、さら
にＲ（ただしＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙ
ｂ及びＬｕから選ばれる１種又は２種以上）を合計にて
０．０１〜０．０５質量％含有させることができる。こ
れらの元素は、鋼の熱間加工性を向上させるのに有効な
元素である。これらを添加することによって得られる熱
間加工性向上の効果は、合計含有量が０．０１質量％以
上であるとき、より顕著に発揮される。一方、過剰に添
加させると、効果が飽和し、逆に熱間加工性が低下する
ことから合計含有量の上限を０．０５質量％と設定す
る。上記効果のより顕著な発現と価格上の観点から、Ｒ
としては軽希土類、特にＬａあるいはＣｅを使用するこ
とが望ましい。また、原料コスト低減等の観点から、ミ
ッシュメタルやジジムなど、非分離希土類を使用するこ
ともできる。

【００２７】また、本発明のＦｅ系刃物用合金は、Ｎ
ｂ：０．０５〜０．５質量％、Ｖ：０．０５〜０．５質
量％、Ｍｏ：０．２〜１質量％から選ばれる１種又は２
種以上を含有することができる。Ｎｂ、Ｖ及びＭｏは炭
化物等を形成して鋼の結晶粒を微細化し、強靭性を高め
る効果があるため、Ｎｂ及びＶは０．５質量％、Ｍｏは
１質量％までの範囲で添加することができる。なお強靭
性を高める効果を明瞭にするためには、Ｎｂ及びＶは
０．０１質量％以上、Ｍｏは０．２質量％以上含有させ
るのが望ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て述べる。図１は本発明の刃物の一例たる包丁１であ
る。該包丁１は本発明のＦｅ系刃物用合金にて形成され
ている刃部としての本体２及び柄３とを有する。本体２
を形成するＦｅ系刃物用合金中のＦｅ系主相におけるマ
ルテンサイト相の形成量は、９０体積％以上となってお
り、形成されている（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法は５
μｍ以下となっている。

【００２９】本体２を構成するＦｅ系刃物用合金の熱処
理は以下のようにして行われる。まず、溶製後の合金に
球状化焼鈍を行う。球状化焼鈍は合金溶製時に形成され
た層状の炭化物を球状に形成しなおすものであるから、
（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物が析出する温度直上に合金を加
熱するのがよい。この温度は、Ｆｅ系合金の組成成分に
依存して変化するが、本発明のＦｅ系刃物用合金の組成
成分の範囲においては８００〜８５０℃の範囲内の加熱
温度を採用するのがよい。次にその温度で所定時間保持
する。この保持時間は、合金全体の温度が均一になると
ともに、合金中に形成されている層状及び粗大な炭化物
が、処理後に所望の寸法となり得る程度にマトリクス中
に溶出するように設定する。そして、空冷あるいは炉冷
することにより室温まで冷却する。また、このときの空
冷あるいは炉冷による冷却速度は１０〜２０℃／ｈｒと
なっているのがよい。このような処理により合金の加工
性が向上するため、後の冷間鍛造が容易に行われること
となる。

【００３０】次に、上記球状化焼鈍後のＦｅ系刃物用合
金において、冷間鍛造によりある程度本体２の形状に近
い形状まで租加工後、焼入れ熱処理を施す。まず、Ｆｅ
系刃物用合金を、Ｆｅ系主相においてオーステナイト相
が安定化する温度に加熱保持する。この温度はＦｅ系合
金を構成する成分の含有範囲等により若干変動するが、
本発明のＦｅ系刃物用合金においては、１０２０〜１０
８０℃の範囲内に設定するのがよい。次に、上記のよう
に加熱保持したＦｅ系刃物用合金を、油又はガス等の冷
却媒体に浸漬することにより冷却する。採用する冷却
浴、及び該冷却浴の温度は、所望の冷却速度（略１０℃
／ｍｉｎ以上）が得られるように設定するのがよい。ま
た、過度に急激な冷却は、Ｆｅ系刃物用合金の表面にお
ける焼き割れ等を引き起こすため、これらのことを考慮
して、冷却条件を設定するようにする。

【００３１】以上のように焼入れ熱処理したＦｅ系刃物
用合金に対して、焼戻し熱処理を行う。この焼戻し熱処
理により、マルテンサイト相に過飽和にて固溶していた
Ｃが（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物の構成成分として析出して
くる。従って、本発明の条件を逸脱するような寸法に
（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物が成長しないように、焼戻し温
度を設定する。好適な焼戻し温度はＦｅ系刃物用合金の
成分等に依存して若干変動するが、本発明のＦｅ系刃物
用合金の成分含有量を考慮すれば、焼戻し温度は１００
〜５００℃の範囲にて設定するのがよい。上記のように
加熱保持したＦｅ系刃物用合金は、例えば空冷により室
温まで冷却する。そして、刃物として使用できるように
形成する。

