JPH11318520A - チタン金属製腕時計用外装部品およびその表面処理方法 - Google Patents
チタン金属製腕時計用外装部品およびその表面処理方法Info
- Publication number
- JPH11318520A JPH11318520A JP15520198A JP15520198A JPH11318520A JP H11318520 A JPH11318520 A JP H11318520A JP 15520198 A JP15520198 A JP 15520198A JP 15520198 A JP15520198 A JP 15520198A JP H11318520 A JPH11318520 A JP H11318520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- titanium metal
- wristwatch
- metal
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 腕時計用外装部品をチタン金属本来の銀色の
光沢のあるものにし、しかも細かな擦り傷がつき難くし
て、表面光沢の美しさを長時間保つことができるものと
することである。 【解決手段】 チタン金属からなる腕時計用外装部品の
表面を炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなるビッカ
ース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層で形成し、この浸
炭層を銀色の光沢のある面に形成したチタン金属製腕時
計用外装部品とする。また、チタン金属製腕時計用外装
部品を、炭化水素系ガスの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、７
００〜９００℃の雰囲気におけるプラズマ浸炭処理によ
って炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層を
形成し、鏡面研磨するチタン金属製腕時計用外装部品の
表面処理方法とする。
光沢のあるものにし、しかも細かな擦り傷がつき難くし
て、表面光沢の美しさを長時間保つことができるものと
することである。 【解決手段】 チタン金属からなる腕時計用外装部品の
表面を炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなるビッカ
ース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層で形成し、この浸
炭層を銀色の光沢のある面に形成したチタン金属製腕時
計用外装部品とする。また、チタン金属製腕時計用外装
部品を、炭化水素系ガスの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、７
００〜９００℃の雰囲気におけるプラズマ浸炭処理によ
って炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層を
形成し、鏡面研磨するチタン金属製腕時計用外装部品の
表面処理方法とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はチタン金属製腕時
計用外装部品およびその表面処理方法に関する。
計用外装部品およびその表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、純チタンまたはチタン合金から
なるチタン金属は、空気中でその表面が酸化されやすく
酸化皮膜を有するが、このような酸化皮膜の保護作用に
よって腐食性環境でも優れた耐食性を示すものである。
なるチタン金属は、空気中でその表面が酸化されやすく
酸化皮膜を有するが、このような酸化皮膜の保護作用に
よって腐食性環境でも優れた耐食性を示すものである。
【０００３】本願の発明者らは、チタン金属表面をクリ
ーニングガスで処理することによって表面の酸化膜を除
去し、その後にプラズマ浸炭法によって表層を浸炭処理
し、チタン金属表面の耐食性を低下させることなく摩擦
係数の低減および耐摩耗性の向上を図ることができる技
術を特開平７−９０５４２号公報に開示した。
ーニングガスで処理することによって表面の酸化膜を除
去し、その後にプラズマ浸炭法によって表層を浸炭処理
し、チタン金属表面の耐食性を低下させることなく摩擦
係数の低減および耐摩耗性の向上を図ることができる技
術を特開平７−９０５４２号公報に開示した。
【０００４】また、チタン金属は生体適合性に優れてお
り、皮膚に触れてもいわゆるメタルアレルギーを起こし
難いので、腕時計用外装部品用の材料として適用でき
る。
り、皮膚に触れてもいわゆるメタルアレルギーを起こし
難いので、腕時計用外装部品用の材料として適用でき
る。
【０００５】腕時計用外装部品の具体例としては、メタ
ルバンド、裏蓋、側（バンド着脱部および竜頭の支持
部、胴とも呼ばれる）、ガラス縁、およびベゼル（回転
ベゼル）などが挙げられる。このようなチタン金属製腕
時計用外装部品は、その表面の一部または全面を鏡面研
磨して装飾的価値を高めて製品化されている。
ルバンド、裏蓋、側（バンド着脱部および竜頭の支持
部、胴とも呼ばれる）、ガラス縁、およびベゼル（回転
ベゼル）などが挙げられる。このようなチタン金属製腕
時計用外装部品は、その表面の一部または全面を鏡面研
磨して装飾的価値を高めて製品化されている。
【０００６】このようなチタン金属は、腕時計用外装部
品として使用する際に細かな擦り傷がつきやすく、表面
の美しさを長い時間保ち難いので、チタン金属表面を保
護する手法として金属アルコキシドで作られたガラス質
膜からなる多層の皮膜をコーティングする手法やイオン
プレーティングによりアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）や窒化チ
タン（ＴｉＮ）または炭化チタン（ＴｉＣ）を蒸着する
方法が知られている。
品として使用する際に細かな擦り傷がつきやすく、表面
