JPH05117828A

JPH05117828A - 靱性に優れた刃物材の製造方法

Info

Publication number: JPH05117828A
Application number: JP1716392A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Ogasa; 洋祐織笠; Masahiro Yokomizo; 昌弘横溝; Sadao Shimizu; 定雄清水; Yukio Kawaoka; 幸男川岡; Kenji Kaneko; 憲治金子; Hiroo Ozeki; 宏夫大関
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-02-18
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は靭性に優れ硬度の高い刃物材の製造
方法を提供することを目的とする。【構成】Ｃｒ１４〜２３％，Ｍｏ１４〜２０％，Ｗ
０.２〜５％，Ｆｅ０.２〜７％,Ｃｏ０.２〜２.５％,残
部Ｎｉと不可避不純物のＮｉ合金を溶体化した後、８０
％以上で塑性加工し、次いで５００〜６００℃で０.５
時間以上加熱する。【効果】前記組成の合金を前記の温度で加熱すること
で金属間化合物の析出がなされて硬さがＨＲＣで５７以
上になる。得られた刃物材は海水にも腐蝕されにくく、
ステンレス製の刃物材に比較しても遥かに高い耐蝕性と
耐摩耗性と耐刃こぼれ性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高硬度と靱性を有
し、使用寿命の延命化を可能とする金属間化合物析出硬
化型Ｎi合金製刃物材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に、例えば半導体装置用Ｓi
単結晶インゴットの切断によるウエハの形成や、食肉解
体などに、各種の切断機械が使用され、これらの刃物材
として、炭素鋼製のものや、ステンレス鋼製の刃物材な
どが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年の切断機械
の高速化および高性能化に伴い、刃物材の使用条件も一
段と過酷さを増す傾向にあるが、前記の従来刃物材で
は、硬さと強度の双方の値が不十分であるために、相対
的に使用寿命が短く、刃物交換を頻繁に行わなければな
らず、省力化の点で問題がある。なお、Ｎi合金は、高
い耐食性と耐熱性と高靱性を有することで知られている
が、この種の合金は、硬さが低いために、高い硬さを要
求される用途には適用できないものであった。

【０００４】そこで、本発明者らは、上述のような観点
から、硬さおよび強度を兼ね備えた刃物材を開発すべく
研究を行った結果、重量％で、Ｃr １４〜２３％、Ｍo
１４〜２０％、Ｗ０.２〜５％、Ｆe０.２〜７％、Ｃo
０.２〜２.５％、Ｎi残部および不可避不純物の組成
を有するＮi合金のインゴットに、通常の条件で熱間鍛
造と熱間圧延を施して熱延材とし、この熱延材に通常の
条件、即ち、１１００〜１２００℃の温度で溶体化処理
を施してオーステナイト組織とした状態で、冷間加工で
加工率８０％以上の塑性加工を与え、次いでこれを加熱
すると、微細なＮi-Ｍo系の金属間化合物を素地中に析
出させることができ、これを時効することで前記金属間
化合物の析出を著しく促進できることができ、この場合
にロックウエル硬さＣスケールで５７以上の硬さを発揮
させることができ、かつ、高強度を発揮させることがで
きるという研究結果を得た。

【０００５】本発明は前記研究結果に基づいてなされた
もので、硬度が高く、靱性に優れ、強度も高い刃物材を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、Ｃr１４〜２３％、Ｍo １４〜２０％、Ｗ
０.２〜５％、Ｆe ０.２〜７％、Ｃo ０.２〜２.５
％、残部Ｎiおよび不可避不純物の組成を有するＮi合金
の熱延材に溶体化処理を施した後、冷間加工で加工率８
０％以上の塑性加工を与え、次いでこれを５００〜６０
０℃で０.５時間以上加熱したものである。次に、この
発明に係る刃物材の成分組成および製造条件を前記の通
りに限定した理由について説明する。

