JP2021139827A - 時計用部品の製造方法 - Google Patents

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宏宣 長谷井
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幸樹 ▲高▼澤
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Abstract

【課題】孔部において、耐食性が低下してしまうことを防止できる時計用部品の製造方法を提供すること。【解決手段】時計用部品の製造方法は、フェライト相で構成された基部と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成される時計用部品の製造方法であって、フェライト系ステンレス鋼で構成される母材に段差を設けて薄肉部を形成する第１加工工程と、母材に対して窒素吸収処理を行い、基部の表面側に表面層を形成する熱処理工程と、薄肉部に孔部を設ける第２加工工程とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、時計用部品の製造方法に関する。
特許文献１には、窒素吸収処理により表面層がオーステナイト化されたフェライト系ステンレス鋼を用いた時計用のハウジング、具体的には、胴や裏蓋が開示されている。
特許文献１では、フェライト系ステンレス鋼の表面層をオーステナイト化することにより、時計用のハウジングとして要求される硬度、耐食性、および、耐磁性能を得られるようにしている。
特開２０１３−１０１１５７号公報
特許文献１に記載の時計用のハウジングでは、ボタンやりゅうずを配置するための孔部を形成すると、内部のフェライト相が露出してしまう。そのため、孔部において、耐食性が低下してしまうおそれがあるといった問題があった。
本開示の時計用部品の製造方法は、フェライト相で構成された基部と、前記フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成される時計用部品の製造方法であって、フェライト系ステンレス鋼で構成される母材に段差を設けて薄肉部を形成する第１加工工程と、前記母材に対して窒素吸収処理を行い、前記基部の表面側に前記表面層を形成する熱処理工程と、前記薄肉部に孔部を設ける第２加工工程とを備える。
一実施形態の時計の概略を示す部分断面図。 ケース本体の要部を示す断面図。 ケース本体の製造工程を示す概略図。 ケース本体の製造工程を示す概略図。 ケース本体の製造工程を示す概略図。 ケース本体の製造工程を示す概略図。 ケース本体の製造工程を示す概略図。 変形例のケース本体の製造工程を示す概略図。 変形例のケース本体の製造工程を示す概略図。 変形例のケース本体の製造工程を示す概略図。
［実施形態］
以下、本開示の一実施形態の時計１を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の時計１の概略を示す部分断面図である。
図１に示すように、時計１は、外装ケース２を備えている。外装ケース２は、円筒状のケース本体２１と、ケース本体２１の裏面側に固定される裏蓋２２と、ケース本体２１の表面側に固定される環状のベゼル２３と、ベゼル２３に保持されるガラス板２４とを備えている。また、ケース本体２１内には、図示しないムーブメントが収納されている。なお、ケース本体２１は、本開示の時計用部品の一例である。
ケース本体２１には貫通孔２１Ａが設けられている。ここで、本実施形態では、ケース本体２１の貫通孔２１Ａの内周面に、段差２１Ｂが設けられており、貫通孔２１Ａは、段差２１Ｂを挟んで形成される大径部２１Ｃと小径部２１Ｄとにより構成されている。そして、巻真パイプ２５は、貫通孔２１Ａの大径部２１Ｃに嵌入および固定されている。
巻真パイプ２５内にはりゅうず２６の軸部２６１が回転可能に挿入されている。
ケース本体２１とベゼル２３とは、プラスチックパッキン２７を介して係合され、ベゼル２３とガラス板２４とは、プラスチックパッキン２８により固定されている。
また、ケース本体２１に対し裏蓋２２が嵌合または螺合されている。そして、ケース本体２１と裏蓋２２との間には、リング状のゴムパッキンまたは裏蓋パッキン４０が圧縮状態で介挿されている。この構成によりケース本体２１と裏蓋２２との間が液密に封止され、防水機能が得られる。
りゅうず２６の軸部２６１の途中の外周には溝２６２が形成され、この溝２６２内にはリング状のゴムパッキン３０が嵌合されている。ゴムパッキン３０は巻真パイプ２５の内周面に密着し、該内周面と溝２６２の内面との間で圧縮される。この構成により、りゅうず２６と巻真パイプ２５との間が液密に封止され防水機能が得られる。なお、りゅうず２６を回転操作したとき、ゴムパッキン３０は軸部２６１とともに回転し、巻真パイプ２５の内周面に密着しながら周方向に摺動する。
［ケース本体］
図２は、ケース本体２１の要部、具体的には、ケース本体２１の表面から所定の範囲を示す断面図である。
