JPS62194483A - 時計部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、時計部品の製造方法に関するものである。

（発明の概要） かなに代表される極めて小さく、複雑形状を有し、高寸
法精度の要求される時計部品を製造するために、重量比
で０．０５〜０．５０％の炭素を含む（以下％Ｃとする
）低中炭素鋼を低温域よりＡＣｌからＡＣ３変態点にい
たる中間温度域に昇温保持後、焼入れを行い、続いて自
動旋盤にて加工するようにしたものである （従来の技術） 従来、自動旋盤にて加工される時計部品用炭素鋼は、伸
線、焼鈍処理を数回繰り返し所望する寸法近くまでの寸
法とした後、その線材を直線加工及びセンタレス加工し
、所望の寸法の棒材として使用している。

したがって、上記従来の方法で加工した時計部品用炭素
鋼は、伸線■程間の焼鈍時に、炭素鋼中のセメンタイト
が球状化しく以下球状セメンタイトとする）、フェライ
ト地中にこの球状セメンタイトが独立して分散するよう
になる。また球状セメンタイト粒度を調整するため釘は
、伸線工程中に球状化焼鈍を行っている。

（発明が解決しようとげる問題点） しかし、従来のこのような加工方法による金属組織のま
まであると、低炭素鋼は炭素量が少ないために、球状セ
メンタイト嬢が非常に少なく、フェライトがほとんどを
占めるようになる。しかも、伸線工程中の焼鈍では、原
線のパーライト相中の炭素原子のフェライト中への拡散
が充分に行われず、球状セメンタイトが均一に分散せず
、炭素成分の多い部分に集合づるようになる。これによ
り、球状セメンタイトを含まないフェライト地のみの部
分の割合が非常に多くなり、このフェライトが、伸線方
向に伸ばされ、フェライトバンドのような状態で存在す
るようになる。

フェライトは非常に軟らかく、粘い性質を有しており、
伸線による加工応力が残留している。このようなフェラ
イトの多い低炭素鋼は、切削抵抗を小さく、切削速度を
速くすることができるが、強伸線加工を加えても強度、
耐摩耗性を充分に高くすることができず、旋削加し時の
バイト圧により材料に負荷がかかり偏心回転が生じ、寸
法精度のバラツキが大ぎくなったり、表面仕上り性（外
観）が、著しく劣る。また、フェライトバンドの存在に
より、強度のバラツキ、被削性のバラツギも生じる。

また、中炭素鋼は、軟かいフェライト地の量が少なく、
非常に硬くもろい球状セメンタイト吊が多くなるため、
切削抵抗が大きくなり、切削速度を速くすることができ
ない。

また、以上のような性質を持つ低中炭素鋼は、材料強度
が弱く、部品旋削加工後、焼入れ、焼戻し等の熱処理を
行う必要があり、このような加工後の熱処理によって生
じる部品の寸法変化等を考慮しなければならない等の欠
点を有している。

そこで本発明は従来のこのような欠点を解決するために
、旋削加工時に低中炭素鋼の伸縮だけでは得られない強
度と、部品品質に重要な耐摩耗性を兼ねそなえた、長時
間連続旋削加工を可能にした、安価な精密加工部品の製
造方法を提供することを目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するためにこの発明は、０．０５〜０
．５０％Ｃを含む低中炭素鋼を低温域よりＡＣｌからＡ
ｃ３変態点にいたる中間温度域に昇温保持後焼入れを行
い、続いて、旋削加工を行うようにした。

（作用） 低中炭素鋼（亜共析鋼）を低温域より、Ａｃ１からＡＣ
３変態点にいたる中間温度域に昇温保持後、油又は水等
の高冷却能を有する冷却媒体中に急冷すると、保持中に
生成したオーステナイトは、続く急冷によりマルテンサ
イト化し、フェライトとマルテンサイトからなる二相混
合組織となる。

このようなフェライトとマルテンサイトニ相混合鋼は、
切削加工するとマルテンサイト相が変形し難いことに起
因して、切削くずせん新城において軟かいフェライト相
に歪が象申し、加工硬化によってミクロクラックが生成
して容易に細片化するため、処理性が著しく向上した切
削くずとなる。

この際、せん新城は混在づるマルテンサイト相が障害と
なって縮小され、切削工具に加わる切削抵抗が減少する
。

また、同炭素口の炭素鋼を完全にマルテンサイト化した
ものよりも、二相混合相のほうがフェライトが生成して
いるために、より炭素量の多いマルテンサイトとなり、
マルテンサイト相の硬度は高くなる。さらに、フェライ
ト・球状セメンタイト組織の球状セメンタイトの分布量
形状よりも、硬いマルテンサイト相の分布量・形状を大
きくすることができるので、従来の方法よりも高強度化
。

耐摩耗化が可能となる。

また、熱処理温反及び時間の冷却速度の制御により、マ
ルテンサイト相の分布量、形状をコントロールづること
がＣきるので、部品により、切削性９強度等を変化させ
ることが可能である。

