JP4897897B2

JP4897897B2 - コアレスクラッド装飾刃物およびその製造方法

Info

Publication number: JP4897897B2
Application number: JP2010028249A
Authority: JP
Inventors: 通亜河野
Original assignee: 武生特殊鋼材株式会社
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: JP2011161064A

Description

本発明は、刃物の改良、更に詳しくは、強度に優れており、かつ、刃先まで模様が表出した装飾性にも富んだ刃物およびその製造方法に関するものである。

周知のとおり、様々な多積層模様を表出した刃物は、高級刃物素材として重宝されており、中でも、刃の表面にダマスカス（Damascus）模様を施したものは人気が高い。

従来、かかるダマスカス模様の刃物を形成するためには、まず、二種以上の鋼からなる多積層鋼によりダマスカス模様を有する化粧鋼板を形成する一方、物を切断するための鋭刃部を形成した無垢の鋼材（コア刃）の表面に前記化粧鋼板を貼り合わせてクラッドすることによって一体成形されている（例えば、特許文献１参照）。

したがって、刃部が形成された部分については、コア刃の無垢材部分が表出するため、折角の装飾模様が刃先部分で途切れてしまい、中途半端な外観になってしまうという不満があった。

また、このような従来の多積層鋼は、鍛冶職人の鍛接によって単品素材を製作していたため、人の手では生産性が乏しく大量生産に向かないという問題もあった。

そこで、＜特許文献２＞には、大量生産のための工業的な製造方法が提案されており、異なる素材同士を粉末冶金（ＨＩＰ法（Hot-Isostatic-Press））によって刃先にまで模様を表出させるような技術が開示されている。

しかしながら、かかる製造技術においては、鋼を一度粉末化し加圧焼結するという工程が必要であったため、不可避的にコストが嵩んでしまうという問題があった。

特開２００７−６１２９４号公報（第３−５頁、図１）特表平９−５０７６９６号公報（第８−１１頁、図８）

本発明は、従来の意匠性刃物に上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、強度に優れており、かつ、刃先まで模様が表出した装飾性にも富んだ刃物を提供すること、並びに、この刃物を簡素な工程で極めて合理的に製造することができる方法を提供することにある。

本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。

即ち、本発明は、炭素およびクロムが少なくとも含有され、かつ、異なる比率でそれぞれ含有されて耐食性の異なる複数のマルテンサイト系のステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）を交互に積層して、熱間圧延機により加熱しながら圧延することによって冶金一体化して所定厚さのクラッド基材Ａを成形する一方、
このクラッド基材Ａを鍛造して表面に凹凸部Ｕを成形した後、このクラッド基材Ａの全体を加熱して刃物基板Ｂを形成して、当該凹凸表面を研削加工して一方の端縁部Ｅに仮刃部Ｓ’を成形し、
然る後、この刃物基板Ｂの表面全体を酸性液剤によりエッチング処理することによって、表面に露出した相対的に卑なステンレス鋼部分を腐食せしめて、層境界線Ｌにより画定された領域毎に変色することによって色相差を生ぜしめて、表面に斑点模様およびダマスカス模様を作出して、
前記仮刃部Ｓ’を仕上げ研磨して鋭刃部Ｓを形成して、これらの層境界線Ｌを当該鋭刃部Ｓまで形成せしめるという技術的手段を採用したことによって、コアレスクラッド装飾刃物の製造方法を完成させた。

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、塩酸または硫酸を少なくとも含有する強酸を用いてエッチング処理をするという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、クラッド基材Ａを切断して複数のクラッド基材片Ａ’に分割し、これらのクラッド基材片Ａ’・Ａ’…の間に、ステンレス鋼基材１をそれぞれ挟持せしめて、更に熱間圧延機により加熱しながら圧延するという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、交互に積層した複数のステンレス鋼基材１を熱間圧延機により圧延するときに、それぞれの層に含有された炭素化合物粒を圧潰粉砕せしめて、複合層に拡散分布せしめるという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、ステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）にそれぞれ含有されるクロム含有比率差を４％以内にするという技術的手段を採用することができる。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、刃物基板Ｂの表面全体をバフ研磨６００番〜１０００番により鏡面処理するという技術的手段を採用することができる。