図２に示すように、ケース本体２１は、フェライト相で構成された基部２１１と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト相（以下、オーステナイト化相）で構成された表面層２１２と、フェライト相およびオーステナイト化相が混在する混在層２１３とを備えるフェライト系ステンレス鋼にて構成される。
［基部］
基部２１１は、質量％で、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ：１．３〜２．８％、Ｎｂ：０．０５〜０．５０％、Ｃｕ：０．１〜０．８％、Ｎｉ：０．５％未満、Ｍｎ：０．８％未満、Ｓｉ：０．５％未満、Ｐ：０．１０％未満、Ｓ：０．０５％未満、Ｎ：０．０５％未満、Ｃ：０．０５％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼により構成される。
Ｃｒは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高める元素である。Ｃｒが１８％未満であると、窒素の移動速度および拡散速度が低くなる。さらに、Ｃｒが１８％未満であると、表面層２１２の耐食性が低下する。一方、Ｃｒが２２％を超えると、硬質化して、材料としての加工性が悪化する。さらに、Ｃｒが２２％を超えると、美的外観が損なわれる。そのため、Ｃｒの含有量は、１８〜２２％であるのが好ましく、２０〜２２％とするのがより好ましく、１９．５〜２０．５％とするのがさらに好ましい。
Ｍｏは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高める元素である。Ｍｏが１．３％未満であると、窒素の移動速度および拡散速度が低くなる。さらに、Ｍｏが１．３％未満であると、材料としての耐食性が低下する。一方、Ｍｏが２．８％を超えると、硬質化して、材料としての加工性が悪化する。さらに、Ｍｏが２．８％を超えると、表面層２１２の構成組織の不均質化が顕著になり、美的外観が損なわれる。そのため、Ｍｏの含有量は、１．３〜２．８％であるのが好ましく、１．８〜２．８％であるのがより好ましく、２．２５〜２.３５％とするのがさらに好ましい。
Ｎｂは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高める元素である。Ｎｂが０．０５％未満であると、窒素の移動速度および拡散速度が低くなる。一方、Ｎｂが０．５０％を超えると、硬質化して、材料としての加工性が悪化する。さらに、析出部が生成され、美的外観が損なわれる。そのため、Ｎｂの含有量は、０．０５〜０．５０％であるのが好ましく、０．０５〜０．３５％であるのがより好ましく、０．１５〜０．２５％であるのがさらに好ましい。
Ｃｕは、窒素吸収処理において、フェライト相での窒素の吸収を制御する元素である。Ｃｕが０．１％未満であると、フェライト相における窒素含有量のばらつきが大きくなる。一方、Ｃｕが０．８％を超えると、フェライト相への窒素の移動速度が低くなる。そのため、Ｃｕの含有量は、０．１〜０．８％であるのが好ましく、０．１〜０．２％であるのがより好ましく、０．１〜０．１５％であるのがさらに好ましい。
Ｎｉは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｎｉが０．５％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。さらに、耐食性が悪化するとともに、金属アレルギーの発生等を防止するのが困難になる可能性がある。そのため、Ｎｉの含有量は、０．５％未満であるのが好ましく、０．２％未満であるのがより好ましく、０．１％未満であるのがさらに好ましい。
Ｍｎは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｍｎが０．８％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Ｍｎの含有量は、０．８％未満であるのが好ましく、０．５％未満であるのがより好ましく、０．１％未満であるのがさらに好ましい。
Ｓｉは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｓｉが０．５％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Ｓｉの含有量は、０．５％未満であるのが好ましく、０．３％未満であるのがより好ましい。
Ｐは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｐが０．１０％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Ｐの含有量は、０．１０％未満であるのが好ましく、０．０３％未満であるのがより好ましい。
Ｓは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｓが０．０５％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Ｓの含有量は、０．０５％未満であるのが好ましく、０．０１％未満であるのがより好ましい。