の美しさを長い時間保ち難いので、チタン金属表面を保
護する手法として金属アルコキシドで作られたガラス質
膜からなる多層の皮膜をコーティングする手法やイオン
プレーティングによりアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）や窒化チ
タン（ＴｉＮ）または炭化チタン（ＴｉＣ）を蒸着する
方法が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、チタン金属の
表面をガラス質膜やアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）蒸着で保護
すると、その表面の色は、光の干渉や膜そのものの色に
よって灰色を呈し、チタン金属本来の銀色の光沢のある
ものは得られないという問題点がある。
表面をガラス質膜やアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）蒸着で保護
すると、その表面の色は、光の干渉や膜そのものの色に
よって灰色を呈し、チタン金属本来の銀色の光沢のある
ものは得られないという問題点がある。
【０００８】また、イオンプレーティングでＴｉＮやＴ
ｉＣを蒸着したものは、耐摩耗性は改善されるが、薄膜
であるために使用中に衝撃荷重によって打痕が付きやす
いという問題点がある。
ｉＣを蒸着したものは、耐摩耗性は改善されるが、薄膜
であるために使用中に衝撃荷重によって打痕が付きやす
いという問題点がある。
【０００９】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決して、腕時計用外装部品をチタン金属本来の銀
色の光沢ある表面にし、しかも使用状態において細かな
擦り傷や打痕がつき難いものにすることであり、また表
面に鏡面光沢の美しさを長時間保つことができるものに
することであり、またはそのような腕時計用外装部品が
得られる表面処理方法を提供することである。
点を解決して、腕時計用外装部品をチタン金属本来の銀
色の光沢ある表面にし、しかも使用状態において細かな
擦り傷や打痕がつき難いものにすることであり、また表
面に鏡面光沢の美しさを長時間保つことができるものに
することであり、またはそのような腕時計用外装部品が
得られる表面処理方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、チタン金属からなる腕時計用
外装部品の表面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンか
らなるビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層を形
成したチタン金属製腕時計用外装部品としたのである。
前記浸炭層は、好ましくは層厚１０μｍ以上に形成す
る。
め、この発明においては、チタン金属からなる腕時計用
外装部品の表面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンか
らなるビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層を形
成したチタン金属製腕時計用外装部品としたのである。
前記浸炭層は、好ましくは層厚１０μｍ以上に形成す
る。
【００１１】また、上記チタン金属製腕時計用外装部品
では、好ましくはその表面を表面粗さ（Ｒａ）＝０．３
μｍ以下の研磨面に形成し、より好ましくは０．１μｍ
以下の鏡面に形成する。
では、好ましくはその表面を表面粗さ（Ｒａ）＝０．３
μｍ以下の研磨面に形成し、より好ましくは０．１μｍ
以下の鏡面に形成する。
【００１２】さらにまた、前記課題を解決するため、こ
の発明においては、チタン金属製腕時計用外装部品の表
面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層
をプラズマ浸炭処理によって形成するチタン金属製腕時
計用外装部品の表面処理方法としたのである。
の発明においては、チタン金属製腕時計用外装部品の表
面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層
をプラズマ浸炭処理によって形成するチタン金属製腕時
計用外装部品の表面処理方法としたのである。
【００１３】上記表面処理方法として、前記プラズマ浸
炭処理が、炭化水素系ガスの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、
温度７００〜９００℃の条件におけるプラズマ浸炭処理
である条件を採用することができる。
炭処理が、炭化水素系ガスの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、
温度７００〜９００℃の条件におけるプラズマ浸炭処理
である条件を採用することができる。
【００１４】また、チタン金属製腕時計用外装部品の表
面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層
をプラズマ浸炭処理によって形成し、前記浸炭層を鏡面
研磨するチタン金属製腕時計用外装部品の表面処理方法
としたのである。
面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層
をプラズマ浸炭処理によって形成し、前記浸炭層を鏡面
研磨するチタン金属製腕時計用外装部品の表面処理方法
としたのである。
【００１５】上記表面処理方法において、鏡面研磨は、
表面粗さ（Ｒａ）＝０．３μｍ以下、好ましくはＲａ＝
０．１μｍ以下にする鏡面研磨であることが好ましい。
表面粗さ（Ｒａ）＝０．３μｍ以下、好ましくはＲａ＝
０．１μｍ以下にする鏡面研磨であることが好ましい。
【００１６】この発明のチタン金属製腕時計用外装部品
は、表面の炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸
炭層を研磨したものであり、このような所定の浸炭層で
