JPS62287015A - 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’ＩＩ造方法に関するｂのである
。

（発明の概要） かなに代表される極めて小さく、複信１形状を有し、高
寸法精度の要求される時計部品を製造り−るために、重
量比で０．０５〜０．５０％の炭素を含む（１ス下％Ｃ
とする）低中炭素鋼を低温域より、ＡＣ３変態点以」−
の温度に昇温、保持後、ＡＣ１がら／１５０℃にいたる
中間温度域まで急冷し、ざらに一定時間保持し、パーラ
イト変態を完了した後に、冷却を行い、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用法近くまでの寸
法どした後、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削部品用病素
鋼は、伸線工程中の焼鈍時に、炭素鋼中のけメンタイト
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９、また球状レ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。

（発明が解決しようどする問題点） しかし、従来のこのような加Ｉｎ方法による金属組織の
ままであるど、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（、フェライトがほどんど
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、粘い性質を右しており、
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、強伸縮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萄がかかり偏心回転が生じ、
寸法精疫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、被剛性のバラツキも生じる。

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Ｔ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、Ａｃ３変態
点以上の温度に昇温保持後、Ａｒ１から４５０℃にいた
る中間温度域まで急冷し、さらに一定時間保持し、パー
ライト変態を完了させた後に冷却を行い、続いて旋削加
■を行うようにした。

（作用） 低中炭素鋼（亜共析鋼）をＡｃａ変態点以上の温度域よ
り、Ａ円変態点から４５０℃にいたる中間温度域まで急
冷し、等温保持すると、Ａｃ３変態点以上で安定であっ
たオースティナイトは、フェライトと微細パーライトか
らなる一相混合組織となる。

このようなフェライトと微細パーライト二相混合鋼は、
切削加工すると微細パーライト相が変形し難いことに原
因して、切削くずゼん新城において軟かいフェライト相
に歪が集中し、加工硬化によってミクロクラックが生成
して容易に細片化するため、切削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微細パーライト相が障害と
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、同炭素量の炭素鋼をＡｃ３変態点以上の渇痕域か
ら常温まで空冷及び炉冷によって、フェライトとバーラ
イト二相組織としたものよりも、本発明によるフェライ
トと微細パーライト相混合相のほうが、パーライトのラ
メラ−間隔及び各々の組径が小さく、しかも母相フェラ
イト中に微細均一に分布しているので、高強痕、高耐摩
耗性に富んでいる。

また、熱処理温度及び時間、冷却速ｍの制御により微細
パーライト相の分布量、形状を］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。

本発明は、低中炭素鋼を上記特徴を有するフェライトと
微細パーライトニ相混合相とすることによる。

（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の方法によ
るｌ！Ｉ造■程工程した図であり、第２図は本発明に用
いた線材連続熱処理装置の概略図を示したものである。

実施例−１ 本発明に使用した供試材の化学成分を第１表に示す。こ
の複合快削中虜素鋼のφ５．５ｍｍの原線を焼鈍、伸線
加工を３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熱処理装置にセラ１−する。熱処
理は、第２図のトルクモーター２でテンションをか【プ
て巻き取りながら、９００℃に保持したＮ２雰囲気の高
温炉１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ガスカーテンでしきられている別室に設り
られた５８０℃に保持された鉛浴３中を通し、パーライ
トに恒温変態させた後、空冷した。；〜ルウモーター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
、直線加工を行ない棒材とした後、寸法出しのためのセ
ンタレス加工を行った。本発明は伸線工程中の熱処理条
件が複雑イ【球状化焼鈍等の前熱処理を省略できる。

このようにして冑られた被加工祠の組織写貞を第３図に
示す。また材料強度、特に旋削加Ｔに要求される特性に
ついて従来材ど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線材は、旋削加Ｔ用とし
て引張強Ｂ１００Ｋｇ／ｍｔＡＸ硬さＨｖ３００程度が
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。

被旋削１１１工性試験は、第４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、その時の寸法変化ど仕上り外観
を評価することにＪ：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 旋削工具材質　　　　　超硬（ＷＣ−Ｃｏ）主軸回転数
　　　　　　１５０００ｒｌ１ｍ１個当りの旋削時間　
　８　ｓｅｃ 材利径　　　　　　　φ１．５＃ｌＩＩ＋−〇　− ２、測定条件 寸法　　　　第３図Ａのホゾ径 外観　　　　第３図１３の南部 個数　　　　ｎ−２０ 従来方法では同−刃具で加工後、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１ノで、本発明では
、１４４時間までの使用が可能である。