Ｎは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｎが０．０５％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Ｎの含有量は、０．０５％未満であるのが好ましく、０．０１％未満であるのがより好ましい。
Ｃは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Ｃが０．０５％以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Ｃの含有量は、０．０５％未満であるのが好ましく、０．０２％未満であるのがより好ましい。
なお、基部２１１は、上記構成に限られるものではなく、フェライト相で構成されていればよい。
［表面層］
表面層２１２は、フェライト系ステンレス鋼にて構成される母材に窒素吸収処理を施すことで、フェライト相がオーステナイト化されることにより設けられている。本実施形態では、表面層２１２における窒素の含有量は質量％で１．０〜１．６％とされている。すなわち、表面層２１２には、窒素が高濃度に含有されている。これにより、表面層２１２における耐食性能を向上することができる。
［混在層］
混在層２１３は、表面層２１２の形成過程において、フェライト相で構成された基部２１１に進入する窒素の移動速度のばらつきによって生じる。すなわち、窒素の移動速度の速い箇所では、フェライト相の深い箇所まで窒素が進入してオーステナイト化され、窒素の移動速度の遅い箇所では、フェライト相の浅い箇所までしかオーステナイト化されないので、深さ方向に対してフェライト相とオーステナイト化相とが混在した混在層２１３が形成される。なお、混在層２１３は、断面視においてオーステナイト化相の最も浅い部位から最も深い部位を含む層であり、表面層２１２よりも薄い層である。
［ケース本体の製造方法］
次に、ケース本体２１の製造方法について説明する。
図３〜図６は、ケース本体２１の製造工程を示す概略図である。なお、図３〜図７では、ケース本体２１の断面を示している。また、図５〜図７では、層構成をわかりやすくするために、表面層２１２の厚さを誇張して示している。さらに、図５〜図７では、わかりやすくするために、基部２１１と表面層２１２との間に形成される混在層２１３を省略して示している。
［第１加工工程］
先ず、第１加工工程として、図３に示すように、フェライト系ステンレス鋼に、切削加工、鍛造加工、鋳造加工、粉末成形加工等の加工を行うことにより、フェライト系ステンレス鋼で構成される母材２００を形成する。
次に、図４に示すように、母材２００に対して、貫通孔２１Ａに対応する位置を切削加工することで段差を設けて薄肉部２０１を形成する。本実施形態では、母材２００の外面側から、つまり、時計１として組み立てられた際に露出する側から厚さ方向に切削して、母材２００の外面側に凹部２０２を形成する。これにより、母材２００の内面側に薄肉部２０１を形成する。なお、第１加工工程は所謂粗加工工程である。
ここで、本実施形態では、薄肉部２０１の厚さＴが、０．５ｍｍ以上、かつ、３．０ｍｍ以下となるように、好ましくは、０．５ｍｍ以上、かつ、２．０ｍｍ以下となるように、凹部２０２を切削加工により形成する。
［熱処理工程］
次に、熱処理工程として、図５に示すように、上記のように加工した母材２００に窒素吸収処理を行う。これにより、母材２００の表面から窒素が進入し、基部２１１の表面側に、フェライト相がオーステナイト化された表面層２１２が形成される。すなわち、熱処理工程では、窒素固溶により表面層２１２を形成している。
この際、本実施形態では、表面層２１２の窒素含有量が、質量％で１．０〜１．６％になるように、母材２００に対して窒素吸収処理を行う。また、本実施形態では、薄肉部２０１が厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されるように、母材２００に対して窒素吸収処理を行う。さらに、本実施形態では、薄肉部２０１以外の箇所において、フェライト相で構成される基部２１１が残るように、窒素吸収処理の処理時間や温度を制御している。すなわち、薄肉化された薄肉部２０１では、全層にわたって窒素が進入することでオーステナイト化され、薄肉部２０１以外の箇所では、窒素が進入されないフェライト相が残るように、窒素吸収処理が実行される。
ここで、前述したように、薄肉部２０１は、厚さＴが３．０ｍｍ以下となるように形成されているので、全層にわたってオーステナイト化するのに必要な窒素吸収処理の処理時間が長時間になってしまうことを防ぐことができる。さらに、薄肉部２０１を、厚さＴが２．０ｍｍ以下となるように形成すれば、薄肉部２０１以外の箇所にフェライト相で構成される基部２１１が残るように母材２００を形成しても、母材２００の厚さを必要以上に大きくする必要がないので、時計１を薄くすることができる。
［第２加工工程］
次に、第２加工工程として、図６に示すように、薄肉部２０１を切削加工することにより、孔部２０３を形成する。この際、前述したように、薄肉部２０１は厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されているので、孔部２０３においてフェライト相が露出することはない。