【０００７】Ａ．成分組成 (a)Ｃr Ｃr成分には、オーステナイト素地の不動態化能力を著
しく向上させ、耐食性を向上させる作用があるが、その
含有量が１４％未満では、特に酸化性雰囲気での腐食抵
抗が著しく低下するようになり、一方その含有量が２３
％を越えると、オーステナイト組織が不安定になり、オ
ーステナイト素地中に微細なＮi-Ｍo系金属間化合物が
析出した組織を安定的に形成することができなくなり、
耐食性低下の原因ともなることから、その含有量を１４
〜２３％に限定した。

【０００８】(b)Ｍo Ｍo成分には、Ｎiと結合して前記の通り素地中に微細均
一に分散析出するＮi-Ｍo系金属間化合物を形成して強
度を向上させる作用があるが、その含有量が１４％未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方、その含有
量が２０％を越えると、熱間および冷間圧延性が低下す
るようになることから、その含有量を１４〜２０％に限
定した。

【０００９】(c)ＷＷ成分には、オーステナイト素地に固溶して強度を向上
させる作用があるが、その含有量が０.２％未満では所望
の強度向上効果が得られず、一方その含有量が５％を越
えると、熱間および冷間圧延性が低下することになるか
ら、含有量を０.２〜５％と限定した。

【００１０】(d)Ｆe Ｆe成分には、熱間および冷間圧延性を向上させる作用
があるが、その含有量が０.２％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方その含有量が７％を越えると
強度が低下するようになることから、その含有量を０.
２〜７％に限定した。

【００１１】(e)Ｃo Ｃo成分には、オーステナイト素地に固溶してこれを安
定化し、析出効果処理時の金属間化合物の安定的析出を
はかる作用があるが、その含有量が０.２％未満では前
記作用に効果が得られず、一方その含有量が２.５％を
越えても前記作用により一層の向上効果は現れないこと
から、経済性を考慮してその含有量を０.２〜２.５％に
限定した。

【００１２】Ｂ．製造条件 (a)冷間圧延率冷間圧延率が８０％未満では、冷間圧延後の析出硬化で
の金属間化合物の析出が十分に行なわれず、この場合、
ＨＲＣで５７以上の硬度を得ることができなくなること
から、冷間圧延率を８０％以上と限定した。なお、この
冷間加工を行う場合は、冷間用圧延機で１パスあたり３
〜４％の圧下率で合計圧下率(加工率)８０％以上になる
ように冷間圧延を継続するとＮi合金の薄板が得られ
る。この段階での薄板は加工硬化のために硬さがＨＲＣ
で５０以上になる。ここで加工率を９５％以上にするこ
とがより好ましい。前記組成のＮi合金を９５％以上の
加工率で加工するには、超硬合金のロールを用いること
で加工を実施できる。このように９５％以上に加工し、
後述するように析出硬化処理することでＨＲＣで６０以
上の刃物材を得ることができる。

【００１３】(b)析出硬化処理前記薄板を温度５００〜６００℃で０.５時間以上加熱
すれば、金属間化合物の析出がなされて硬さがＨＲＣで
５７以上になる。ここで処理温度が５００℃未満では、
金属間化合物の析出に長時間を要し、生産性の点で望ま
しくなく、一方その温度が６００℃を越えると、オース
テナイト素地に固溶する合金成分の割合が多くなって、
金属間化合物の析出を満足に行うことができず、ＨＲＣ
で５７以上の硬度を得ることができなくなることから、
その温度を５００〜６００℃に限定した。このように得
られた薄板は、用途に応じた形状に成型加工すれば、Ｎ
i合金独特の高い耐食性と、耐熱性と、耐摩耗性とを備
えた他に、高い硬さを有するものが得られる。