形成される腕時計用外装部品の表面を鏡面研磨したもの
は、チタン金属本来の銀色の光沢のあるものになり、し
かもビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上の硬質の面に形
成されるので、細かな擦り傷がつき難く、光沢の美しさ
を長時間保つことができる。
は、表面の炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸
炭層を研磨したものであり、このような所定の浸炭層で
形成される腕時計用外装部品の表面を鏡面研磨したもの
は、チタン金属本来の銀色の光沢のあるものになり、し
かもビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上の硬質の面に形
成されるので、細かな擦り傷がつき難く、光沢の美しさ
を長時間保つことができる。
【００１７】前記炭化チタンおよび炭素固溶チタンから
なる浸炭層は、プラズマ浸炭処理によって確実に形成す
ることができ、好ましくは層厚１０μｍ以上、実用的に
は１０〜１００μｍの層厚に形成できる。このような浸
炭層を形成することにより、腕時計の使用状態で打痕が
つき難くなり、鏡面光沢の美しさを長時間保つことがで
きる。
なる浸炭層は、プラズマ浸炭処理によって確実に形成す
ることができ、好ましくは層厚１０μｍ以上、実用的に
は１０〜１００μｍの層厚に形成できる。このような浸
炭層を形成することにより、腕時計の使用状態で打痕が
つき難くなり、鏡面光沢の美しさを長時間保つことがで
きる。
【００１８】また、前記プラズマ浸炭処理が炭化水素系
ガスの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、温度７００〜９００℃
の条件におけるプラズマ浸炭処理である場合は、１０〜
１００μｍの厚さでビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上
の硬質の浸炭層を確実に形成できる。
ガスの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、温度７００〜９００℃
の条件におけるプラズマ浸炭処理である場合は、１０〜
１００μｍの厚さでビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上
の硬質の浸炭層を確実に形成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】この発明でいう腕時計用外装部品
は、部品の形態を特に限定したものではなく、例えばメ
タルバンド、裏蓋、側（バンド着脱部および竜頭の支持
部、胴とも呼ばれる）、ガラス縁、およびベゼル（回転
ベゼル）その他、肌に触れる可能性のある腕時計用外装
部品が該当する。
は、部品の形態を特に限定したものではなく、例えばメ
タルバンド、裏蓋、側（バンド着脱部および竜頭の支持
部、胴とも呼ばれる）、ガラス縁、およびベゼル（回転
ベゼル）その他、肌に触れる可能性のある腕時計用外装
部品が該当する。
【００２０】この発明に用いるチタン金属は、純チタ
ン、チタン合金またはチタンとその他の金属との金属間
化合物のいずれであってもよく、合金の場合はその組成
を限定するものではない。チタン合金の具体例として
は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ａｌ−３Ｓ
ｎ−３Ｃｒなどが挙げられる。
ン、チタン合金またはチタンとその他の金属との金属間
化合物のいずれであってもよく、合金の場合はその組成
を限定するものではない。チタン合金の具体例として
は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ａｌ−３Ｓ
ｎ−３Ｃｒなどが挙げられる。
【００２１】この発明でいう鏡面研磨は、チタン金属の
表面に銀色の光沢面（緻密な平滑面、すなわち肉眼で見
ても銀色であることが判別できる光学的反射面）を形成
することをいう。なお、必要に応じて鏡面に近い状態に
研磨仕上げを行なうこともできる。すなわち、チタン金
属からなる腕時計用外装部品の表面に、炭化チタンおよ
び炭素固溶チタンからなるビッカース硬さ（ＨＶ）５０
０以上の浸炭層からなる研磨面を形成したチタン金属製
腕時計用外装部品とすることもできる。この場合も前記
浸炭層からなる研磨面は銀色を呈し、研磨の程度に応じ
て光沢のある美しい表面を形成する。
表面に銀色の光沢面（緻密な平滑面、すなわち肉眼で見
ても銀色であることが判別できる光学的反射面）を形成
することをいう。なお、必要に応じて鏡面に近い状態に
研磨仕上げを行なうこともできる。すなわち、チタン金
属からなる腕時計用外装部品の表面に、炭化チタンおよ
び炭素固溶チタンからなるビッカース硬さ（ＨＶ）５０
０以上の浸炭層からなる研磨面を形成したチタン金属製
腕時計用外装部品とすることもできる。この場合も前記
浸炭層からなる研磨面は銀色を呈し、研磨の程度に応じ
て光沢のある美しい表面を形成する。
【００２２】研磨方法は、金属表面を仕上げる場合に採
用される周知の研磨方法であってよく、例えばバフ（羽
布）研磨、バレル研磨その他の機械研磨を採用できる。
用される周知の研磨方法であってよく、例えばバフ（羽
布）研磨、バレル研磨その他の機械研磨を採用できる。
【００２３】プラズマ浸炭の処理を行なう直前にはその
表面を有機溶媒に浸漬し、または超音波を使用した洗浄
処理を行なうことが望ましい。またチタン金属をプラズ
マ浸炭処理する前に、上述の研磨処理により鏡面を形成
しておけば、後の工程で銀色の光沢面に研磨する工程を
容易に行なうことができるので表面処理の作業性が向上
する。
表面を有機溶媒に浸漬し、または超音波を使用した洗浄
処理を行なうことが望ましい。またチタン金属をプラズ
マ浸炭処理する前に、上述の研磨処理により鏡面を形成
しておけば、後の工程で銀色の光沢面に研磨する工程を
容易に行なうことができるので表面処理の作業性が向上
する。
【００２４】この発明において使用する炭化水素系ガス