【００３２】以上、本発明のＦｅ系刃物用合金を実際に
刃物に適用する場合の熱処理条件の一例について説明し
たが、上記各熱処理条件は、本発明の趣旨を逸脱しない
限り、若干の変更があってもよい。

【００３３】

【実験例】本発明の効果を調べるため、以下の実験を行
った。表１に示す成分組成（質量％）に配合した各々実
施例及び比較例の５０ｋｇ鋼塊を高周波誘導炉にて溶製
した。そして、溶製後の各Ｆｅ系合金において、表２に
示すような熱処理条件によりそれぞれの熱処理を行っ
た。なお、焼入れを行う前に所望の形状に租加工を行っ
ている。球状化焼鈍における冷却過程においては、８５
０〜７００℃の温度範囲における平均冷却速度が２０℃
／ｍｉｎとなるようにし、焼入れ熱処理における冷却過
程においては、１０７０〜５０℃の温度範囲における平
均冷却速度が１０℃／ｍｉｎ以上になるようにした。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】球状化焼鈍後のＦｅ系合金の断面組織を光
学顕微鏡により観察した。その結果を図３に示す。
（ａ）は実施例Ｎｏ．１の、（ｂ）は比較例Ｎｏ．１２
の各観察写真である。（ｂ）によると、粗大な（Ｆｅ，
Ｃｒ）系炭化物が多数形成されているが、（ａ）ではそ
れほど大きな粗大炭化物が見られない。さらに（ａ）に
おいて観察される炭化物は、寸法が２μｍ以下に抑えら
れている。

【００３７】次に、焼入れ及び焼戻し熱処理後のＦｅ系
刃物用合金における断面組織を光学顕微鏡にて観察し
た。図４（ａ）は実施例Ｎｏ．１、（ｂ）は比較例Ｎ
ｏ．１２の各観察写真である。（ｂ）によると、（Ｆ
ｅ，Ｃｒ）系炭化物は粗大なものが多く形成されている
が、（ａ）においては、それほど大きな粗大炭化物は形
成されていない。さらに、（ａ）において観察される炭
化物は、寸法が２μｍ以下に抑えられている。

【００３８】表１の実施例Ｎｏ．１〜７のＦｅ系刃物用
合金のＦｅ系主相は、その９０体積％以上がマルテンサ
イト相であることを該合金の断面組織により確認した。
そして、サブゼロ処理を行った実施例Ｎｏ．１０のＦｅ
系刃物用合金においては、Ｆｅ系主相の９７体積％以上
が、マルテンサイト相となっていることを確認した。な
お、サブゼロ処理は、−７８℃まで冷却して行った。ま
た、サブゼロ処理後の断面組織を光学顕微鏡にて観察し
た。図５（ａ）は実施例Ｎｏ．１０、（ｂ）は比較例Ｎ
ｏ．１２においてサブゼロ処理を行った場合の各観察写
真をそれぞれ示している。（ｂ）には粗大な（Ｆｅ，Ｃ
ｒ）系炭化物が多数形成されているが、（ａ）には、そ
れほど大きな粗大炭化物が見られない。さらに（ａ）に
おいて観察される炭化物は、寸法が２μｍ以下に抑えら
れている。

【００３９】このようにして形成したそれぞれの刃物用
合金において、ピンオンディスク磨耗性試験により耐磨
耗性を評価した。被検試料は、各Ｆｅ系合金を直径８ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍのピン状に形成したものを用いた。該
ピンの先端を直径５５ｍｍ、長さ５ｍｍのディスク（Ｓ
ＵＳ４４０Ｃ：１０８０℃焼入れ）と接触させて、ピン
に２０ｋｇの荷重を付加し、ディスクを周速１ｍ／ｓｅ
ｃにて回転させた。そして、磨耗距離が１００００ｍと
なったときの減少したピンの質量及び長さと、減少した
ディスクの質量とを測定した。その結果を図２に示す。
それぞれの試料において、記載した各温度にて３０ｍｉ
ｎ保持し油冷する焼入れ熱処理と、−６０℃にて３０ｍ
ｉｎ保持するサブゼロ処理とを行ったあと、１８０℃に
て６０ｍｉｎ保持し空冷する焼戻し熱処理を行ったとき
の結果である。本発明例のＦｅ系刃物用合金において
は、比較例よりもピンの磨耗が進行しておらず、耐磨耗
性に優れていることがわかる。