次に、図７に示すように、窒素吸収処理で形成された表面層２１２を切削する。本実施形態では、母材２００の表面全体にわたって、表面から所定の厚さの表面層２１２を切削する。これにより、前述した熱処理工程において、例えば、クロム窒化物等の析出物が表面層２１２の表面に析出したとしても、当該析出物を除去することができ、かつ、ケース本体２１としての形状を整えることができる。すなわち、第２加工工程は、ケース本体２１の形状を整える所謂本加工工程である。
このように、本実施形態では、凹部２０２および孔部２０３を設けることにより、貫通孔２１Ａが形成される。そして、凹部２０２に対応する箇所が大径部２１Ｃとされ、孔部２０３に対応する箇所が小径部２１Ｄとされ、凹部２０２と孔部２０３との間に段差２１Ｂが形成される。
ここで、前述したように、薄肉部２０１は、厚さＴが０．５ｍｍ以上となるように形成されているので、孔部２０３を形成した場合でも、時計用部品として必要な機械的強度を薄肉部２０１においても確保することができる。
［研磨工程］
最後に、研磨工程として、表面層２１２の表面を研磨することで、ケース本体２１を形成する。本実施形態では、研磨工程において、ケース本体２１の外部空間に露出する表面層２１２の表面を研磨する。これにより、表面層２１２の表面を平滑化できるので、耐摩耗性や耐食性を向上できるとともに、表面の鏡面性を高めることで意匠性を高くすることができる。
このようにして形成されたケース本体２１は、断面視において全体がオーステナイト化され、凹部２０２および孔部２０３を有する薄肉部２０１と、薄肉部２０１を挟んで設けられ、基部２１１、表面層２１２、および、混在層２１３を有する部位と、を備える。なお、全体がオーステナイト化されている、とは、ケース本体２１の表面、つまりの外部空間に露出する表面から、ケース本体２１の表面と表裏関係にある内面までの領域が、オーステナイト化されていることを意味する。
また、換言すると、断面視において、ケース本体２１は基部２１１、表面層２１２、および、混在層２１３を有する第１領域および第２領域と、当該第１領域および第２領域の間に、凹部２０２および孔部２０３を有し、全体がオーステナイト化された薄肉部２０１をと有する。そして、薄肉部２０１には、りゅうず２６やボタン等が配置される。
［実施形態の作用効果］
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のケース本体２１の製造方法はフェライト系ステンレス鋼で構成される母材２００に段差を設けて薄肉部２０１を形成する第１加工工程と、母材２００に対して窒素吸収処理を行い、基部２１１の表面側に表面層２１２を形成する熱処理工程と、薄肉部２０１に孔部２０３を設ける第２加工工程とを備える。
これにより、孔部２０３に対応する箇所にも、オーステナイト化相で構成された表面層２１２を設けることができるので、貫通孔２１Ａにおいてフェライト相が露出して耐食性が低下してしまうことを防止できる。
また、本実施形態では、第２加工工程において孔部２０３を形成する際に、オーステナイト化相のみを切削する。そのため、例えば、オーステナイト化相およびフェライト相の両方を切削して孔部を設ける場合は、特性の異なる相に対応して切削加工を施す必要があるのに対して、本実施形態では、オーステナイト化相にのみ対応して切削加工を施せばよいので、切削加工をしやすくできる。
本実施形態では、薄肉部２０１は、薄肉部２０１以外の箇所よりも厚さが小さく、薄肉部２０１は、厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されている。
これにより、薄肉部２０１に対応する箇所を厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化するための熱処理工程の時間を短くすることができる。また、薄肉部２０１に対応する箇所を厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化しても、薄肉部２０１以外の箇所にはフェライト相を残すことができるので、ケース本体２１として求められる耐磁性能を確保することができる。
本実施形態では、薄肉部２０１の厚さＴは、０．５ｍｍ以上、かつ、３．０ｍｍ以下であり、好ましくは、０．５ｍｍ以上、かつ、２．０ｍｍ以下である。
これにより、薄肉部２０１の機械的強度を確保しつつ、時計１を薄くでき、かつ、熱処理工程が長時間になってしまうことを防ぐことができる。
本実施形態では、第２加工工程において、窒素吸収処理を施された母材２００の表面全体にわたって、表面から所定の厚さの表面層２１２を切削する。
熱処理工程において、例えば、クロム窒化物等の析出物が表面層２１２の表面に析出したとしても、当該析出物を除去することができるので、析出物によって硬度や耐食性等が低下してしまうことを防止できる。
また、熱処理工程の後に、表面層２１２の表面を切削するので、仮に、熱処理工程において、母材２００が熱変形したとしても、その変形を第２加工工程において是正することができる。そのため、母材に機械加工を施してから、熱処理を実施してケース本体等の時計用部品を形成する場合に比べて、時計用部品としての寸法精度を高くすることができる。
本実施形態では、第２加工工程の後に、ケース本体２１の表面を研磨する研磨工程を実施する。
