JPH0671076A - ミシン用部品およびその製造方法 - Google Patents

ミシン用部品およびその製造方法

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JPH0671076A
JPH0671076A JP22981592A JP22981592A JPH0671076A JP H0671076 A JPH0671076 A JP H0671076A JP 22981592 A JP22981592 A JP 22981592A JP 22981592 A JP22981592 A JP 22981592A JP H0671076 A JPH0671076 A JP H0671076A
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JP
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sewing machine
hardened
precipitation
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JP22981592A
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Inventor
Masanori Shinozaki
雅則 篠崎
Koji Kikutani
浩二 菊谷
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Juki Corp
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Juki Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な複合効果を持つ構成で、長期間に亘り
安定した耐摩耗性を有するミシン用部品を提供する。 【構成】 金属素材7により所定形状に形成されている
ミシン用部品6の少なくとも摺動面に、前記金属素材7
の表面にこの金属素材7により形成された硬化層8と、
この硬化層8上に積層された析出硬化層9と、この析出
硬化層9上に積層された硬質の被覆層10とを形成して
多層構成とするとともに、前記硬化層8と前記析出硬化
層9と前記硬質の被覆層10の各硬さを順に硬くして成
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ミシン用部品に係り、
特に、下地とコーティングとの間に中間層を設けて複合
膜とすることで密着力をあげて耐摩耗性を向上させたミ
シンの摺動部分等に好適なミシン用部品およびその製造
方法に関する
【0002】
【従来の技術】一般に、工業用ミシンにおいては、縫製
時にミシン主軸の回転運動を天秤機構を介して針棒機構
に伝達させ、針棒を上下運動させるとともに、針棒の上
下運動と協働して本縫縫目および環縫縫目等を形成す
る。そして、縫製作業時の針棒の上下運動により、針棒
や天秤機構等の摺動部の摩耗が大きくなることが知られ
ている。
【0003】このような問題点を解決する一つの手段と
して、ミシンの摺動部に用いられるミシン用部品の耐摩
耗性の向上を図るために、ミシン用部品の表面層だけを
硬化させるように熱処理を施したもの、または、硬質の
被覆層をミシン用部品の表面に形成したもの、あるいは
両者を合わせもたせたもの等の各種のミシン用部品が提
案されている。
【0004】以下、このようなミシン用部品の製造方法
について説明する。
【0005】まず、この種の従来のミシン用部品、例え
ば上ルーパ抱き等は、クロムモリブデン鋼材(SCM4
15)を素材とし、適宜な切削加工等を施して所定形状
とする。そして、所定形状としたミシン用部品に浸炭焼
入れ焼もどし等の熱処理を施し、素材の表面に硬化層を
形成する。さらに、適宜な薄膜形成法、例えばイオンプ
レーティング等により、前記硬化層の表面にTiN層等
の硬質の被覆層を形成することにより完成品とされる。
【0006】このようにして、ミシン用部品の表面に形
成されるTiN層等の硬質の被覆層は、硬度がHv15
00からHv1800程度と非常に硬く、耐摩耗性を向
上させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のミシン用部品においては、表面の硬度を硬くし
て耐摩耗性を向上させることができるものの、前記クロ