また、本発明は、炭素およびクロムが少なくとも含有され、かつ、異なる比率でそれぞれ含有されて耐食性の異なる複数のマルテンサイト系のステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）が交互に積層されて構成される刃物であって、
表面に露出した相対的に卑なステンレス鋼部分がエッチング処理により腐食されて、層境界線Ｌにより画定された領域毎に色相差を有し、表面に斑点模様およびダマスカス模様が作出され、かつ、これらの層境界線Ｌが鋭刃部Ｓまで形成されているようにするという技術的手段を採用することによって、コアレスクラッド装飾刃物を完成させた。

本発明にあっては、炭素およびクロムが少なくとも含有され、かつ、異なる比率でそれぞれ含有されて耐食性の異なる複数のマルテンサイト系のステンレス鋼基材を交互に積層して、熱間圧延機により加熱しながら圧延することによって冶金一体化して所定厚さのクラッド基材を成形する一方、このクラッド基材Ａを鍛造して表面に凹凸部を成形した後、このクラッド基材の全体を加熱して刃物基板を形成して、当該凹凸表面を研削加工して一方の端縁部に仮刃部を成形し、然る後、この刃物基板の表面全体を酸性液剤によりエッチング処理することによって、表面に露出した相対的に卑なステンレス鋼部分を腐食せしめて、層境界線により画定された領域毎に変色することによって色相差を生ぜしめて、表面に斑点模様およびダマスカス模様を作出して、前記仮刃部を仕上げ研磨して鋭刃部を形成したことによって、これらの層境界線を当該鋭刃部まで形成せしめることができる

したがって、本発明の製造方法は、従来のＨＩＰ製や手付けに比べ大量生産が可能であるため、生産コストを抑えることができる。また、この方法により製造された刃物は切れ味に優れており、非常に使い勝手が良い。

更にまた、本発明の刃物は、刃先にまで美しい斑点模様やダマスカス模様が表出しているため、装飾性が非常に高い。更にまた、刃先には軟質層部分が露出しているため、無垢材と比較して刃先の研削性が向上し、メンテナンスが容易となることから、産業上の利用価値は頗る大きいと云える。

本発明の実施形態の製造方法の工程を表わす説明斜視図である。本発明の実施形態の製造方法の工程を表わす説明側面図である。本発明の実施形態におけるステンレス鋼基材を表わす写真である。本発明の実施形態におけるクラッド基材を表わす写真である。本発明の実施形態におけるクラッド基材の変形例を表わす写真である。本発明の実施形態の製造方法の工程を表わす説明斜視図である。本発明の実施形態の製造方法の工程を表わす説明斜視図である。本発明の実施形態の製造方法の工程を表わす説明側面図である。本発明の実施形態の製造方法の工程を表わす説明側面図である。本発明の実施形態の刃物を表わす写真である。

本発明を実施するための形態を、具体的に図示した図面に基づいて、更に詳細に説明すると、次のとおりである。

本発明の実施形態を図１から図１０に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものはステンレス鋼基材であって、このステンレス鋼基材１は、炭素およびクロムが少なくとも含有されたマルテンサイト系のステンレス鋼材である。

しかして、本発明におけるコアレスクラッド装飾刃物を製造する方法について、以下に具体的に説明する。まず、複数の種類（本実施形態では２種類）のステンレス鋼基材１を用意し、これらのステンレス鋼基材１には、炭素およびクロムが少なくとも含有されており、かつ、異なる比率（重量％）でそれぞれ含有されているものを採用し、特に、酸に対して異なる耐食性を有するものを採用する。

次いで、図１に示すように、これらのステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）を交互に積層して、熱間圧延機により加熱しながら圧延することによって冶金一体化して所定厚さのクラッド基材Ａを成形する（図２参照）。

具体的には、これらのステンレス鋼基材１の端部を全体的に密封状態に溶接した上で、１枚１５ｍｍのステンレス鋼基材１を７枚積層し、全体を約１０００〜１３００℃で熱間圧延して１０ｍｍ厚の７層のクラッド基材Ａを得る。

なお、本実施形態では、ステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）にそれぞれ含有されるクロム含有比率差を４％以内（より好ましくは２％以内）にすることができ、ステンレス鋼基材１同士の定着性を向上させることができる。