これにより、耐摩耗性や耐食性を向上できるとともに、意匠性を高くすることができる。
本実施形態では、基部２１１は、質量％で、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ：１．３〜２．８％、Ｎｂ：０．０５〜０．５０％、Ｃｕ：０．１〜０．８％、Ｎｉ：０．５％未満、Ｍｎ：０．８％未満、Ｓｉ：０．５％未満、Ｐ：０．１０％未満、Ｓ：０．０５％未満、Ｎ：０．０５％未満、Ｃ：０．０５％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
これにより、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高めることができる。
本実施形態では、熱処理工程では、表面層２１２の窒素含有量が、質量％で１．０〜１．６％になるように、母材２００に対して窒素吸収処理を行う。
これにより、表面層２１２における耐食性を向上することができる。
［変形例］
なお、本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。
前記実施形態では、第１加工工程において、母材２００の外面側から切削することで凹部２０２を形成していたが、これに限定されない。
図８、図９は、変形例のケース本体の製造工程を示す概略図である。
図８に示すように、母材２００Ａの内面側、つまり、時計１として組み立てられた際に露出しない側を切削して凹部２０２Ａを設けることで、母材２００Ａの外面側に薄肉部２０１Ａを形成してもよい。
また、図９に示すように、母材２００Ｂの外面側と内面側との両側を切削して凹部２０２Ｂを設けることで、薄肉部２０１Ｂを形成してもよい。
前記実施形態では、凹部２０２および孔部２０３により構成される貫通孔２１Ａに巻真パイプ２５が嵌入されて固定されていたが、これに限定されない。
図１０は、変形例のケース本体の製造工程を示す概略図である。図１０に示すように、母材２００Ｃを切削して、凹部２０２Ｃおよび孔部２０３Ｃを形成する。そして、孔部２０３Ｃに対応する箇所、つまり、薄肉部２０１Ｃの内面側をねじ切り加工してねじ部２０４Ｃを形成する第３加工工程を備えていてもよい。この場合、巻真パイプにもねじ部が形成され、巻真パイプが貫通孔に螺入されて固定されるように構成される。
また、前記実施形態では、貫通孔２１Ａに巻真パイプ２５が固定されていたが、これに限定されない。例えば、貫通孔にボタン部等が固定されていてもよい。
前記実施形態では、本開示の時計用部品はケース本体２１として構成されていたが、これに限定されない。例えば、本開示の時計用部品は、バンドの駒、エンドピース、中留、ベゼル、裏蓋、りゅうず、ボタン、および、外胴のいずれか１つとして構成されていてもよい。また、時計は、上記のような時計用部品を複数有していてもよい。
前記実施形態では、第１加工工程において、切削加工により凹部２０２を設けることで薄肉部２０１を形成していたが、これに限定されない。例えば、鍛造加工により薄肉部２０１を形成していてもよい。すなわち、第１加工工程において、切削加工および鍛造加工のいずれか１つを行ってもよい。
前記実施形態では、ケース本体２１は、フェライト相で構成された基部２１１と、オーステナイト化相で構成された表面層２１２と、フェライト相およびオーステナイト化相が混在する混在層２１３とを備えていたが、これに限定されない。例えば、ケース本体は、表面層２１２、混在層２１３、および基部２１１と、さらに基部２１１に対して混在層２１３、表面層２１２とは反対側に設けられる、第２の混在層および第２の表面層を有する構成としてもよい。すなわち、ケース本体の外周側に第１の混在層および第１の表面層を有し、内周側に第２の混在層および第２の表面層を有し、第１の混在層と第２の混在層との間に基部を有する構成としてもよい。
前記実施形態では、表面層２１２の表面を研磨する研磨工程を行っていたが、これに限定されない。例えば、表面層の表面に筋目を設ける筋目加工を行ってもよい。さらに、表面へのメッキ処理などの加飾工程を追加してもよい。このように構成することで、さらに意匠性を向上させることができる。
前記実施形態では、第１加工工程において、薄肉部２０１の厚さＴが０．５ｍｍ以上、かつ、３．０ｍｍ以下となるように母材２００を切削加工し、熱処理工程において、薄肉部２０１が厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されるように、母材２００に対して窒素吸収処理を行うようにしていたが、これに限定されない。例えば、時計として必要な厚さ表面層を形成するような熱処理工程を行った場合に、薄肉部が厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されるように第１加工工程において切削加工を行うようにしてもよい。
前記実施形態では、第２加工工程において、段差２１Ｂが形成されるように孔部２０３を形成していた、つまり、凹部２０２よりも径が小さくなるように孔部２０３を形成していたが、これに限定されない。例えば、第２加工工程において、凹部と同じ径になるように、孔部を形成してもよい。