ムモリブデン鋼材に浸炭焼入れ焼もどしを施して硬化層
を形成した後に、イオンプレーティングによるTiN層
等の硬質の被覆層を形成すると、イオンプレーティング
処理時の処理温度(約250から500℃)により、浸
炭焼入れ焼もどしにより硬さ約Hv800とされた硬化
層の硬さが、約Hv500に低下し、硬化層と硬質の被
覆層との硬度差が約Hv1000からHv1300と非
常に大きくなり、硬化層と硬質の被覆層との付着強度が
低下するという問題点があった。そして、ミシン用部品
1の付着強度の低下は、ミシン用部品に摺動抵抗による
外力が加わった場合に、図5の(a)に示すように、金
属素材2の弾性変形または塑性変形にTiN層3が追従
できず、TiN層3にクラック4が生じたり、図5の
(b)に示すように、層間剥離5等が容易に発生し、長
期間に亘り安定した機能を維持できないという問題点が
あった。
【0008】また、浸炭焼入れ焼もどし等の熱処理によ
り形成された硬化層は錆易く、例えわずかな錆であって
も、錆を有する硬化層にTiN層を形成しようとする
と、真空状態で行なわれるイオンプレーティング処理中
に、錆の部分からガスが発生し、均一なTiN層を形成
することができないという問題点があった。
【0009】このような問題点に対処するためには、例
えばTiN層等の硬質の被覆層を形成するときの処理温
度に影響しない金属素材、例えば高速度工具鋼(SK
H)等の熱により硬さの低下が少ないものを用いればよ
いが、このような金属素材は、加工性に劣るとともに、
生産効率が悪く、経済的負担が大きいという問題点があ
った。
【0010】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、前述した従来のものにおける問題点を克服し、
簡単な複合効果を持つ構成で、長期間に亘り安定した耐
摩耗性を有するミシン用部品を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項1に記載の本発明のミシン用部品は、金属素
材により所定形状に形成されているミシン用部品の少な
くとも摺動面に、前記金属素材の表面にこの金属素材に
より形成された硬化層と、この硬化層上に積層された析
出硬化層と、この析出硬化層上に積層された硬質の被覆
層とを形成して多層構成とするとともに、前記硬化層と
前記析出硬化層と前記硬質の被覆層の各硬さを順に硬く
して成ることを特徴としている。
【0012】そして、請求項2に記載の本発明のミシン
用部品は、請求項1において、前記析出硬化層はNiP
層とし、前記硬質の被覆層はTiN層とすることを特徴
としている。
【0013】さらに、請求項3に記載の本発明のミシン
用部品の製造方法は、所定形状の金属素材に熱処理を施
して硬化層を形成し、次いで前記硬化層の表面に析出硬
化層を形成し、次いで前記析出硬化層の表面に少なくと
も加熱状態で硬質の被覆層を形成するとともに、前記加
熱状態の処理熱を用いて前記析出硬化層を析出硬化させ
て積層一体化し、かつ、前記硬化層と前記析出硬化層と
前記硬質の被覆層との硬さが順に硬くなるように形成す
ることを特徴としている。
【0014】また、請求項4に記載の本発明のミシン用
部品の製造方法は、請求項3において、前記析出硬化層
を化学鍍金により形成し、前記硬質の被覆層をイオンプ
レーティングにより形成したことを特徴としている。
【0015】
【作用】前述した構成からなる本発明のミシン用部品を
本発明のミシン用部品の製造方法に従って形成すること
により、金属素材により所定形状に形成されているミシ
ン用部品の少なくとも摺動面を、順に硬さが硬い多層構
成とすることができ、多層間の硬度差が少なく、層間の
密着強度を向上させ、硬質の被覆層のクラックあるいは
層間の層間剥離を確実に防止することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1から図4につい
て説明する。
【0017】図1は本発明に係る一実施例の要部の拡大
断面図である。
【0018】本実施例のミシン用部品6は、図1に示す
ように、所定形状とされたクロムモリブデン鋼材(SC
M415)等の金属素材7によって母材部分が形成され
ており、その金属素材7の少なくとも摺動面に、硬化層
8と、析出硬化層としてのNiP層9と、硬質の被覆層
としてのTiN層10とが順に形成されている。そし
て、前記硬化層8とNiP層9とTiN層10の各硬さ
は、順に硬くされている。なお、図1は金属素材7の全
面に硬化層8、NiP層9、TiN層10を順に形成し