は、炭素と水素だけからなるガスの総称であり、鎖式炭
化水素でも環式炭化水素のいずれの化合物であってもよ
い。鎖式炭化水素の代表例としては、一般式Ｃn Ｈ2n+2
で示されるメタン系炭化水素の他、エチレン系炭化水素
（一般式Ｃn Ｈ2n）、アセチレン系炭化水素（一般式Ｃ
n Ｈ2n-2）が挙げられ、直鎖状であっても側鎖をもって
もよい。特に、常温で気体のメタン、エタン、プロパ
ン、ブタンは、使用に際して気化設備が不要であるの
で、好ましいものであるといえる。また、環式炭化水素
としては、芳香族化合物または脂環式化合物のいずれで
あってもよく、芳香族化合物の代表例としては、ベンゼ
ン（Ｃ6 Ｈ6 ）が挙げられる。
は、炭素と水素だけからなるガスの総称であり、鎖式炭
化水素でも環式炭化水素のいずれの化合物であってもよ
い。鎖式炭化水素の代表例としては、一般式Ｃn Ｈ2n+2
で示されるメタン系炭化水素の他、エチレン系炭化水素
（一般式Ｃn Ｈ2n）、アセチレン系炭化水素（一般式Ｃ
n Ｈ2n-2）が挙げられ、直鎖状であっても側鎖をもって
もよい。特に、常温で気体のメタン、エタン、プロパ
ン、ブタンは、使用に際して気化設備が不要であるの
で、好ましいものであるといえる。また、環式炭化水素
としては、芳香族化合物または脂環式化合物のいずれで
あってもよく、芳香族化合物の代表例としては、ベンゼ
ン（Ｃ6 Ｈ6 ）が挙げられる。
【００２５】プラズマ浸炭処理を行なうには、加熱炉内
にグラファイトファイバー等の断熱材で囲まれた処理室
を形成し、この処理室内をロッドグラファイトからなる
発熱体で加熱すると共に、処理室内の上部に直流グロー
放電の正極を接続し、かつ処理品の載置台に陰極を接続
し、また処理室内の要所にはガスマニホールドを設置し
て炭化水素、窒素、アルゴン、水素などのプロセスガス
またはクリーニング用ガスを適宜分散させながら導入す
るようにした公知の浸炭処理装置（例えば日本電子工業
社製）を用いることができる。
にグラファイトファイバー等の断熱材で囲まれた処理室
を形成し、この処理室内をロッドグラファイトからなる
発熱体で加熱すると共に、処理室内の上部に直流グロー
放電の正極を接続し、かつ処理品の載置台に陰極を接続
し、また処理室内の要所にはガスマニホールドを設置し
て炭化水素、窒素、アルゴン、水素などのプロセスガス
またはクリーニング用ガスを適宜分散させながら導入す
るようにした公知の浸炭処理装置（例えば日本電子工業
社製）を用いることができる。
【００２６】プラズマ浸炭処理の操作をより詳細に説明
すると、先ず、処理室にチタン金属等を装入して排気し
た後、ヒータにより４００〜９００℃にまで加熱し、例
えばアルゴンガスなどの不活性ガスからなるクリーニン
グ用ガスを導入し、２００〜１５００Ｖの直流高電圧を
印加して１０〜６０分保持する。
すると、先ず、処理室にチタン金属等を装入して排気し
た後、ヒータにより４００〜９００℃にまで加熱し、例
えばアルゴンガスなどの不活性ガスからなるクリーニン
グ用ガスを導入し、２００〜１５００Ｖの直流高電圧を
印加して１０〜６０分保持する。
【００２７】このとき、導入されたガスはプラズマ化す
るが、プラズマ中の電位は陽極から陰極までの大部分で
ほぼ一様であり、陰極付近で急激に電位が低下する。こ
のため、プラズマ中のアルゴンイオンＡｒ+ などの不活
性ガスは、陰極降下によって加速され、チタン金属表面
に衝突して表面の付着物を跳ね飛ばしてチタン金属表面
をクリーニングする。クリーニング時間は長いほうが後
の浸炭は効率よく行われることになり浸炭層の硬度は上
昇するが、６０分以上クリーニング処理してもそれ以上
格段に効果は向上せず、経済的に不利になる。
るが、プラズマ中の電位は陽極から陰極までの大部分で
ほぼ一様であり、陰極付近で急激に電位が低下する。こ
のため、プラズマ中のアルゴンイオンＡｒ+ などの不活
性ガスは、陰極降下によって加速され、チタン金属表面
に衝突して表面の付着物を跳ね飛ばしてチタン金属表面
をクリーニングする。クリーニング時間は長いほうが後
の浸炭は効率よく行われることになり浸炭層の硬度は上
昇するが、６０分以上クリーニング処理してもそれ以上
格段に効果は向上せず、経済的に不利になる。
【００２８】次に、メタンガスなどの炭化水素系ガスを
圧力０．１〜５Ｔｏｒｒの範囲で導入すると、プラズマ
ガス中には、イオン化した活性炭素Ｃ+ が発生し、これ
がチタン金属表面に付着し、かつ金属内部に拡散する。
このとき、活性炭素の一部は炭素固溶チタンとして浸炭
層中に存在するようになり、残りはチタンと化合して炭
化チタンなどの炭化物となる。
圧力０．１〜５Ｔｏｒｒの範囲で導入すると、プラズマ
ガス中には、イオン化した活性炭素Ｃ+ が発生し、これ
がチタン金属表面に付着し、かつ金属内部に拡散する。
このとき、活性炭素の一部は炭素固溶チタンとして浸炭
層中に存在するようになり、残りはチタンと化合して炭
化チタンなどの炭化物となる。
【００２９】ところで、プラズマ浸炭処理では、炭化水
素系ガスに水素ガス（Ｈ2 ）を混合して希釈し、Ｈ2 の
還元性によって過剰なＣ+ を生成しないように調整した
り、炉内のガス圧を上げることにより電流の流れを良く
する場合がある。
素系ガスに水素ガス（Ｈ2 ）を混合して希釈し、Ｈ2 の
還元性によって過剰なＣ+ を生成しないように調整した
り、炉内のガス圧を上げることにより電流の流れを良く
する場合がある。
【００３０】炭化水素系ガスと水素ガス（Ｈ2 ）等の希
釈用ガスとの混合ガスを使用する場合には、炭化水素系
ガスの分圧を０．１〜５Ｔｏｒｒの範囲に調整する。具
体例を挙げると、Ｃ3 Ｈ8 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 などの炭
化水素系ガスのみで浸炭処理する場合の圧力は０．４〜
２Ｔｏｒｒが好ましい。また、Ｃ3 Ｈ8 とＨ2 の混合ガ
スで浸炭処理する場合には、Ｃ3 Ｈ8 の分圧を０．１〜
５Ｔｏｒｒとし、Ｈ2の分圧を０．２〜１５Ｔｏｒｒと
し、混合ガスの全圧力を０．３〜２０Ｔｏｒｒとするこ
とが好ましい。
釈用ガスとの混合ガスを使用する場合には、炭化水素系