また、本実施形態では、交互に積層した複数のステンレス鋼基材１を熱間圧延機により圧延するときに、それぞれの層に含有された炭素化合物粒を圧潰粉砕せしめて、基材中は図３に示すような粒径であったものを、図４に示すように、複合層において拡散分布せしめることもできる。こうすることにより、最終製品の切れ味を向上させることができる。

更に、本実施形態では、クラッド基材Ａにおける各ステンレス鋼基材１の硬さをビッカース硬さ（Vickers-hardness）で５００ＨＶ以上にすることによって、十分な強度を確保することができる。

なお、本実施形態では、強度を更に増すために、必要に応じて、クラッド基材Ａを切断して複数のクラッド基材片Ａ’に分割し、これらのクラッド基材片Ａ’・Ａ’…の間に、ステンレス鋼基材１をそれぞれ挟持せしめて、更に熱間圧延機により加熱しながら圧延することもできる（図５参照）。

具体的には、まず、クラッド基材Ａを長手方向に９枚に切断してクラッド基材片Ａ’を作製し、これら積層するクラッド基材片Ａ’の間に２ｍｍ厚のステンレス鋼基材１を挟み込むように積層し、端部を全体的に密封状態に溶接したうえで全体を熱間圧延して２０ｍｍ厚の７０層のクラッド基材Ａを改めて得ることができる。

そして、このクラッド基材Ａを鍛造して表面に凹凸部Ｕを成形する（図６および図７参照）。本実施形態では、パンチングマシンによってクラッド基材Ａの表面を反復打撃するものや、ポンチローラの凸部をクラッド基材Ａの表面に押圧転写させるものなどを採用することができる。

次いで、このクラッド基材Ａの全体を加熱（１０００℃前後）して刃物基板Ｂを形成して、当該凹凸表面を研削加工して一方の端縁部Ｅに仮刃部Ｓ’を成形する（所謂「シノギ（鎬）加工」）。

本実施形態におけるシノギ加工にあっては、図８に示すように、端縁部Ｅの両側から切削して仮刃部Ｓ’を成形しても良いし、図９に示すように、クラッド基材Ａを半分割した片刃を重ね合わせ、前記同様に溶接した後、熱間圧延して多積層鋼を形成し、こうして得られた多積層鋼を所定の厚みまで圧延し、プレス切断機により刃物形状に一体化することも可能である。

更に、本実施形態では、刃物基板Ｂの表面全体をバフ研磨６００番により鏡面処理することができ、エッチング下地処理を施すとともに、刃物表面の外観に光沢を与えて美しくすることができる。

然る後、この刃物基板Ｂの表面全体を酸性液剤によりエッチング処理することによって（例えば、条件：ＨＣｌ３５％、液温度１５℃、浸漬時間１５ｍｉｎ、またはＨ_２ＳＯ_４５０％、液温度５０℃、浸漬時間１５ｍｉｎなど）、表面に露出した相対的に卑な（イオン化傾向が高く酸化しやすい）がステンレス鋼部分を腐食させる。本実施形態では、塩酸または硫酸を少なくとも含有する強酸（本実施形態では２０％硫酸）を用いてエッチング処理をすることができ、確実に腐食反応を与えることができる。

こうすることにより、層境界線Ｌにより画定された領域毎に変色することによって色相差を生ぜしめて、表面に明暗の鮮明な斑点模様およびダマスカス模様を作出することができる。

最後に、前記仮刃部Ｓ’を仕上げ研磨して鋭刃部Ｓを形成して、これらの層境界線Ｌを当該鋭刃部Ｓまで形成せしめた刃物を完成させることができる。なお、硬度検査の結果、ＨＶ７００〜７５０の良好な硬度が得られた。

以上のようにして、本発明のコアレスクラッド装飾刃物を完成させることができる。

次に、本発明のコアレスクラッド装飾刃物の物性についての試験結果を示す。まず、本実施例に用いるステンレス鋼基材１の成分値は以下のとおりである。

そして、複数のステンレス鋼基材を組み合わせおよびそれらの模様表出の有無、抗折値（Ｎ／ｍｍ^２）は以下のとおりである。なお、抗折値の測定条件は以下のとおりである。
＜実験条件＞
試験方法：ＳＨＩＭＡＺＵオートグラフ三点曲げ試験
試料数３本
形状２．５ｔ×３５ｗ×Ｌ
加重速度６ｍｍ／ｍｉｎ
支点幅５０ｍｍ：５０ｍｍ（１００ｍｍ）