ているが、例えばマスク等の手段により摺動面にのみ硬
化層8、NiP層9、TiN層10を順に形成すること
も可能である。
【0019】つぎに、本発明に係るミシン用部品の製造
方法について作用とともに説明する。
【0020】まず、クロムモリブデン鋼材等の適宜な金
属素材7は、プレス成形、切削加工等の適宜な加工方法
により、所定の形状に形成される。
【0021】つぎに、所定の形状に形成された金属素材
7を、公知の浸炭法等の適宜な熱処理を施すことによ
り、前記金属素材7の表面に硬化層8を形成する。この
硬化層8の硬さはHv800程度とされる。
【0022】なお、前記硬化層8の形成方法は、金属素
材7の変形が少ない方法、例えば軟窒化法等の表面硬化
方法を用いてもよく、特に、本実施例に限定されるもの
ではない。
【0023】つぎに、硬化層8が形成された金属素材7
を、NiP鍍金浴に所定時間浸漬して、化学鍍金による
NiP層9を析出硬化層として前記硬化層8の表面に形
成する。なお、本実施例のNiP層9の厚みは、0.1
〜20μm程度、特に望ましくは1〜2μmとするとよ
い。さらに、化学鍍金によるNiP層9を析出硬化層と
する代りにNiB層を析出硬化層としてもよい。
【0024】なお、析出硬化層の素材としては、後述す
る硬質の被覆層の形成時の温度により析出硬化し、析出
硬化による硬さが、前記硬化層8と後述する硬質の被覆
層との中間に位置するものであればよく、特に、本実施
例に限定されるものではない。また、硬化層8の表面に
形成されるNiP層9は、化学鍍金により形成されるの
で、電気鍍金と異なりピンホールがなく、かつ、回り込
み性に優れ、孔等の内周面に対しても確実に処理を行な
うことができる。そして、NiP層9は腐食せず、優れ
た防錆効果を有する。
【0025】また、このようにして形成される硬化層8
とNiP層9との間をミクロ的に見ると、図2に示すよ
うに、Hイオン等が遊離状態で介在しており、NiP層
9が硬化層8から浮いた状態で、層間の付着強度が弱い
とともに、NiP層9は100℃程度の比較的低温で形
成されるので、析出硬化が進行しない状態となってい
る。
【0026】つぎに、硬化層8の表面にNiP層9が形
成された金属素材7の表面に、イオンプレーティング法
を用いてTiN層10を硬質の被覆層として形成する。
【0027】イオンプレーティング法によるTiN層1
0aの成膜処理が開始されると、成膜処理温度(約25
0〜500℃)とともに金属素材7の表面の温度が成膜
処理温度と同様に上昇する。
【0028】これにより、従来と同様に硬化層8の硬さ
は約Hv800から約Hv500に低下するが、前述し
た硬化層8とNiP層9との間のHイオン等が除去さ
れ、硬化層8とNiP層9との付着強度が向上するとと
もに、NiP層9にNi3 Pの化合物が析出し、Ni−
Ni3 P共晶体となって硬化し、NiP層9の硬さはH
v900程度になる。そして、NiP層9の表面には、
イオンプレーティングにより硬さ約Hv1500から約
Hv1800程度のTiN層10が形成されることとな
る。
【0029】なお、TiN層10の形成方法としてイオ
ンプレーティング法を用いたのは、気相成長法などの他
の薄膜形成法に比べて大きい付着強度が得られるためで
あり、TiNの代りにTiC,TiCN、CrN等を用
いてもよく、特に、本実施例に限定されるものではな
い。
【0030】そして、このようにして形成されるミシン
用部品6は、金属素材7の表面に、順に硬さが硬い多層
構成とすることができるので、硬さに対する傾斜効果が
現れ、硬化層8とNiP層9およびNiP層9とTiN
層10との間の硬度差を極めて小さくすることができ
る。従って、金属素材7とNiP層9とTiN層10と
の結合力を高め、しかも硬さに対しても傾斜機能を持た
せ密着力が向上し、摺動抵抗による外力がミシン用部品
6の摺動面に加わった場合に発生する、クラックまたは
層間剥離等を確実に防止することができるので、耐摩耗
性、耐かじり性(耐焼付性)を長期間に亘り維持させる
ことができる。
【0031】なお、上記の他に、金属素材7としての下
地にイオンプレーティングによるTiC層を設け、その
TiC層の上にイオンプレーティングによるTiN層を
設ける多層コーティングも可能である。ただし、この多
層コーティングは、コストアップや2回にわたり加熱が
行なわれる等の問題がある。
【0032】また、TiN層10を形成する場合に、硬
化層8を形成した金属素材7は防錆効果を有するNiP
