JPS62274027A - 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】 ３、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〕

かなに代表される掻めで小さく、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及び高温域よりＡＩとＡ３変態点
の間の温度域にいたらしめ一定時間保持した後、焼入れ
焼戻しを行い、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。

従って、上記従来の方法で加工した時計部品用炭素鋼は
、伸線工程中の焼鈍時に、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には、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する問題点〕

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
メンタイト量が非常に少なく、フェライトがほとんどを
占めるようになる。しかも、伸線工程中の燃鈍では、原
綿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するようになる。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
向に延ばされ、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、切削測度を
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、旋削加工時の
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きくなったり、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、被削性のバラツキも生じる。

また、中炭素鋼は軟らかいフェライト地の量が少な（、
非常に硬くもろい球状セメンタイト量が多くなるため、
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、加工後の後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線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を含む炭素鋼を低温域及び高温域より、Ａ１
とＡ３変態点の間の中間温度域にいたらしめ保持した後
、焼入れ焼戻しを行い、続いて旋削加工を行うようにし
た。

〔作用〕

低中炭素鋼（亜共折鋼）をＡ１とＡ、変態点の間の温度
域に一定時間保持後、柚又は水等の高冷却能を有する冷
却媒体中に急冷すると、保持中に存在したオーステナイ
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二相混合鋼は、
切削加工するとマルテンサイト相が変形し難しいことに
原因して、切削くずせん新城において軟らかいフェライ
ト相に歪が集中し、加工硬化によってミクロクランクが
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、せん新城は混在するマルテ
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、同炭素堅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＆ｆｌ織の球状セメンタイトの分
布、形状よりも、硬いマルテンサイト相の分布・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、熱処理温度及び時間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することが
できるので、部品により切削性。

強度等を変化させることが可能である。

さらに、焼入れ後焼戻しを行うことにより、焼入れで生
じたマルテンサイトの強度をあまり低下させずに高しん
性化でき、また、マルテンサイトの焼入れ時効による寸
法ぐるいを防止させ、亀裂の発生場所であるマルテンサ
イトのフェライト界面を安定化でき、亀裂の発生を緩和
させることが可能である。

本発明は低中炭素鋼を、上記の特徴を有するフエライ・
マルテンサイト二相五合相とし、それを焼戻すことによ
る。

〔実施例〕

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工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。

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φ５，５＋＋ｍの原線を焼鈍、伸
線加工を３回繰り返し、φ１．５龍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セ・７トする。焼
入れ処理は、第２図のトルクモーター２でテンノヨンを
かけて巻き取りながら、７８０°Ｃに保持したＮ２雰囲
気の高温炉ｌの均熱帯４を５分で通過するような速度で
送り、同炉内のＮ２ガスカーテンで仕切られている別室
に設けられた油槽中を通し急冷を行った後、２５０℃に
保持したＮ２雰囲気の焼戻し炉７中を通し、焼戻しを行
った。トルクモーター２で巻き取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。本発明
は、伸線後読入処理を行うため、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１００　ｋｇ／ｍｍ２、硬さ１Ｉｖ３００程
度が要求されてきた。本発明は従来を上回る強度が（７
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。

被旋削加工性試験は第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、その時の寸法変化と仕上がり外観を評
価することにより行った。

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　　　　　　１５００Ｏｒｐｍ１個当たりの
旋削時間　８秒 材料径　　　　　　　　φ１．５鳳膳 ２、測定条件 寸法　　　　　　　　　第３図へのホヅ径外観　　　　
　　　　　第３図Ｂの山部個数　　　　　　　　　ｎ＝
２０ 従来方法では同−刃具で加工後３６時間で寸法精度、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、９６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方
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、硬度が荷すぎ
るため線材焼入れ後のコイル巻、直線加工２　センタレ
ス加工が非常に国運になることと、熱処理制御が非常に
むずかしいためである。０．０５％Ｃ及び０．５０％Ｃ
の炭素鋼細線を使用し、０．０５％。

Ｃ炭素鋼を８３０°Ｃ，０，５％Ｃ炭素鋼を７３０　’
Ｃから、他条件は実施例−１と同様な方法で焼入れ焼戻
しを行ったところ、硬さはそれぞれ）１ν２５３．Ｈν
３５７となり、時計部品としての使用限度はそれぞれ２
１６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
Ｈｖ２９５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は４８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１７３
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２倍程度
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
状態で用いられていたが、この低中炭素鋼を伸線後、Ａ
１とＡ、変態点の間の温度から焼入れした後、焼戻しを
行うことにより、低□　中炭素鋼の伸線加工では達し得
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図は従来の方法と本発明の方法による製造工程図、
第２図は本発明に用いた線材連続焼入れ焼戻し装置の概
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。 ｌ・・・高温炉　　　２・・・トルクモーター３・・・
冷却槽　　　４・・・均熱帯 ５・・・炭素ｗ４線　　６・・・炭素鋼線コイル７・・
・焼戻し炉 Ａ・・・ホゾ部 Ｂ・・・歯形部　　　　　　　　　　　以　上嵯呆の方
児ヒ不大蛸の方ま１亀よる授乏工第１ｚ第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
   鋼を低温域及び高温域よりＡ＿１とＡ＿３変態点の間の
   温度域にいたらしめた後、焼入れ焼戻しを行い、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、快削成分若しくは快削化の目的で添加
   した成分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。