ガスの分圧を０．１〜５Ｔｏｒｒの範囲に調整する。具
体例を挙げると、Ｃ3 Ｈ8 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ2 などの炭
化水素系ガスのみで浸炭処理する場合の圧力は０．４〜
２Ｔｏｒｒが好ましい。また、Ｃ3 Ｈ8 とＨ2 の混合ガ
スで浸炭処理する場合には、Ｃ3 Ｈ8 の分圧を０．１〜
５Ｔｏｒｒとし、Ｈ2の分圧を０．２〜１５Ｔｏｒｒと
し、混合ガスの全圧力を０．３〜２０Ｔｏｒｒとするこ
とが好ましい。
【００３１】炭化水素系ガスが前記分圧または単独ガス
である場合に所定圧力範囲未満の低圧では、浸炭層の炭
化物および炭素の固溶が生成され難く、浸炭層が充分に
深く形成できない。他方、前記の所定圧力範囲を越える
高圧では被処理チタン金属の表面にカーボン膜が形成さ
れ、内部への炭素の拡散が起こり難くなる。
である場合に所定圧力範囲未満の低圧では、浸炭層の炭
化物および炭素の固溶が生成され難く、浸炭層が充分に
深く形成できない。他方、前記の所定圧力範囲を越える
高圧では被処理チタン金属の表面にカーボン膜が形成さ
れ、内部への炭素の拡散が起こり難くなる。
【００３２】図１に示すように、チタン金属からなる母
材１の表面に前記所定の雰囲気内で所定条件のプラズマ
浸炭処理を行なうと、活性化された炭素イオンのうち、
金属内への進入（浸炭）を阻止された一部が非晶質性の
高いカーボン膜（ガラス状カーボン）２となって最表面
に形成されるが、このようなカーボン膜は、研磨を施す
際に容易に取り除くことができる。そして、カーボン膜
２の下に主として炭化チタン（ＴｉＣ）からなる硬化層
３が形成され、その下に炭化チタンおよび炭素固溶チタ
ンからなる拡散硬化層４が形成される。
材１の表面に前記所定の雰囲気内で所定条件のプラズマ
浸炭処理を行なうと、活性化された炭素イオンのうち、
金属内への進入（浸炭）を阻止された一部が非晶質性の
高いカーボン膜（ガラス状カーボン）２となって最表面
に形成されるが、このようなカーボン膜は、研磨を施す
際に容易に取り除くことができる。そして、カーボン膜
２の下に主として炭化チタン（ＴｉＣ）からなる硬化層
３が形成され、その下に炭化チタンおよび炭素固溶チタ
ンからなる拡散硬化層４が形成される。
【００３３】この発明におけるプラズマ浸炭処理の好ま
しい雰囲気温度は、７００〜９００℃である。７００℃
未満の低温では、スーティングの発生が起こりやすくな
り、そのために希釈用ガスの分圧を高める必要があり、
浸炭反応が起こり難くなる。また、９００℃を越える高
温では、チタン金属がα型からβ型に変態することにな
り、強度劣化と寸法精度が低下し変形も起こる。
しい雰囲気温度は、７００〜９００℃である。７００℃
未満の低温では、スーティングの発生が起こりやすくな
り、そのために希釈用ガスの分圧を高める必要があり、
浸炭反応が起こり難くなる。また、９００℃を越える高
温では、チタン金属がα型からβ型に変態することにな
り、強度劣化と寸法精度が低下し変形も起こる。
【００３４】
【実施例】純チタンからなり外径φ３０ｍｍ、内径φ２
５ｍｍ、厚さ３ｍｍのリング状試験片の表面をバフ（bu
ff) 研磨してＲａ＝０．３μｍ以下まで鏡面研磨仕上げ
し、次いでアセトン中で超音波洗浄し、以下の装置およ
び条件でプラズマ浸炭処理を行なった。
５ｍｍ、厚さ３ｍｍのリング状試験片の表面をバフ（bu
ff) 研磨してＲａ＝０．３μｍ以下まで鏡面研磨仕上げ
し、次いでアセトン中で超音波洗浄し、以下の装置およ
び条件でプラズマ浸炭処理を行なった。
【００３５】すなわち、加熱炉内にグラファイトファイ
バー等の断熱材で囲まれた処理室を有し、この処理室内
をロッドグラファイトからなる発熱体で加熱すると共
に、処理室内の上部に直流グロー放電の正極を接続し、
かつ処理品の載置台に陰極を接続し、また処理室内の要
所にガスマニホールドを設置して炭化水素、窒素、アル
ゴン、水素などのプロセスガス（浸炭用ガスおよび希釈
用ガス）を適宜導入するようにした公知の浸炭処理装置
（日本電子工業社製）を用いた。
バー等の断熱材で囲まれた処理室を有し、この処理室内
をロッドグラファイトからなる発熱体で加熱すると共
に、処理室内の上部に直流グロー放電の正極を接続し、
かつ処理品の載置台に陰極を接続し、また処理室内の要
所にガスマニホールドを設置して炭化水素、窒素、アル
ゴン、水素などのプロセスガス（浸炭用ガスおよび希釈
用ガス）を適宜導入するようにした公知の浸炭処理装置
（日本電子工業社製）を用いた。
【００３６】そして、先ずクリーニング用アルゴンガス
を処理室内に導入して所定時間（表１に示した）のクリ
ーニング処理を行ない、プラズマ浸炭処理条件として
は、ガス組成を１００％プロパンガスとし、表１に示す
ようにガス圧力０．４Ｔｏｒｒまたは０．７Ｔｏｒｒと
して２００〜７００ボルト（Ｖ）の直流電圧を印加して
９０〜１８０分保持し、浸炭処理後にアルゴンガスおよ
び窒素ガスを処理室内に圧入して試験片を常温にまで冷
却した。
を処理室内に導入して所定時間（表１に示した）のクリ
ーニング処理を行ない、プラズマ浸炭処理条件として
は、ガス組成を１００％プロパンガスとし、表１に示す
ようにガス圧力０．４Ｔｏｒｒまたは０．７Ｔｏｒｒと
して２００〜７００ボルト（Ｖ）の直流電圧を印加して
９０〜１８０分保持し、浸炭処理後にアルゴンガスおよ
び窒素ガスを処理室内に圧入して試験片を常温にまで冷
却した。
【００３７】以上の処理を施した試験片１〜５につい
て、表面から４００μｍまでの所定深さのビッカース硬
さ（ＨＶ，荷重２５ｇｆ／１５秒）を測定し、結果を表
２に示し、図２には表面から９０μｍまでの深さのビッ
カース硬さを示した。
て、表面から４００μｍまでの所定深さのビッカース硬
さ（ＨＶ，荷重２５ｇｆ／１５秒）を測定し、結果を表
２に示し、図２には表面から９０μｍまでの深さのビッ
カース硬さを示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】 また、試験片４について拡散硬化層部から粉末試料をＸ
線回折分析を行ない、そのチャートを図３に示し、得ら