層9により覆われているので、TiN層10を形成する
場合に、従来のように錆の部分からガスが発生し、均一
なTiN層10を形成することができないという不具合
を確実に防止することができる。
【0033】そして、本発明に係るミシン用部品6は、
図3に示すように、ロックミシンの上ルーパ抱き11、
図4に示すロックミシンの作動送り機構の送りカム1
2、送り揺動杆13、図示しない送り調整カム、針棒、
押え腕、押え足、または本縫ミシンの天秤、針棒等の摺
動あるいは可動する部分に用いることができる。
【0034】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明のミシン用部
品およびその製造方法によれば、金属素材と各層との結
合力を高め、しかも硬さに対しても傾斜機能を持たせ密
着力が向上する多層構成とすることができるので、摺動
抵抗による外力が加わった場合に発生する、クラックま
たは層間剥離等を確実に防止するとともに、耐摩耗性、
耐かじり性(耐焼付性)を長期間に亘り確実に維持させ
ることができるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るミシン用部品の製造方法により製
せられた本発明のミシン部品の一実施例の要部を示す拡
大断面図
【図2】本発明に係るミシン用部品の製造方法により製
せられた本発明のミシン部品の製造過程における析出硬
化層の状態を説明する説明図
【図3】本発明に係るミシン用部品の製造方法により製
せられた本発明のミシン部品を適用するロックミシンの
上ルーパ抱きの一例を示す要部の断面図
【図4】本発明に係るミシン用部品の製造方法により製
せられた本発明のミシン部品を適用するロックミシンの
作動送り機構の送りカムおよび送り揺動杆の一例を示す
要部の斜視図
【図5】(a)は従来のミシン用部品の硬質の被覆層の
クラック状態を説明する説明図、(b)は従来のミシン
用部品の硬質の被覆層と金属素材との層間剥離を説明す
る説明図
【符号の説明】
6 ミシン用部品 7 金属素材 8 硬化層 9 NiP層 10 TiN層 11 上ルーパ抱き 12 送りカム 13 送り揺動杆

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属素材により所定形状に形成されてい
    るミシン用部品の少なくとも摺動面に、前記金属素材の
    表面にこの金属素材により形成された硬化層と、この硬
    化層上に積層された析出硬化層と、この析出硬化層上に
    積層された硬質の被覆層とを形成して多層構成とすると
    ともに、前記硬化層と前記析出硬化層と前記硬質の被覆
    層の各硬さを順に硬くして成ることを特徴とするミシン
    用部品。
  2. 【請求項2】 前記析出硬化層はNiP層とし、前記硬
    質の被覆層はTiN層とすることを特徴とする請求項1
    に記載のミシン用部品。
  3. 【請求項3】 所定形状の金属素材に熱処理を施して硬
    化層を形成し、次いで前記硬化層の表面に析出硬化層を
    形成し、次いで前記析出硬化層の表面に少なくとも加熱
    状態で硬質の被覆層を形成するとともに、前記加熱状態
    の処理熱を用いて前記析出硬化層を析出硬化させて積層
    一体化し、かつ、前記硬化層と前記析出硬化層と前記硬
    質の被覆層との硬さが順に硬くなるように形成すること
    を特徴とするミシン用部品の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記析出硬化層を化学鍍金により形成
    し、前記硬質の被覆層をイオンプレーティングにより形
    成したことを特徴とする請求項3に記載のミシン用部品
    の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040043613A (ko) * 2002-11-19 2004-05-24 (주)엠지테크 다두식 자수기의 침봉 케이스 및 그 제조방법
KR100797726B1 (ko) * 2001-04-09 2008-01-23 쥬키 가부시키가이샤 재봉틀 부품
JP2019039435A (ja) * 2018-11-19 2019-03-14 三菱重工業株式会社 積層部材、並びに、これを用いた羽根車、圧縮機及びエンジン

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