【００４０】次に上記のＦｅ系刃物用合金を塑性及び切
削加工することにより、エッジ部の小刃角度が２８〜３
４°の各値となるような刃物を形成した。そして、これ
ら刃物の切れ味試験を本多式切れ味試験機を用いて行っ
た。被切断紙としての新聞紙を所定枚数だけ重ね、これ
に刃物を４００ｋｇの荷重にて押し付けることにより被
切断紙を切断する操作を繰り返し、最後まで切断できる
回数を測定した。表３に結果を示す。なお、表３には、
各Ｆｅ系合金の断面組織にて観察された（Ｆｅ，Ｃｒ）
系炭化物の平均寸法と、（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物のうち
最も大きいものの寸法を任意の異なる観察断面にて３回
測定したときの平均値を示している。また、焼入れ及び
焼戻し熱処理後の刃物の刃部表面において、ＪＩＳ−Ｚ
２２４５に規定されているロックウェル硬さ試験により
測定したＣスケールロックウェル硬さも同様に示してい
る。なお、Ｃ１、Ｃ４０及びＣ８０は、それぞれ１枚、
４０枚及び８０枚の新聞紙を重ねたことを示している。

【００４１】

【表３】

【００４２】これによると、比較例の刃物においては新
聞紙の枚数を増やすほど、切断できる回数が減少してい
るが、本発明に係る刃物においては、刃部表面における
硬さも良好であるとともに、Ｃ８０の試験においてもあ
る程度以上の切断回数を維持していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の刃物の一例を示す模式図。

【図２】実験例におけるピンオンディスク磨耗試験の結
果を示す図。

【図３】球状化焼鈍後におけるＦｅ系合金の断面組織を
観察した図。

【図４】焼入れ及び焼き戻し熱処理後におけるＦｅ系合
金の断面組織を観察した図。

【図５】サブゼロ処理後におけるＦｅ系合金の断面組織
を観察した図。

【符号の説明】

１刃物（包丁）２刃部（本体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも刃部を形成する部位が、主成
分としてのＦｅと、４〜１３質量％のＣｒと、０．４〜
０．６５質量％のＣとを含有し、Ｆｅ系主相の９０体積
％以上がマルテンサイト相であり、かつ、断面組織を観
察したときに、前記Ｆｅ系主相中に形成されている（Ｆ
ｅ，Ｃｒ）系炭化物の寸法が５μｍ以下であるＦｅ系刃
物用合金にて構成されることを特徴とする刃物。
【請求項２】前記Ｆｅ系刃物用合金は、０．１〜０．
３質量％のＮを含有し、Ｎｉ：０．５質量％以下、Ｓ
ｉ：０．３質量％以下、Ｍｎ：０．５質量％以下とされ
る請求項１に記載の刃物。
【請求項３】前記Ｆｅ系刃物用合金は、Ｐ：０．０３
質量％以下、Ｓ：０．００５質量％以下、Ｏ：０．００
５質量％以下、Ａｌ：０．０３質量％以下とされる請求
項１又は２に記載の刃物。
【請求項４】前記Ｆｅ系刃物用合金は、０．２〜１質
量％のＭｏと、０．０５〜０．５質量％のＮｂと、０．
０５〜０．５質量％のＶとの１種又は２種を含有する請
求項１ないし３のいずれかに記載の刃物。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の刃
物の製造に用いられることを特徴とするＦｅ系刃物用合
金。
【請求項６】焼入れ保持温度：１０２０〜１０８０
℃；焼入れ時平均冷却速度：１０℃／ｍｉｎ以上；焼戻
し保持温度：１００〜５００℃；として規定される焼入
れ−焼戻し条件の範囲内に、当該焼入れ−焼戻しにより
Ｆｅ系主相の９０体積％以上をマルテンサイト相とする
ことができる条件が存在し、かつ、該焼入れ−焼戻し後
の断面組織にて観察される前記（Ｆｅ，Ｃｒ）系炭化物
の寸法が５μｍ以下となる請求項５に記載のＦｅ系刃物
用合金。
【請求項７】前記焼入れ−焼戻しにおける焼入れ熱処
理において、０℃以下の温度に冷却するサブゼロ処理を
行ったときに、前記Ｆｅ系主相の９７体積％以上がマル
テンサイト相となる請求項６に記載のＦｅ系刃物用合
金。