JP3397811B2 - 時計用外装部品 - Google Patents
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Description
いた時計用外装部品に係る。
さらに耐食性に優れており時計用外装部品への実用化が
図られてきた。また、最近ステンレス材に含まれるNi
についてはアレルギ−を誘起するとのことから、外装部
品特に裏蓋、バンドからのNiレス素材として加工性の
良いTiあるいはTi合金が希求されている。
の切削加工による外装部品の生産では、構成刃先による
工具の損耗が激しく実用化には課題があり、少量の高価
格の腕時計部品に限定されてきた。この改善のため特公
昭55-21823号公報にあるように、快削性を付与するため
第三元素として金属の添加をおこなっていた。
号公報にみられる、時効硬化性Ti合金、時計用ケ−ス
を製造した。
呼ぶ)が新たな金属部品の製造法として注目され、ステ
ンレス材の時計用ケ−スをメインに実用化が進んでい
る。しかし、Ti粉末は表面に酸化膜が容易に形成され
るため焼結性が悪く、焼結体に酸化物が残留することに
より、部品として要求される機械強度が劣化するため、
特開平03-183666 号公報のようにバインダ−を工夫する
ことでTi部品を製造しようとしている。
術では、切削加工を中心の特公昭55-21823号公報は、第
二元素としてAl、Mn、Fe等から1種と第三元素と
してSe、Te等から1種の添加と多元合金となり現在
でも実用化は限定されている。また、鍛造、電解研削を
用いる特開昭49-11161号公報は、加工が複雑なため工具
損耗が激しく小種、小量生産の限定は依然解消されな
い。また、特開平03-18366号公報では、焼結体の仕上研
削加工のカケと耐傷性に課題を残している。
インゴット、鍛造、溶体化処理、圧延(引技)等板、丸
棒の製造に至る加工があり、時効硬化性Ti合金を得る
ためには、α相単体の組成が要求され、チタン合金中に
おける異種金属の含有量が3重量パ−セントを越えれば
脆性の悪化により板、丸棒が得られなくなる。また、チ
タン合金中における異種金属の含有量が2重量パ−セン
ト以下になると時効硬化性能が低くなる。このような狭
い組成となることから板、丸棒は高価になり、必然的に
利用範囲が限定される結果になる。
あり、MIM法による時効硬化性Ti合金の安価な時計
用外装部品を提供することを目的としている。
に、Ti粉末に異種金属粉末もしくはTiまたはTi合
金粉末表面に異種金属を湿式もしくは乾式成膜法により
付加する。高精度を要するために切削加工を行う部品に
ついては、第三元素としてBi、Te、Se、Pb等の
粉末もしくはそれらの合金を付加する。
混練、成形、脱脂(脱バインダ−)、焼結、機械加工
(以上通常のMIM法)、時効硬化処理により時計用外
装部品を製造することを特徴とする。
i合金は、Ti粉末と異種金属の混合、樹脂材料コンパ
ウンド、脱脂、焼結等と組成をコントロ−ルすることは
比較的容易である。また、本発明の焼結体は時計用外装
部品の完成体に近似しているため、α相単一の組成を要
しない。むしろ焼結体の硬さを高くし、時効硬化処理に
より、さらに硬さを増すことが腕時計用外装部品の耐擦
傷性を向上することに有意となる。このα相単一領域を
越える量は、最大5重量パ−セントで、それ以上では、
時計用外装部品の脆性が増し、後加工及び1mの落下に
より部品の稜線部にカケが発生し実用には供しない。
る。まずTi粉末と異種金属粉末を原料とする本発明に
ついては、Ti粉末が非常に活性のため樹脂材料との混
練、脱脂、焼結中に酸化、炭化が生じ焼結体を脆くす
る。このため異種金属の量を比較的低くする必要があ
る。また、Ti粉末、異種金属の酸素量を0.2重量パ
−セントにし、粉末もアルゴンガス封止により空気の接
触を防止する管理も必要となる。さらに脱脂、焼結の炉
内雰囲気を0.00001メ−トル以下の真空度とし、酸素ゲ
ッタ−とし海綿Ti等を配置する。しかし酸化、炭化は
多少生ずるため、後加工の軽易な腕時計用外装部品に限
定し供すことができる。
粉末への異種金属薄膜を被覆することにより酸化、炭化
を防止することができる。
に被覆し脱脂工程までに酸素、炭素の侵入を防止するた
めには、メッキ厚みは0.05ミクロンメ−タ−以上が
必要となる。また、厚みの上限は0.3ミクロンメ−タ
−以下とした。異種金属が上限に近づくほど脆性を増す
が、酸化、炭化によるカケ、チッピングの発生率は減少
し、実用性は高い。さらにTi粉末の酸素量を低下する
ことにより焼結体の脆性が改善されることは上記発明と
同様である。
で対応する場合は、Ti粉末、異種粉末に1重量パ−セ
ント以下のBi、Te、Se、Pbを付加し原料とする
ことにより、比較的容易に被削性を向上することが可能
であり、時計用外装部品への適用範囲は拡大する。
能な平均粒径30ミクロンメ−タ−以下が望ましいが
(特開平02-54733)、そのTi粉末は水素化脱水素粉、
ガスアトマイズ粉等の製造方法でつくられたものでも良
い。また有機バインダ−は、MIM法に従来用いられて
いる熱可塑性樹脂、ワックス等公知のバインダ−を使用
することができる。
0.5重量パ−セントを含むTi粉末と平均粒度約25