前記実施形態では、時計用部品であるケース本体２１の製造方法を示していたが、これに限定されない。例えば、時計以外の電子機器のケース、つまり、ハウジング等の電子機器用部品に対して、本開示の製造方法を適用してもよい。
［本開示のまとめ］
本開示の時計用部品の製造方法は、フェライト相で構成された基部と、前記フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成される時計用部品の製造方法であって、フェライト系ステンレス鋼で構成される母材に段差を設けて薄肉部を形成する第１加工工程と、前記母材に対して窒素吸収処理を行い、前記基部の表面側に前記表面層を形成する熱処理工程と、前記薄肉部に孔部を設ける第２加工工程とを備える。
これにより、孔部に対応する箇所にも、オーステナイト化相で構成された表面層を設けることができるので、孔部においてフェライト相が露出して耐食性が低下してしまうことを防止できる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記薄肉部は、前記薄肉部以外の箇所よりも厚さが小さく、前記薄肉部は、厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されていてもよい。
これにより、薄肉部は、薄肉部以外の箇所よりも厚さが小さいので、薄肉部を厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化するための熱処理工程の時間を短くすることができる。また、薄肉部を厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化しても、薄肉部以外の箇所にはフェライト相を残すことができるので、時計用部品として求められる耐磁性能を確保することができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記第１加工工程では、切削加工および鍛造加工のいずれか１つを行ってもよい。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記薄肉部の厚さは、０．５ｍｍ以上、かつ、３．０ｍｍ以下であってもよい。
これにより、薄肉部の機械的強度を確保しつつ、時計を薄くでき、かつ、熱処理工程が長時間になってしまうことを防ぐことができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記薄肉部の厚さは、０．５ｍｍ以上、かつ、２．０ｍｍ以下であってもよい。
これにより、薄肉部の機械的強度を確保しつつ、時計を薄くでき、かつ、熱処理工程が長時間になってしまうことを防ぐことができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記第２加工工程において、前記窒素吸収処理を施された前記母材の表面全体にわたって、表面から所定の厚さの前記表面層を切削してもよい。
これにより、熱処理工程において、例えば、クロム窒化物等の析出物が表面層の表面に析出したとしても、当該析出物を除去することができるので、析出物によって硬度や耐食性等が低下してしまうことを防止できる。
また、熱処理工程の後に、表面層の表面を切削するので、仮に、熱処理工程において、母材が熱変形したとしても、その変形を第２加工工程において是正することができる。そのため、母材に機械加工を施してから、熱処理を実施してケース本体等の時計用部品を形成する場合に比べて、時計用部品としての寸法精度を高くすることができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記第２加工工程の後に実施され、前記時計用部品の表面を研磨する研磨工程を備えていてもよい。
これにより、耐摩耗性や耐食性を向上できるとともに、意匠性を高くすることができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記第２加工工程の後に実施され、前記孔部に対応する箇所をねじ切り加工してねじ部を形成する第３加工工程を備えてもよい。
これにより、ねじ加工を施したねじ部においても、表面層を設けることができる。そのため、ねじ部において、フェライト相が露出して耐食性が低下してしまうことを防止できる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記基部は、質量％で、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ：１．３〜２．８％、Ｎｂ：０．０５〜０．５０％、Ｃｕ：０．１〜０．８％、Ｎｉ：０．５％未満、Ｍｎ：０．８％未満、Ｓｉ：０．５％未満、Ｐ：０．１０％未満、Ｓ：０．０５％未満、Ｎ：０．０５％未満、Ｃ：０．０５％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなっていてもよい。
これにより、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高めることができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記熱処理工程では、前記表面層の窒素含有量が、質量％で１．０〜１．６％になるように、前記母材に対して前記窒素吸収処理を行っていてもよい。