寸法精度も使用範囲まで加工時間とほぼ比例しており安
定している。このように従来方法に対して本発明の方法
ではその２倍程度まで向」−シた。

実施例−２ ここで、本発明に０．０５〜０．５０％ＣＩｉ′ｉ囲の
炭素鋼を使用したのは、０．０５％Ｃ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、０．０５％Ｃ以上であると、硬さ
が高すぎるため線材焼入れ後のコイル巻、伸線加工、セ
ンタレス加工が非常に困難になることと、微細パーライ
ト引率が多くなり、被剛性が極端に悪くなるためである
。

０．０５％Ｃの炭素鋼細線を使用し、９５０℃の高温炉
１．５２０℃の鉛浴３を通し、他条件は実施例−１と同
様な方法で熱処理を行ったところ硬さはｔｌｖ２７０と
なり、時計部品としての使用限度時間は１９２時間とな
った。

また、０．５０％Ｃの炭素鋼細線を使用し、９００℃の
高温炉１．６４０℃のツル１−バス３を通し、他条件は
実施例−１と同様な方法で熱処理を行ったところ硬さは
１ＩＶ３３５となり、時３１部品としての使用限痕は１
２０時間となった。

実施例−３ ここで、本発明に、Ａｒ１変態点から４５０℃の温度範
囲で等温保持したのは、Ａ「１変態点以上では、パーラ
イト変態を生じず、４５０℃以下では−Ｆ部ベイナイト
が析出し始め、微細パーライトが母相フェライト中に均
一に分布できなくなるためである。

０．５％Ｇ（７）炭素鋼１１１Ｉｉｌを使用し、９００
℃の高温炉１．７００℃のソルトバス３を通し、他条件
は実施例−１と同様な方法で熱処理を行ったところ、硬
さはＨＶ２８０となり、時計部品としての使用限度時間
は１９２時間となった。

また、０．０５％Ｃの炭素鋼細線を使用し、９５０℃の
高温炉１．４５０℃のソルトバス３を通し、他条件は実
施例−１と同様な方法で熱処理を行ったところ、硬さは
Ｈｖ２８５となり、時計部品としての使用眼疾は１４４
時間となった。

実施例−４ 快削成分を含まない０．３５％の炭素鋼１１１１ｍ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ｌ１ｖ２９５であり、快削成分を含んだ材料とほ
ぼ変わらなかった。また同一刃具で連続旋削加工したと
きの時計部品どして使用できる限度時間は７２時間であ
り、寸法精度も使用相開まで加工時間とほぼ比例してお
り安定している。

これは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材料の使用限度時間が２４時間
であるのに対して、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。

さらに実施例−１〜４によって得られた材料の切削仕上
り肌は、従来のものとくらべ非常になめらかであった。

（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
Ｃ３変態点以上の温度に胃温保持後、Ａｒ１から４５０
℃にいたる中間瀧痕域まで急冷し、さらに−・定時間保
持し、パーライト変態を行わせることにより、フェライ
トと微細パーライトの：相からなる組織とすることによ
り、低中炭素鋼の伸縮加工では達しえない強度を得るこ
とができ、その帰れた被耐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ＩＩ造Ｔ程図、第２図は本発明に用いた線材熱処理装
置の概略図、第３図は本発明の方法により得られた材料
の組織写真、第４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・・・鉛浴またはソルトバス ４・・・均熱帯 ５・・・炭素鋼細線 ６・・・炭素鋼細線コイル Δ・・・ホゾ部 Ｂ・・・歯形部 Ｂ 胱科引用η′７０を面区 第　４　図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６１年　　　特許願　第１！１１４８４号２発明の
名称 時計部品の製造方法 ３　補正をする者 出＊ｈ（２，）セイコー電子工業株式会社代表取締役　
　服　部　−部 ４代理人 昭和６１年　８月２６日 ６、補正の内容 本願明細書第１４頁第４行目の「組織写真」を「金属組
織」に補正します。 以上

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
   鋼を低温域より、Ａｃ＿３変態点以上の温度に昇温、続
   いてＡｒ＿１変態点から４５０℃に到る中間温度まで急
   冷し、等温保持後、さらにその温度より、冷却を行ない
   、続いて所望の形状に旋削加工を行なうことを特徴とす
   る時計部品の製造方法。
2. （２）炭素鋼は、快削成分としていずれも重量比で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の範囲第１項記載の時
   計部品の製造方法。