上記〔表２〕中、実施例１〜７の抗折値のカッコ内の数値は、比較鋼１〜３の平均値（５７Ｎ／ｍｍ^２）との倍率であり、本発明品は、約１．３倍の向上が見られる。

次に、本発明のコアレスクラッド装飾刃物の切れ味の実験結果について以下に示す。
＜実験条件＞
測定対象の刃物（本発明品および従来品（単独のステンレス鋼基材））を固定し、７．５ｍｍ幅の新聞紙相当の紙を重ねて約７５０ｇの荷重をかけながら、２０ｍｍの往復運動をさせた。１往復を１切断回数として、２００回切断操作を行い、以下の切断回数の時に完全に切断させた紙の枚数を数えた。実験結果を以下の〔表３〕に示す。

この実験により、本発明品の刃物の切れ味が、従来品と比較しても良好であることがわかる。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、ステンレス鋼基材１に含有される炭素やクロムの含有量は適宜変更することができる。

また、積層するステンレス鋼基材１の種類は、２種類に限らず、３種類以上を積層することもでき、これら何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

１ステンレス鋼基材
１ａ（高耐食性）ステンレス鋼基材
１ｂ（低耐食性）ステンレス鋼基材
Ａクラッド基材
Ｕ凹凸部
Ｂ刃物基板
Ｅ端縁部
Ｕ凹凸部
Ｓ’ 仮刃部
Ｓ鋭刃部
Ｌ層境界線

Claims

炭素およびクロムが少なくとも含有され、かつ、異なる比率でそれぞれ含有されて耐食性の異なる複数のマルテンサイト系のステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）を交互に積層して、熱間圧延機により加熱しながら圧延することによって冶金一体化して所定厚さのクラッド基材Ａを成形する一方、
このクラッド基材Ａを鍛造して表面に凹凸部Ｕを成形した後、このクラッド基材Ａの全体を加熱して刃物基板Ｂを形成して、当該凹凸表面を研削加工して一方の端縁部Ｅに仮刃部Ｓ’を成形し、
然る後、この刃物基板Ｂの表面全体を酸性液剤によりエッチング処理することによって、表面に露出した相対的に卑なステンレス鋼部分を腐食せしめて、層境界線Ｌにより画定された領域毎に変色することによって色相差を生ぜしめて、表面に斑点模様およびダマスカス模様を作出して、
前記仮刃部Ｓ’を仕上げ研磨して鋭刃部Ｓを形成して、これらの層境界線Ｌを当該鋭刃部Ｓまで形成せしめることを特徴とするコアレスクラッド装飾刃物の製造方法。
塩酸または硫酸を少なくとも含有する強酸を用いてエッチング処理をすることを特徴とする請求項１記載のコアレスクラッド装飾刃物の製造方法。
クラッド基材Ａを切断して複数のクラッド基材片Ａ’に分割し、これらのクラッド基材片Ａ’・Ａ’…の間に、ステンレス鋼基材１をそれぞれ挟持せしめて、更に熱間圧延機により加熱しながら圧延することを特徴とする請求項１または２記載のコアレスクラッド装飾刃物の製造方法。
交互に積層した複数のステンレス鋼基材１を熱間圧延機により圧延するときに、それぞれの層に含有された炭素化合物粒を圧潰粉砕せしめて、複合層に拡散分布せしめることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のコアレスクラッド装飾刃物の製造方法。
ステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）にそれぞれ含有されるクロム含有比率差を４％以内にすることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載のコアレスクラッド装飾刃物の製造方法。
刃物基板Ｂの表面全体をバフ研磨６００番〜１０００番により鏡面処理することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載のコアレスクラッド装飾刃物の製造方法。
炭素およびクロムが少なくとも含有され、かつ、異なる比率でそれぞれ含有されて耐食性の異なる複数のマルテンサイト系のステンレス鋼基材１（１ａ・１ｂ…）が交互に積層されて構成される刃物であって、
表面に露出した相対的に卑なステンレス鋼部分がエッチング処理により腐食されて、層境界線Ｌにより画定された領域毎に色相差を有し、表面に斑点模様およびダマスカス模様が作出され、かつ、これらの層境界線Ｌが鋭刃部Ｓまで形成されていることを特徴とするコアレスクラッド装飾刃物。