【００１４】以上説明した如く本発明方法によって得ら
れた刃物材は、海水に対しても腐食しない程の耐食性が
あり、高い靱性も有するために、使用時における刃こぼ
れや折損に対しても非常に有利である。このため本発明
による刃物材はダイバーズナイフに最適である。また、
本発明で得られる刃物材は、前記のように耐食性に優れ
るために、漬物の他、塩漬け品に使用しても腐食摩耗な
どの心配が全くないのみならず、高い靱性のために使用
時に刃こぼれが出にくい他、プロの調理士が用いる程度
の硬さでも一般家庭にある普通の砥石で楽に研ぎ付けで
きる等、一般のステンレス製包丁に比較し遥かに高い耐
錆、耐摩耗性、耐刃こぼれ性を有する。更に、本発明に
よる刃物材を理容はさみに適用することもできる。更に
また、本発明による刃物材は、高いバネ性と、耐食性
と、耐熱性を有するので、酸、アルカリ等の極限環境下
での使用にも最適である。

【００１５】

【実施例】次に、この発明の刃物材の製造方法を実施例
により具体的に説明する。高周波誘導炉を用い、それぞ
れ表１に示される成分組成をもった溶湯を調製し、直径
１５０mm、長さ４００mmのインゴットを鋳造し、このイ
ンゴットに１２００℃の開始温度にて熱間鍛造加工を施
して厚さ５０mmの板材を得、この板材に１２００℃の開
始温度にて熱間圧延加工を施して厚さ２０mmの熱延材と
し、次いでこの熱延材に、１１５０℃に２時間保持の条
件で溶体化処理を施した後、同じく表１に示される圧延
率で冷間加工を施し、引き続いて同じく表１に示される
条件で析出硬化処理を施すことにより本発明方法１〜１
１と比較法１〜４をそれぞれ行い、刃物材を製造した。

【００１６】次に、この結果得られた各種の刃物材につ
いて、引張り強さおよび硬さ(ＨＲＣ)をそれぞれ測定
し、この測定結果を表１に示した。なお、表１には、比
較の目的で従来法１,２として、構造用鋼製およびステ
ンレス製の厚さ４mmの刃物材の特性も併せて記載した。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示される結果から、本発明法１〜１
１で製造された刃物材は、いずれも従来法１,２による
刃物材に比較して極めて高い硬さを有し、かつ、強度も
高く、相対的に長い使用寿命を示すことが明らかであ
る。一方、比較法１〜４に見られるように、製造条件の
うちのいずれかの条件でもこの発明の範囲から外れる
と、十分な金属間化合物の析出をはかることができない
ので、硬さの低い刃物材しか得られないことがわかる。

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
硬度と高強度を有し、靱性に優れた刃物材を製造するこ
とができ、かつ、製造された刃物材は、素地中にＮi-Ｍ
o系金属間化合物が微細かつ均一に分散しているので、
ＨＲＣで５７以上の硬さを示し、かつ、高い強度を有す
る。従って本発明によって得られた刃物材を各種の切断
機械に適用した場合、長い使用寿命を示し、刃物材交換
の手間がそれだけ省略できることから、省力化に役立つ
ばかりでなく、切断機械の高速化、高性能化にも十分に
対応できるものである。即ち、本発明方法で得られた刃
物材は、ペーパーナイフ、牛刃、出刃、および、スクレ
ーパなどとして適用した場合にも著しく長期にわたって
優れた切れ味を発揮するなど、工業上有利な特性を発揮
するものである。

フロントページの続き (72)発明者清水定雄埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社メカトロ・生産システム開発センター内 (72)発明者川岡幸男埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社メカトロ・生産システム開発センター内 (72)発明者金子憲治埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川第一製作所内 (72)発明者大関宏夫埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社メカトロ・生産システム開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃr １４〜２３％Ｍo １４〜２０％Ｗ０.２〜５％Ｆe ０.２〜７％Ｃo ０.２〜２.５％残部Ｎiおよび不可避不純物の組成を有するＮi合金の熱延材に溶体化処理を施した
後、冷間加工で加工率８０％以上の塑性加工を与え、次
いでこれを５００〜６００℃で０.５時間以上加熱する
ことを特徴とする靱性に優れた刃物材の製造方法。