れたピークをＡＳＴＭカードにより同定した。
線回折分析を行ない、そのチャートを図３に示し、得ら
れたピークをＡＳＴＭカードにより同定した。
【００４０】Ｘ線管、測定条件および結果は、以下の通
りである。測定法 ステップ、測定軸 ２θ、ステップ
角度（°）０．０４０、計数時間１．００（秒）、管電
圧４０．００（ＫＶ）、管電流３０．００（ｍＡ）、タ
ーゲットＣｕ、発散スリット１°、受光スリット０．２
ｍｍ、散乱スリット１°、スムージング点数１５、スム
ージング回数１、２θ補正角度０．００。
りである。測定法 ステップ、測定軸 ２θ、ステップ
角度（°）０．０４０、計数時間１．００（秒）、管電
圧４０．００（ＫＶ）、管電流３０．００（ｍＡ）、タ
ーゲットＣｕ、発散スリット１°、受光スリット０．２
ｍｍ、散乱スリット１°、スムージング点数１５、スム
ージング回数１、２θ補正角度０．００。
【００４１】図３に示す測定結果からも明らかなよう
に、拡散硬化層にはチタンおよび炭化チタンが存在する
ことがわかる。
に、拡散硬化層にはチタンおよび炭化チタンが存在する
ことがわかる。
【００４２】また、試験片４の浸炭面を垂直に切断し、
その断面を研磨仕上げした後、フッ硝酸などの腐食液で
腐食させ、この断面の金属組織を光学顕微鏡で観察し
た。この金属組織を示す図４の光学顕微鏡写真からも明
らかなように、拡散硬化層部分における炭素固溶チタン
は、白色の層として観察された。
その断面を研磨仕上げした後、フッ硝酸などの腐食液で
腐食させ、この断面の金属組織を光学顕微鏡で観察し
た。この金属組織を示す図４の光学顕微鏡写真からも明
らかなように、拡散硬化層部分における炭素固溶チタン
は、白色の層として観察された。
【００４３】以上の図３および図４に示した結果を総合
すると、拡散硬化層には炭化チタンおよび炭素固溶チタ
ンからなる浸炭層が形成されていることがわかる。
すると、拡散硬化層には炭化チタンおよび炭素固溶チタ
ンからなる浸炭層が形成されていることがわかる。
【００４４】そして、図２および表２に示した浸炭深さ
のうち、ビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層を
鏡面研磨することにより、高硬度の表面が形成でき、し
かもこの表面には、明らかに従来品のグレー色とは異な
るチタン金属本来の銀色の光沢があった。
のうち、ビッカース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層を
鏡面研磨することにより、高硬度の表面が形成でき、し
かもこの表面には、明らかに従来品のグレー色とは異な
るチタン金属本来の銀色の光沢があった。
【００４５】また、実際に腕時計用の外装部品として側
（バンド着脱および竜頭の支持部、胴とも呼ばれる）お
よびガラス縁を形成しこれらを使用したが、細かな擦り
傷がつき難く光沢の美しさが長期間保たれており、これ
らの外装部品は使用条件に充分に耐えるものであった。
（バンド着脱および竜頭の支持部、胴とも呼ばれる）お
よびガラス縁を形成しこれらを使用したが、細かな擦り
傷がつき難く光沢の美しさが長期間保たれており、これ
らの外装部品は使用条件に充分に耐えるものであった。
【００４６】
【発明の効果】本願のチタン金属製腕時計用外装部品に
係る発明は、以上説明したように、外装部品の表層に炭
化チタンおよび炭素固溶チタンからなる高硬度の浸炭層
を形成したから、このような外装部品は、細かな擦り傷
がつき難く打痕も付き難いという利点がある。また、こ
の浸炭層を研磨した腕時計用外装部品は、チタン金属本
来の銀色の表面光沢にすることができる。
係る発明は、以上説明したように、外装部品の表層に炭
化チタンおよび炭素固溶チタンからなる高硬度の浸炭層
を形成したから、このような外装部品は、細かな擦り傷
がつき難く打痕も付き難いという利点がある。また、こ
の浸炭層を研磨した腕時計用外装部品は、チタン金属本
来の銀色の表面光沢にすることができる。
【００４７】本願のチタン金属製腕時計用外装部品の表
面処理方法は、プラズマ浸炭処理することにより炭化チ
タンおよび炭素固溶チタンからなる高硬度の浸炭層を形
成し、好ましくはこの浸炭層を研磨し、より好ましく鏡
面研磨する表面処理方法としたので、前記した利点を有
する腕時計用外装部品を確実に効率よく得られる表面処
理方法である。
面処理方法は、プラズマ浸炭処理することにより炭化チ
タンおよび炭素固溶チタンからなる高硬度の浸炭層を形
成し、好ましくはこの浸炭層を研磨し、より好ましく鏡
面研磨する表面処理方法としたので、前記した利点を有
する腕時計用外装部品を確実に効率よく得られる表面処
理方法である。
【図１】表面処理されたチタン金属表層断面を模式的に
示す説明図
示す説明図
【図２】表面処理されたチタン金属の表面からの深さと
ビッカース硬さの関係を示す図表
ビッカース硬さの関係を示す図表
【図３】実施例の試験片４のＸ線回折チャートを示す図
表
表
【図４】実施例の試験片４の金属組織を示す光学顕微鏡
写真
写真
１ 母材 ２ カーボン膜 ３ 硬化層 ４ 拡散硬化層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 宣佳 大阪狭山市池之原４丁目18−14−904 (72)発明者 荒木 辰雄 松戸市高塚新田563番地 セイコー株式会 社内
Claims (5)
- 【請求項１】 チタン金属からなる腕時計用外装部品の
表面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなるビッ
カース硬さ（ＨＶ）５００以上の浸炭層を形成してなる
チタン金属製腕時計用外装部品。 - 【請求項２】 チタン金属からなる腕時計用外装部品の
表面に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなり層厚
１０μｍ以上の浸炭層を形成してなるチタン金属製腕時
計用外装部品。 - 【請求項３】 チタン金属製腕時計用外装部品の表面
に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層を