ミクロンメ−タ−のCu粉末5重量パ−セントからなる
原料粉と熱可塑性樹脂、ワックス、可塑剤からなる有機
バインダ−を加圧ニ−ダ−にて混練するが、この時の温
度は室温(摂氏20度)から摂氏120度の範囲で行う
ことが望ましい。それ以上の温度ではバインダ−が炭化
する恐れがあり、それ以下の温度ではバインダ−の粘度
が大きくなり混練が困難になるからである。
トとし、このように作製したMIM用コンパウンドを射
出成形機にて、シリンダ−温度摂氏150度で腕時計用
ケ−ス及び被削性、抗折力試験片(55×10×3ミリ
メ−タ−)を成形した。
で昇温させて行い、続いて焼結を真空中で摂氏1350
度で2時間保持して行った。さらに試験片は時効硬化処
理として摂氏500度で2時間行い試験用とした。
30ミクロンメ−タ−のTe粉末を付加して原料とし、
混練以降は実施例1と同じく実施し被削性、抗折力試験
片を作製した。
タ−の酸素を0.2重量パ−セントを含むTi粉末表面
に無電解メッキ法によりCuを被覆した。Ti粉末上に
無電解メッキを施す場合、直接メッキを行おうとして
も、Ti粉末表面に大気中の酸素が吸着し不働態膜を形
成しているために、密着性の良いメッキ膜を被覆するこ
とができない。従って、Ti粉末表面の活性化を行うこ
とにより無電解メツキ膜を選択的にTi粉末上に析出さ
せる必要がある。
5分間浸漬した後5分間の純水洗浄を行う。次に表1に
示す組成のセンシタイジング液に室温にて10分間浸漬
し、その後5分間純水洗浄を行う。さらに表1に示すア
クチベ−ティング液に室温にて10分間浸漬した後、5
分間静水中に浸漬し、余剰のアクチベ−ティング液を除
去した。
た後、表1に示すCuメッキ液の組成で無電解メッキを
行った。メッキ中はTi粉末が沈澱しないように攪拌を
行うとともに無電解メッキ液の成分濃度、PHを一定に
保つように必要薬品を添加することが望ましい。メッキ
時間を3分から60分まで変えることにより、メッキ被
膜厚みを0.05から0.3ミクロンメ−タ−の範囲で
Ti粉末表面に形成した。このCu被膜つきのTi粉末
を原料とし実施例1と同じく実施し、Ti−Cu合金の
腕時計用ケ−ス、被削性、抗折力試験片を作製した。
に示すCoメッキ液で摂氏90度の液温のもとに無電解
メッキを行い、Ti−Co合金の試験片を作製した。
0度から500度で2時間)前後の硬度と処理後の抗折
力を測定した。また被削性については、超硬バイトを用
いて切削速度20m /分、切込量0.5mm、送り0.1
5mm/rev (特公昭55-21823号と同一条件)、表3のデ
−タ−は純チタン(ア−ク熔解)を100として指数化
し、指数の大きいほど被削性の良いことを示している。
その結果は表3に示すが、本発明によれば純チタンより
いづれも硬質であるが、混粉からのTi合金は殆ど伸び
がなく折損すること、及び焼結体後の切削加工で稜線
部、コ−ナ欠けを生ずることから、バフ等の軽易な仕上
げ加工の腕時計用外装部品に限定される。また、メッキ
により被覆したTi合金は数パ−セントの伸びが認めら
れるが純チタンほどではない。しかしMIM法の特徴で
ある完成体に近似の焼結体が得られるため、殆どの腕時
計用外装部品に適用でき用途に応じて組成等柔軟に対応
できる。
Ti−Cu−Teのアトマイズ粉を原料として焼結体と
して所定量のCuの重量パ−セントになるCu薄膜を被
覆することもできる。同様に実施例3においてTi粉末
の原料をTi−Cu合金粉末とすることも可能である。
M法による時効硬化性Ti合金の実用化により、硬質の
耐擦傷性の高い時計用外装部品が従来難加工性ゆえに限
定されていた欠点を解消し、安価に市場に提供できるば
かりでなく、得られる時計用外装部品の脆性を改善する
ことができ、また、TiもしくはTi合金粉末の状態で
長期の保管が可能となるため、量産時の粉末管理が容易
になるという効果も有する。
Claims (4)
- 【請求項1】 TiまたはTi合金粉末に異種金属を付
加し、この粉末を樹脂材料と配合、コンパウンド化、射
出成形、焼結した時効硬化性Ti合金を用いた時計用外
装部品であって、 前記異種金属として少なくともCu、Co、Pdから選
択される一種以上を含み、 α相単一領域を超える範囲の前記異種金属を含み、か
つ、 α相単一領域を超える前記異種金属の付加量が、5重量
パーセント以下であることを特徴とする時計用外装部
品。 - 【請求項2】 前記異種金属の付加方法が、湿式もしく
は乾式成膜法による前記TiまたはTi合金粉末表面へ
の前記異種金属の被覆である請求項1に記載の時計用外
装部品。 - 【請求項3】 Cuの添加量が、3〜8重量パーセント
である請求項1または2に記載の時計用外装部品。 - 【請求項4】 前記異種金属に、Bi、Te、Se、P
bの一種以上を0.5〜1重量パーセント付加した請求
項1ないし3のいずれかに記載の時計用外装部品。
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1992
- 1992-11-11 JP JP30134292A patent/JP3397811B2/ja not_active Expired - Lifetime
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