本発明は、低中炭素鋼に上記特徴を有するフェライト・
マルテンサイトニ相混合相を生成することによる。

（実流例） 以下に実施例によって本発明を詳述する。

第１図は従来の方法による製造］二程と本発明方法によ
る製造工程を示した図であり、第２図は本発明に用いた
線材連続焼入装置の概略図を示したものである。

実施例−１ 第１表 （ｗｔ％） 本発明に使用した供試材の化学成分を第１表に示す。こ
の複合快削中炭素鋼のφ５．５ｍの原線を焼鈍、伸線加
工を４回繰り返し、φ１．５ｍの線材としたものを、第
２図に示した線材連続焼入装置にレットする。焼入れ処
理は、第２図のトルクモーター２でテンションをかけて
巻き取りながら、７５０℃に保持したＮ２雰囲気の高温
炉１の均熱帯を５分で通過するような速度で送り、同炉
内のＮ２ガスカーテンでしきられている別室に設けられ
た油槽中を通し急冷を行った。トルクモ−ター２で巻き
とられた線材はコイルのまま直線機にセットされ、直線
加工を行い、棒材とした後、寸法出しのためのセンタレ
ス加工を行った。１本発明は、伸線後焼入処理を行うた
め、伸線工程中の熱処理条件が複雑な球状化焼鈍を削除
することができる。

このようにして得られた被加工材の材料強度、特に旋削
加工に要求される特性について従来材との比較を示した
ものが第２表である。

第２表 従来から複雑形状の精密部品用細線材は、旋削加工用と
して引張強度１００Ｎｙ／ａｄ、硬さＩｔ　ｖ　３００
以上が要求されてきた。本発明は従来を上回る強度が得
られ、従来品では対応できなかった複雑形状部品の加工
も可能となった。

第３表は、第３図に示す腕時計用部品として最も寸法精
度、外観仕上げ性を要求されるかな部品を自動旋盤にて
加工した被旋削加−１二性試験データを示したものであ
る。このときの旋削条件及び測定条件を次に示す。

１、旋削条件 切削工具材質　　　　超硬 主軸回転数　　　　　１５０００ｒｐｍ１個当りの旋削
時間　８秒 材料径　　　　　　　φ１．５履 ２、測定条件 寸法　　　　　　　　第３図Ａのホゾ径外観　　　　　
　　　第３図Ｂの歯部 個数　　　　　　　　ｎ＝２０ 従来方法では同一刃具で加ｒ後３６時間で寸法＝　９− 精度、外観共に悪くなり始め、７２時間まで時計部品と
して使用できる限度であるのに対して、本発明では、９
６時間から外観に変化が見られ、１６８時間までの使用
が可能である。寸法精度も使用可能範囲まで加工時間と
ほぼ比例しており、安定している。このように従来の方
法では、同−刃具での連続加工時間７２時間に対して本
発明の寸法ではその２倍以上まで向上した。

実施例−２ ここで、本発明に０．０５〜０．５０％Ｃ範囲の炭素鋼
を使用したのは、０．０５以下であると、材料強度が不
足し、旋削加工時の偏心回転により寸法精度がバラツク
ためであり、０．５０％Ｃ以上であると、硬度が高すぎ
るため線材焼入れ後のコイル巻、直線加工、センタレス
加工が非常に困難になることと、熱処理制御が非常にむ
ずかしいためである。

０．０５％Ｃ及び０．５％Ｃの炭素鋼細線を使用し、０
．０５％Ｃ炭素鋼を８００℃、０．５％Ｃ炭素鋼を７３
０℃から、他条件は、実施例−１と同様な方法で焼入れ
を行ったところ、硬さはそれぞれ、Ｈｖ２２０　、　ｔ
ｌｖ４３５となり、時計部品としての使用限度時間はそ
れぞれ２１６時間。

１２０時間となった。

実施例−３ 快削成分を含まない、０．３０％Ｃの炭素鋼細線を使用
し、実施例−１と同様な方法で処理を行ったところ、硬
さは、１ｌｖ３２０であり快削成分を含んだ材料とほぼ
変わらなかった。また、同−刃具で連続旋削加工したと
きの時計部品として使用できる限度時間は７２時間であ
り、快削成分を含んだ材料の使用限度時間１６８時間と
較べ、１７２以下に減少するが、快削成分を含まない０
．３０％Ｃの炭素鋼を従来の方法によって処理したもの
は、使用限度時間が２４時間であり、これに較べると本
発明の方法による材料は快削成分を含まないものでも３
倍近くまで向上している。

（発明の効果） この発明は以上説明したように、従来がな等に用いる低
中炭素鋼細線は、伸線のままの強度、切削性が不充分の
状態で用いられでいたが、この低中炭素鋼を伸線後、焼
入れ処理を行うことにより、低中炭素鋼の伸線加工では
達しえない強度を得ることができ、その優れた快削性を
生かすことにより精密加工部品においてネックとされて
いた長時間連続加工を従来の２倍以上に向上させしめる
というような、品質が安定した、安価な精密部品の製造
方法を提供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方法による製造工程と本発明の方法によ
る製造工程を示した図、第２図は本発明に用いた線材連
続焼入れ装置の概略図、第３図は被旋削加工の比較試験
に用いた腕時計用かなの断面図である。 １・・・高温炉 ２・・・トルクモーター ３・・・冷却槽 ４・・・均熱帯 ５・・・炭素鋼線 ６・・・炭素鋼線コイル Ａ・・・ホゾ部 Ｂ・・・歯形部 出願人　　セイコー電子工業株式会社 代理人　　弁理士　　最　上　　　務 製造工捏図 廊１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比で０．０５〜０．５０％の炭素を含む炭素
   鋼を低温域によりＡｃ１からＡｃ３変態点にいたる中間
   温度域に昇温保持後、焼入れを行ない、続いて所望の形
   状に旋削加工を行うことを特徴とする時計部品の製造方
   法。
2. （２）炭素鋼は、いずれも重量比でＰｂを０．１０〜０
   ．３０％、Ｔｅを０．１０％以下、Ｓを０．３５％以下
   、Ｍｎを１．５％以下を含む快削炭素鋼であることを特
   徴とする特許請求範囲第１項記載の時計部品の製造方法
   。