プラズマ浸炭処理によって形成するチタン金属製腕時計
用外装部品の表面処理方法。 - 【請求項４】 前記プラズマ浸炭処理が、炭化水素系ガ
スの圧力０．１〜５Ｔｏｒｒ、温度７００〜９００℃の
条件におけるプラズマ浸炭処理である請求項３記載のチ
タン金属製腕時計用外装部品の表面処理方法。 - 【請求項５】 チタン金属製腕時計用外装部品の表面
に、炭化チタンおよび炭素固溶チタンからなる浸炭層を
プラズマ浸炭処理によって形成し、前記浸炭層を鏡面研
磨することからなるチタン金属製腕時計用外装部品の表
面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15520198A JP2941260B1 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | チタン金属製腕時計用外装部品およびその表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15520198A JP2941260B1 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | チタン金属製腕時計用外装部品およびその表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2941260B1 JP2941260B1 (ja) | 1999-08-25 |
| JPH11318520A true JPH11318520A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15600717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15520198A Expired - Lifetime JP2941260B1 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | チタン金属製腕時計用外装部品およびその表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941260B1 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1146136A1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-10-17 | Citizen Watch Co. Ltd. | Ornament and method for preparation thereof |
| JP2006241487A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 鉄鋼製品及びその製造方法 |
| JP2006243081A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 表示材 |
| JP2006241485A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 構造材 |
| JP2006241488A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 非鉄金属製品及びその製造方法 |
| WO2010082403A1 (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-22 | 株式会社田中 | 転造チタン合金ねじ |
| JP2017181481A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | セイコーエプソン株式会社 | 装飾品および時計 |
| US10520893B2 (en) | 2016-03-28 | 2019-12-31 | Seiko Epson Corporation | Decorative article and timepiece |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101338188B1 (ko) | 2013-09-17 | 2014-01-07 | (주)드림텍 | 전자 제품 외장재 형성 방법 및 이를 통해 제조되는 전자 제품 외장재 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP15520198A patent/JP2941260B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1146136A1 (en) * | 1999-09-07 | 2001-10-17 | Citizen Watch Co. Ltd. | Ornament and method for preparation thereof |
| EP1146136A4 (en) * | 1999-09-07 | 2006-09-06 | Citizen Watch Co Ltd | ORNAMENT AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE |
| JP2006241487A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 鉄鋼製品及びその製造方法 |
| JP2006243081A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 表示材 |
| JP2006241485A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 構造材 |
| JP2006241488A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 非鉄金属製品及びその製造方法 |