これにより、表面層における耐食性を向上することができる。
本開示の時計用部品の製造方法において、前記時計用部品は、ケース、バンドの駒、エンドピース、中留、ベゼル、裏蓋、りゅうず、ボタン、および、外胴の少なくともいずれか１つであってもよい。
１…時計、２…外装ケース、２１…ケース本体（時計用部品）、２１Ａ…貫通孔、２１Ｂ…段差、２１Ｃ…大径部、２１Ｄ…小径部、２２…裏蓋、２３…ベゼル、２４…ガラス板、２５…巻真パイプ、２６…りゅうず、２７…プラスチックパッキン、２８…プラスチックパッキン、３０…ゴムパッキン、４０…裏蓋パッキン、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ…母材、２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ…薄肉部、２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ…凹部、２０３，２０３Ｃ…孔部、２０４Ｃ…ねじ部、２１１…基部、２１２…表面層、２１３…混在層。

Claims (11)

  1. フェライト相で構成された基部と、前記フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成される時計用部品の製造方法であって、
    フェライト系ステンレス鋼で構成される母材に段差を設けて薄肉部を形成する第１加工工程と、
    前記母材に対して窒素吸収処理を行い、前記基部の表面側に前記表面層を形成する熱処理工程と、
    前記薄肉部に孔部を設ける第２加工工程とを備える
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  2. 請求項１に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記薄肉部は、前記薄肉部以外の箇所よりも厚さが小さく、
    前記薄肉部は、厚さ方向の全層にわたってオーステナイト化されている
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  3. 請求項１または請求項２に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記第１加工工程では、切削加工および鍛造加工のいずれか１つを行う
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記薄肉部の厚さは、０．５ｍｍ以上、かつ、３．０ｍｍ以下である
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  5. 請求項４に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記薄肉部の厚さは、０．５ｍｍ以上、かつ、２．０ｍｍ以下である
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記第２加工工程において、前記窒素吸収処理を施された前記母材の表面全体にわたって、表面から所定の厚さの前記表面層を切削する
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  7. 請求項６に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記第２加工工程の後に実施され、前記時計用部品の表面を研磨する研磨工程を備える
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記第２加工工程の後に実施され、前記孔部に対応する箇所をねじ切り加工してねじ部を形成する第３加工工程を備える
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記基部は、質量％で、Ｃｒ：１８〜２２％、Ｍｏ：１．３〜２．８％、Ｎｂ：０．０５〜０．５０％、Ｃｕ：０．１〜０．８％、Ｎｉ：０．５％未満、Ｍｎ：０．８％未満、Ｓｉ：０．５％未満、Ｐ：０．１０％未満、Ｓ：０．０５％未満、Ｎ：０．０５％未満、Ｃ：０．０５％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記熱処理工程では、前記表面層の窒素含有量が、質量％で１．０〜１．６％になるように、前記母材に対して前記窒素吸収処理を行う
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
  11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の時計用部品の製造方法において、
    前記時計用部品は、ケース、バンドの駒、エンドピース、中留、ベゼル、裏蓋、りゅうず、ボタン、および、外胴の少なくともいずれか１つである
    ことを特徴とする時計用部品の製造方法。
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