| WO2010082403A1 (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-22 | 株式会社田中 | 転造チタン合金ねじ |
| JP2010163632A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Tanaka:Kk | 転造チタン合金ねじ |
| JP2017181481A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | セイコーエプソン株式会社 | 装飾品および時計 |
| US10520893B2 (en) | 2016-03-28 | 2019-12-31 | Seiko Epson Corporation | Decorative article and timepiece |
| US11126143B2 (en) | 2016-03-28 | 2021-09-21 | Seiko Epson Corporation | Decorative article and timepiece |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2941260B1 (ja) | 1999-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4902535A (en) | Method for depositing hard coatings on titanium or titanium alloys | |
| US5009966A (en) | Hard outer coatings deposited on titanium or titanium alloys | |
| Peng et al. | Residual stress and debonding of DLC films on metallic substrates | |
| Sun et al. | Combined plasma nitriding and PVD treatments | |
| JP2941260B1 (ja) | チタン金属製腕時計用外装部品およびその表面処理方法 | |
| JP3341846B2 (ja) | イオン窒化〜セラミックスコーティング連続処理方法 | |
| JP3347287B2 (ja) | チタン金属へのガラス状カーボンの被覆方法 | |
| Spies et al. | PVD hard coatings on prenitrided low alloy steel | |
| PL184360B1 (pl) | Element powlekany i sposób wytwarzania elementu powlekanego | |
| US20210355577A1 (en) | Process for coating a conductive component and conductive component coating | |
| JPS6117912B2 (ja) | ||
| US5262202A (en) | Heat treated chemically vapor deposited products and treatment method | |
| JPH02122075A (ja) | 硬質炭素膜のコーティング方法 | |
| US4873152A (en) | Heat treated chemically vapor deposited products | |
| Leu et al. | Diamond-like coatings prepared by the filtered cathodic arc technique for minting application | |
| JP4622197B2 (ja) | ガラスレンズ成形金型 | |
| Abisset et al. | Gas and plasma nitriding pretreatments of steel substrates before CVD growth of hard refractory coatings | |
| JPH0751742B2 (ja) | 時計用外装部品 | |
| Sanchette et al. | Single cycle plasma nitriding and hard coating deposition in a cathodic arc evaporation device | |
| US20020108262A1 (en) | Gauge block | |
| JPH04301084A (ja) | 耐摩耗性部材およびその製造法 | |
| Li et al. | The influence of Ti plasma etching pre‐treatment on mechanical properties of DLC film on cemented carbide | |
| JP3122070B2 (ja) | 摩擦摺動部材及びその製造方法 | |
| JP3639735B2 (ja) | ゲージブロック及びその製造方法 | |
| JP5620649B2 (ja) | 高硬度耐摩耗性皮膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090618 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100618 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110618 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120618 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 14 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |