WO2014167655A1 - スライドファスナー部材用合金およびスライドファスナー部材 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a slide fastener member alloy mainly composed of iron (Fe) and a slide fastener member using the alloy.
- Patent Document 1 describes a technique related to a slide fastener member used for a fishing case. With this technology, it is common to store fired bait inside or use it at the seaside, so in a slide fastener made of iron material as before, the paint on the slider body is peeled off and rust is likely to occur. There is a problem that the slider body is stuck and cannot move, and in order to prevent this, it has been proposed to form the slider body from stainless steel.
- Patent Document 2 describes a technique for forming a slider body using a copper-zinc alloy from the viewpoint of improving corrosion resistance and cold workability.
- the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a slide fastener member capable of realizing high strength, good workability, light weight and good wear resistance, and use of such a slider fastener member. It is an object of the present invention to provide a suitable alloy.
- the inventors of the present invention are diligent about an alloy material for reducing the weight of the slide fastener member and realizing workability, wear resistance, and strength from the viewpoint of the die life required for the cold work required for the slide fastener member.
- weight reduction and good workability as well as high strength and good wear resistance were realized by using an iron material of a specific composition.
- this iron material was used to make a slide fastener member It has been found that by providing a specific hardness distribution for each part, more appropriate wear resistance and strength can be realized, and the present invention has been completed. Furthermore, it discovered that corrosion resistance could be improved effectively by giving a specific process to the surface of a slide fastener member.
- the present invention is as follows.
- An alloy for a slide fastener member containing, by mass%, C: 0.3% or less, Mn: 0.6% or less, and having a composition comprising the remaining Fe and inevitable impurities.
- the alloy for a slide fastener member according to (1) which contains 0.04% by mass or less of P and S as the inevitable impurities.
- the base material is composed of an alloy containing, by mass%, C: 0.3% or less, Mn: 0.6% or less, and the balance Fe and inevitable impurities,
- a slide fastener member in which a first layer made of Zn or a Zn alloy and a second layer subjected to surface treatment having a self-repairing action are sequentially laminated on the surface of the base material.
- the first layer is a ZnNi alloy layer having a composition of more than 85% by mass of Zn and less than 15% by mass of Ni having a thickness of 2 to 15 ⁇ m, and the second layer has a thickness of 0.1 ⁇ m
- ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in workability, abrasion resistance, and intensity
- the alloy for slide fastener members of the present invention contains, in mass%, C: 0.3% or less, Mn: 0.6% or less, and has a composition composed of the balance Fe and inevitable impurities. As above, at least P and S may each be contained in an amount of 0.04% by mass or less.
- Mn content of Mn promotes the formation of carbides and sulfides, leading to deterioration of workability and surface treatment.
- Mn 0.6% corresponds to C 0.1%. If Mn exceeds 0.6%, the above-described event is promoted, so the content is preferably 0.6% or less.
- the slide fastener slider S (hereinafter referred to as a slider) S is arranged between the elements 3 and is slidable in the vertical direction to engage and disengage (open / close) the elements 3.
- the slide fastener chain 7 has the element 3 attached to the core portion 2 of the fastener tape 1.
- the bottom stop 5 is a break-and-fit insert made of a butterfly stick, a box stick, and a box, so that the pair of slide fastener chains 7 can be separated by opening the slider S. It doesn't matter.
- the alloy of the present invention can be applied as long as it is made of metal such as the element 3, the upper stopper 4, the lower stopper 5, the slider S, and the opening / closing insertion tool.
- the slider S and the separation / insertion tool can be applied to components constituting the slider S, for example, a butterfly stick, a box stick, and a box (the slider S will be described later). Furthermore, in the above description, the description has been made based on the slide fastener using the metal element 3, the upper stopper 4, and the lower stopper 5. However, the element 3 made of resin, for example, injection or wire (coil shape or the like). The present invention can also be applied to a slide fastener using the upper stopper 4 and the lower stopper 5, and in this case, other metal parts and the like are applicable to the present invention. Hereinafter, the slider S will be described in detail.
- FIG. 2 and 3 show a slider S to which the present invention is applied.
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing the relationship between the components by disassembling
- FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the longitudinal center line of the slider. is there.
- Reference numeral 11 denotes a slider body
- 12 denotes a handle
- 13 denotes a spring with a locking claw.
- the spring 13 with a locking claw has a front spring portion 14 and a rear locking claw portion 15 formed integrally.
- the slider S ⁇ b> 1 is configured by arranging a handle 12 on the slider body 11 and attaching a spring 13 with a locking claw to the upper part of the slider body 11.
- the end of the locking claw 16 is located below due to the biasing force from the leaf spring 17, and the slider S2 bites between the elements (not shown). Stop moving downward.
- the end of the locking claw 16 moves upward to release the locking with the element (not shown). Can be moved to.
- the hardness distribution is given to each part according to the strength required for each part. That is, a desired strength distribution is provided by applying cold working to a portion where strength is desired to be increased.
- a surface treatment layer which will be described later, easily peels off, resulting in a decrease in corrosion resistance.
- the above strength is required.
- Hv 140 or more in terms of Vickers hardness measured with a load of 300 gf and 15 seconds.
- the slide fastener member using the alloy of the present invention, it becomes possible to reduce the weight, and high strength, good workability from the viewpoint of die life during cold working, and good Abrasion resistance can be realized. Further, wear resistance and strength can be further improved by providing an optimum hardness distribution for each portion.
- the first layer is made of a Zn—Ni alloy.
- the wear resistance may be impaired.
- Zn is contained in an amount exceeding 85% by mass.
- the thickness of the first layer is It is preferably 2 to 15 ⁇ m.
- the second layer is a trivalent chromate layer. Even if the thickness of the second layer is smaller than that of the first embodiment, the corrosion resistance is not impaired, and for example, it is preferably 0.1 ⁇ m or more.
- the slide fastener member of the present invention sequentially forms a first layer and a second layer on a metal body obtained by press molding using, for example, the above-described alloy.
- a metal body obtained by press molding using, for example, the above-described alloy.
- it is appropriate to form it by plating, but it can also be formed by vapor deposition, sputtering, ion plating, or the like.
- Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 6 In order to give the slider body as a base material a desired strength distribution using an iron material having the composition shown in Table 1, it was molded by multi-stage pressing. The Vickers hardness at load of 300 gf and 15 seconds is measured over the entire slider body, and the average hardness is obtained for the whole, and the average of the spring mounting portion with the locking claw and the flange portion of the upper wing and the lower wing is obtained. Hardness was determined. The results are shown in Table 1. In the slider main body 53 of FIG. 7, the hardness of the spring mounting portion 51 with the locking claw was evaluated on the AA ′ section, and the hardness of the flange portion 52 was evaluated on the BB ′ section.
- a first layer made of Zn and a second layer made of trivalent chromate were sequentially formed, and an abrasion test and a corrosion resistance test were performed.
- the 1st layer formed the 1st layer which consists of Zn by plating process
- the 2nd layer formed the 2nd layer which consists of trivalent chromate by the trivalent chromate process which is a chemical conversion process. The results are shown in Table 2.
- Comparative Example 1 since the carbon content of the base material is high, carbides are precipitated during the formation of the first layer and the second layer, the adhesion of these layers to the base material is reduced, and the results of the corrosion resistance test are examples. It is thought that it was inferior compared with.
- Comparative Example 2 because the manganese content of the base material is high, the surface treatment properties of the base material for forming the first layer and the second layer are reduced, and the results of the wear test are inferior to the Examples. Conceivable.
- Comparative Example 3 the manganese content of the base material and the content of sulfur (S) as an impurity are high, which reduces the surface treatment properties of the base material for forming the first layer and the second layer, and the product.
- Comparative Example 4 since the carbon content and manganese content of the base material are high, it is considered that the base material becomes too stiff, the deformability becomes low, and the processing into the product shape cannot be performed.
- Comparative Example 5 since the thickness of the first layer was too large, it is considered that the abrasion resistance was inferior to that of the example.
- Comparative Example 6 since the thickness of the second layer was too small, it is considered that the corrosion resistance test was inferior to the examples.
- Examples 7 to 14, Comparative Examples 7 to 8) The slider body as a base material was adjusted so as to have the same composition as the base material of Example 1 and an average hardness profile. Furthermore, a first layer made of a Zn—Ni-based alloy having Ni in a proportion shown in Table 3 and a second layer made of trivalent chromate were formed in order, and the same wear test and corrosion resistance test as described above were performed. went. The first layer was made of Zn—Ni by plating, and the second layer was made of trivalent chromate by trivalent chromate treatment, which is a chemical conversion treatment. The results are shown in Table 3.
- Comparative Example 7 since the nickel content in the first layer is high, the film of the first layer is non-uniform, and the surface treatment property of the base material for forming the second layer is reduced, and the result of the wear test However, it is thought that it was inferior compared with the Example. In Comparative Example 8, since the thickness of the second layer was too small, it is considered that the corrosion resistance test was inferior to the Examples.
- Example 15 Base material obtained in Example 1 (Example 15; specific gravity 7.85 g / cm 3 ), corrosion-resistant aluminum alloy A5056 (specific gravity: 2.65 g / cm 3 ), red copper (zinc content 15% by mass; specific gravity: 8.75 g / cm 3 ) and ferritic stainless steel SUS430 (specific gravity: 7.70 g / cm 3 ) were used to compare the average hardness with the base material obtained in the same procedure as in Example 1. The results are shown in Table 4. In this comparison, the relationship between the workability and hardness of each alloy material as shown in FIG. 8 was referred.
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Abstract
加工性、耐摩耗性および強度に優れ、かつ、軽量化が可能なスライドファスナー材料用合金を提供することができ、さらにこれを用いて耐食性に優れるスライドファスナー部材を提供する。一般式：ＦｅaＣbＭｎc（但し、ａ、ｂ、ｃは質量％で、ａは残部、ｂ≦０．３、ｃ≦０．６、不可避的不純物を含み得る）で表される組成を有するスライドファスナー部材用合金、およびこの合金に特定の表面処理を施してなるスライドファスナー部材。
Description
本発明は、鉄（Ｆｅ）を主成分とするスライドファスナー部材用合金およびその合金を用いてなるスライドファスナー部材に関する。
従来より、スライドファスナーには、強度および価格等の観点から鉄、銅、アルミニウムなどの材料が広く用いられている。
特許文献１には、釣り用ケースに用いるスライドファスナー部材に関する技術について記載されている。この技術では、内部に撒き餌を収納したり、海辺で使用することが多いことなどから、従来のように鉄材料で構成したスライドファスナーにおいて、スライダー本体の塗装が剥がれたり、錆が生じやすいことから、スライダー本体が固着して動かなくなるといった問題点があり、これを防止するために、スライダー本体をステンレス鋼で形成することが提案されている。
また、特許文献２には、耐食性向上と冷間加工性の観点から、銅－亜鉛系合金を用いてスライダー本体を形成する技術について記載されている。
ところで、鉄材料を用いたスライドファスナーは、一般的に錆びやすく、衣料用に使用することが難しい。また、特許文献１の技術のようにステンレス鋼を用いたスライドファスナー部材は耐食性に優れるが、強度が高く加工性、特に作業工程の一つである冷間加工時の型寿命が短くなってしまう。また、ステンレス鋼材料は材料価格が高い。さらに、特許文献２のように銅－亜鉛系合金を用いたスライドファスナー部材はステンレス鋼と同様に耐食性を改善することができるが、一般に比重が高く、製品重量が重くなってしまう。
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、高強度、良好な加工性、軽量化および良好な耐摩耗性の実現が可能なスライドファスナー部材、およびこのようなスライダーファスナー部材の用途に好適な合金を提供することを目的としている。
本発明者らは、スライドファスナー部材を軽量化させ、さらにスライドファスナー部材に要求される冷間加工時の型寿命の観点からの加工性、耐摩耗性および強度を実現するための合金材料について鋭意研究をした結果、特定の組成の鉄材料を用いることにより軽量化および良好な加工性、ならびに高強度および良好な耐摩耗性が実現され、さらにこの鉄材料を用いてスライドファスナー部材にしたときに部分ごとに特定の硬度分布を持たせることにより、さらに適切な耐摩耗性および強度が実現されることを見出して、本発明を完成させた。
さらに、スライドファスナー部材の表面に特定の処理を施すことにより、耐食性を有効に向上させることできることを見出した。
さらに、スライドファスナー部材の表面に特定の処理を施すことにより、耐食性を有効に向上させることできることを見出した。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．６％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有するスライドファスナー部材用合金。
（２）前記不可避的不純物として、少なくともＰおよびＳをそれぞれ０．０４質量％以下含んでなる（１）に記載のスライドファスナー部材用合金。
（３）母材が、質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．６％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する合金からなり、
該母材表面には、ＺｎまたはＺｎ合金からなる第一層と、自己修復作用がある表面処理を施してなる第二層とが、順次積層されてなるスライドファスナー部材。
（４）硬度分布が、荷重３００ｇｆ、１５秒で測定したビッカース硬さで、Ｈｖ＝１１０～２５０である（３）に記載のスライドファスナー部材用合金。
（５）前記第一層が厚さ８～３０μｍのＺｎ層であり、かつ、前記第二層が厚さ０．２μｍ以上の３価クロメート層である（３）または（４）に記載のスライドファスナー部材。
（６）前記第一層が厚さ２～１５μｍのＺｎ：８５質量％を超え、Ｎｉ：１５質量％未満の組成を有するＺｎＮｉ合金層であり、かつ、前記第二層が厚さ０．１μｍ以上の３価クロメート層である（３）または（４）に記載のスライドファスナー部材。
（１）質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．６％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有するスライドファスナー部材用合金。
（２）前記不可避的不純物として、少なくともＰおよびＳをそれぞれ０．０４質量％以下含んでなる（１）に記載のスライドファスナー部材用合金。
（３）母材が、質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．６％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する合金からなり、
該母材表面には、ＺｎまたはＺｎ合金からなる第一層と、自己修復作用がある表面処理を施してなる第二層とが、順次積層されてなるスライドファスナー部材。
（４）硬度分布が、荷重３００ｇｆ、１５秒で測定したビッカース硬さで、Ｈｖ＝１１０～２５０である（３）に記載のスライドファスナー部材用合金。
（５）前記第一層が厚さ８～３０μｍのＺｎ層であり、かつ、前記第二層が厚さ０．２μｍ以上の３価クロメート層である（３）または（４）に記載のスライドファスナー部材。
（６）前記第一層が厚さ２～１５μｍのＺｎ：８５質量％を超え、Ｎｉ：１５質量％未満の組成を有するＺｎＮｉ合金層であり、かつ、前記第二層が厚さ０．１μｍ以上の３価クロメート層である（３）または（４）に記載のスライドファスナー部材。
本発明によれば、加工性、耐摩耗性および強度に優れ、かつ、軽量化が可能なスライドファスナー材料用合金を提供することができ、さらにこれを用いて耐食性に優れるスライドファスナー部材を提供することができる。
以下、本発明について説明する。
本発明のスライドファスナー部材用合金は、質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．６％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有するであり、不可避的不純物として、少なくともＰおよびＳをそれぞれ０．０４質量％以下含んでいてもよい。
本発明のスライドファスナー部材用合金は、質量％で、Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．６％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有するであり、不可避的不純物として、少なくともＰおよびＳをそれぞれ０．０４質量％以下含んでいてもよい。
Ｃは、０．３％を超えると、塑性加工性が低下するために、冷間加工時に割れが発生又は成形途中で軟化のための熱処理が必要となる。また、成形できても型への負荷が高く不適切である。
Ｍｎは、Ｍｎの含有は炭化物や硫化物の形成を促し、加工性の低下と表面処理性の低下を招く。ＪＩＳ Ｇ３１０６に示される炭素当量式によりＭｎ０．６％はＣ０．１％相当する。Ｍｎ０．６％を超えると前記事象を助長するため０．６％以下であることが良い。
不可避的不純物としてのＰ、Ｓは、０．０４％を超えると結晶粒界に偏析しやすく、脆化の原因となる。
また、本発明の合金は高強度を得るためには冷間加工で加工歪みを賦与し加工硬化させる必要がある。そのためには冷間圧延率３０％から８０％に相当する冷間加工が必要である。なお、冷間圧延率は素材の元直径に対する冷間圧延後の板厚差分変化率と定義する。
本発明の合金は、スライドファスナー用スライダーに好適に用いることができる。
以下、本発明が適用される具体例としてのスライドファスナーについて、図面に基づき説明する。
図１は、スライドファスナーの概念図であり、図１に示すようにスライドファスナーＦは、一側端側に芯部２が形成された一対のファスナーテープ１とファスナーテープ１の芯部２に所定の間隔をおいてかしめ固定（装着）されたエレメント３と、エレメント３の上端及び下端でファスナーテープ１の芯部２にかしめ固定された上止具４及び下止具５と、対向する一対のエレメント３間に配され、エレメント３の噛合及び開離（開閉）を行うための上下方向に摺動自在なスライドファスナー用スライダー（以下、スライダーという。）Ｓとからなる。なお、上記において、ファスナーテープ１の芯部２にエレメント３が装着されたものがスライドファスナーチェーン７である。なお、下止具５は、図示していないが蝶棒、箱棒、箱体からなる開離嵌挿具とし、スライダーＳの開離操作にて一対のスライドファスナーチェーン７を分離できるようにしたものであっても構わない。本発明においては、エレメント３、上止具４、下止具５、スライダーＳ、開離嵌挿具等金属製のものであれば、本発明の合金を適用することができる。また、スライダーＳ、開離嵌挿具については、これを構成する部品、例えば蝶棒、箱棒、箱体（スライダーＳについては後述する。）などに適用できる。さらに、上記において、金属製のエレメント３、上止具４、下止具５を用いたスライドファスナーをもとに説明したが、樹脂製の例えば射出、線条（コイル状など）からなるエレメント３、上止具４、下止具５を用いたスライドファスナーにも適用でき、この場合他の金属製部品等が本発明の適用対象となる。
以下、スライダーＳについて、詳細に説明する。
以下、本発明が適用される具体例としてのスライドファスナーについて、図面に基づき説明する。
図１は、スライドファスナーの概念図であり、図１に示すようにスライドファスナーＦは、一側端側に芯部２が形成された一対のファスナーテープ１とファスナーテープ１の芯部２に所定の間隔をおいてかしめ固定（装着）されたエレメント３と、エレメント３の上端及び下端でファスナーテープ１の芯部２にかしめ固定された上止具４及び下止具５と、対向する一対のエレメント３間に配され、エレメント３の噛合及び開離（開閉）を行うための上下方向に摺動自在なスライドファスナー用スライダー（以下、スライダーという。）Ｓとからなる。なお、上記において、ファスナーテープ１の芯部２にエレメント３が装着されたものがスライドファスナーチェーン７である。なお、下止具５は、図示していないが蝶棒、箱棒、箱体からなる開離嵌挿具とし、スライダーＳの開離操作にて一対のスライドファスナーチェーン７を分離できるようにしたものであっても構わない。本発明においては、エレメント３、上止具４、下止具５、スライダーＳ、開離嵌挿具等金属製のものであれば、本発明の合金を適用することができる。また、スライダーＳ、開離嵌挿具については、これを構成する部品、例えば蝶棒、箱棒、箱体（スライダーＳについては後述する。）などに適用できる。さらに、上記において、金属製のエレメント３、上止具４、下止具５を用いたスライドファスナーをもとに説明したが、樹脂製の例えば射出、線条（コイル状など）からなるエレメント３、上止具４、下止具５を用いたスライドファスナーにも適用でき、この場合他の金属製部品等が本発明の適用対象となる。
以下、スライダーＳについて、詳細に説明する。
図２及び図３は、本発明が適用されるスライダーＳを示しており、図２は分解して各部品関係を示す分解斜視図、図３はスライダーの長手方向中心線での縦断面図である。１１はスライダー本体、１２は引手を示し、１３は係止爪付きバネを示している。係止爪付きバネ１３は、前方のスプリング部１４と後方の係止爪部１５とが一体に形成されている。図３に示すようにスライダーＳ１は、スライダー本体１１上に引手１２を配し、係止爪付きバネ１３をスライダー本体１１の上部に取付けることにより構成される。上記のようなスライダーＳ１は、未使用時においては図３に示すように係止爪付きバネ１３のスプリング部１４からの付勢により係止爪付きバネ１３の係止爪部１５の端部が下方に位置し図示していないエレメント間に食い込みスライダーＳ１の下方への移動を停止する。一方、使用時においてはスプリング部１４からの付勢に反し引手１２を上方へ操作することにより、係止爪部１５の端部が上方に移動し図示していないエレメントとの係止が外れ、下方への移動が可能となる。
図４、５及び図６は、スライダーＳの他の例を示しており、図４はスライダーＳを示す斜視図、図５は分解して各部品関係を示す分解斜視図、図６はスライダーの長手方向中心線での縦断面図である。上記と同様に１１はスライダー本体、１２は引手を示し、１６は係止爪、１７は板バネ、１８はカバーを示す。図５及び６に示すようにスライダーＳ２は、スライダー本体１１上に引手１２、係止爪１６を配し、板バネ１７をスライダー本体１１の上部に固定し、カバー１８をスライダー本体１１の上部に固着することにより構成される。上記のようなスライダーＳ２は、未使用時においては図６に示すように板バネ１７からの付勢により係止爪１６の端部が下方に位置し図示していないエレメント間に食い込みスライダーＳ２の下方への移動を停止する。一方、使用時においては板バネ１７からの付勢に反し引手１２を上方へ操作することにより、係止爪１６の端部が上方に移動し図示していないエレメントとの係止が外れ、下方への移動が可能となる。
上記スライダーについて、スライダーＳ１においては係止爪付きバネ１３を、スライダーＳ２においては板バネ１７を、ステンレス鋼とする以外は、本発明の合金で構成する。なお、上記において、スライダー本体１１、および係止爪付きバネ１３または板バネ１７以外、例えば係止爪１６、カバー１８、引手１２を例えば真鍮、丹銅などにより作製することによってもスライダーを提供できる。さらに、スライダーを上述の構成とし、エレメント３、上止具４、下止具５をステンレス鋼或いは例えば真鍮、丹銅などとすることによりスライドファスナーを提供できる。
また、本発明のスライドファスナー部材用合金は、ＪＩＳ Ｂ７７２５に準拠し荷重３００ｇｆ、１５秒で測定したビッカース硬さで、Ｈｖ＝１１０～２５０の硬度分布であることが好ましい。具体的には、当該合金をスライドファスナー部材、特にスライダー本体としたときに、部分ごとに各部分で要求される強度に従って硬度分布を持たせる。つまり、強度アップをさせたい部位に冷間加工を付与することにより、所望の強度分布を持たせる。
すなわち、図７で示した、スライダー本体５３の係止爪付きバネ載置部５１では、強度が小さすぎるとロック機能が損なわれ、引手が抜ける可能性があるため、一定以上の強度が必要であり、例えば硬度が荷重３００ｇｆ、１５秒で測定したビッカース硬さで、Ｈｖ＝１２０～１９０であることが好ましい。一方で、図７で示したスライダー本体５３の上翼、下翼のフランジ部５２では、強度が小さすぎると後述する表面処理層が剥がれやすくなり、耐食性の低下を来すことになるため、一定以上の強度が必要であり、例えば硬度が荷重３００ｇｆ、１５秒で測定したビッカース硬さで、Ｈｖ＝１４０以上であることが好ましい。
このように、本発明の合金を用いてスライドファスナー部材を構成することにより、軽量化が可能になり、および高強度、冷間加工時の型寿命の観点からの良好な加工性、ならびに良好な耐摩耗性を実現することができる。また、さらに部分ごとに最適な硬度分布を持たせることにより耐摩耗性および強度をさらに向上させることができる。
また、本発明のスライドファスナー部材は、上述した合金を母材とし、この母材の表面にはＺｎまたはＺｎ合金からなる第一層と、自己修復作用がある表面処理を施してなる第二層とが順次積層される。
スライドファスナー部材の第一の実施形態では、第一層をＺｎ層とする。ここで、第一層の厚さは、小さすぎると耐食性が確保できないことがある一方で、大きすぎると耐摩耗性が損なわれることがあり、好ましくない。このような観点から、第一層の厚さは、８～３０μｍであることが好ましい。また、第二層を３価クロメート層とする。第二層の厚さは、第一層の厚さに依存するところではあるが、小さすぎると耐食性が損なわれることがある。このような観点から、０．２μｍ以上であることが好ましい。
スライドファスナー部材の第二の実施形態では、第一層をＺｎ－Ｎｉ系合金とする。第一層において、Ｎｉの含有量が大きすぎると、耐摩耗性が損なわれることがあることから、１５質量％未満とすることが好ましい。一方で、Ｚｎは、８５質量％を超える量だけ含有されることになる。また、薄いと耐食性が確保できない、厚いと膜成形に時間を要する、また、均一な膜形成ができない、耐摩耗性の低下を招くなどのようなことがあるため、第一層の厚さは、２～１５μｍであることが好ましい。また、第二層を３価クロメート層とする。第二層の厚さは、第一の実施形態と比較して小さくても耐食性が損なわれることがなく、例えば０．１μｍ以上であることが好ましい。
本発明のスライドファスナー部材は、例えば上述した合金を用いてプレス成形して得られる金属体に対して、第一層、第二層を順に形成する。金属膜の形成に際しては、めっき処理により形成することは適切であるが、蒸着やスパッタリング、イオンプレーティングなどでも形成することは可能である。
このように、本発明の特定の表面処理層を設けてスライダーを構成することにより、スライダー自体の諸物性、特に耐摩耗性を損なうことなく、良好な耐食性を発揮することができる。
以下に本発明の実施例を示すが、以下の実施例に本発明が限定されることを意図するものではない。
（実施例１～６、比較例１～６）
表１に示した組成の鉄材料を用いて母材としてのスライダー本体を所望の強度分布を持たせるため、多段プレスにより成形した。各スライダー本体の全体にわたり荷重３００ｇｆ、１５秒でのビッカース硬さを測定し、全体について平均硬度を求めるとともに、係止爪付きバネ載置部、および上翼および下翼のフランジ部のそれぞれの平均硬度を求めた。結果を表１に示す。
なお、図７のスライダー本体５３において、Ａ－Ａ’断面にて係止爪付きバネ載置部５１の硬さを評価し、Ｂ－Ｂ’断面にてフランジ部５２の硬さを評価した。
表１に示した組成の鉄材料を用いて母材としてのスライダー本体を所望の強度分布を持たせるため、多段プレスにより成形した。各スライダー本体の全体にわたり荷重３００ｇｆ、１５秒でのビッカース硬さを測定し、全体について平均硬度を求めるとともに、係止爪付きバネ載置部、および上翼および下翼のフランジ部のそれぞれの平均硬度を求めた。結果を表１に示す。
なお、図７のスライダー本体５３において、Ａ－Ａ’断面にて係止爪付きバネ載置部５１の硬さを評価し、Ｂ－Ｂ’断面にてフランジ部５２の硬さを評価した。
さらに、Ｚｎからなる第一層、および３価クロメートからなる第二層を順に形成して、摩耗試験および耐食試験を行った。なお、第一層はめっき処理によりＺｎからなる第一層を、第二層は化成処理である三価クロメート処理により３価クロメートからなる第二層を形成した。結果を表２に示す。
＜摩耗試験＞
ＪＩＳ Ｓ３０１５：２００７の「往復開閉耐久試験」の項に記載された方法に準拠し、往復開閉負荷をＭランク（横方向１．６ｋｇｆ；縦方向１．４ｋｇｆ）として、２０００回の開閉動作を実施した。途中で、エレメントのかみ合いができなくなったり、又は目視でテープ部の切れ、エレメントかみ合い部の割れ、及び／又は抜けが発生した場合には、試験を中止した。
ＪＩＳ Ｓ３０１５：２００７の「往復開閉耐久試験」の項に記載された方法に準拠し、往復開閉負荷をＭランク（横方向１．６ｋｇｆ；縦方向１．４ｋｇｆ）として、２０００回の開閉動作を実施した。途中で、エレメントのかみ合いができなくなったり、又は目視でテープ部の切れ、エレメントかみ合い部の割れ、及び／又は抜けが発生した場合には、試験を中止した。
＜耐食試験＞
摩耗試験後の試験片について、ＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠し、中性塩水噴霧試験を行った。なお、塩水噴霧開始後の暴露時間を４８時間とした。試験後、赤錆の有無を目視にて確認した。
摩耗試験後の試験片について、ＪＩＳ Ｚ２３７１に準拠し、中性塩水噴霧試験を行った。なお、塩水噴霧開始後の暴露時間を４８時間とした。試験後、赤錆の有無を目視にて確認した。
比較例１では、母材の炭素含有量が高いため、第一層、第二層の形成時に炭化物が析出し、これら層の母材への密着性が低下し、耐食試験の結果が実施例と比較すると劣っていたと考えられる。
比較例２では、母材のマンガン含有量が高いため、第一層、第二層の形成のための母材の表面処理性が低下し、摩耗試験の結果が実施例と比較すると劣っていたと考えられる。
比較例３では、母材のマンガン含有量および不純物としての硫黄（Ｓ）の含有量が高く、これが第一層、第二層の形成のための母材の表面処理性が低下し、および製品にクラックが発生する部位があるといった加工性ダウンにつながったと考えられる。
比較例４では、母材の炭素含有量およびマンガン含有量が高いため、母材が堅くなりすぎて、変形能が低くなり、製品形状への加工ができなかったと考えられる。
比較例５では、第一層の厚みが大きすぎたため、耐摩耗性において実施例よりも劣ったと考えられる。また、比較例６では、第二層の厚みが小さすぎたため、耐食試験において実施例よりも劣ったと考えられる。
比較例２では、母材のマンガン含有量が高いため、第一層、第二層の形成のための母材の表面処理性が低下し、摩耗試験の結果が実施例と比較すると劣っていたと考えられる。
比較例３では、母材のマンガン含有量および不純物としての硫黄（Ｓ）の含有量が高く、これが第一層、第二層の形成のための母材の表面処理性が低下し、および製品にクラックが発生する部位があるといった加工性ダウンにつながったと考えられる。
比較例４では、母材の炭素含有量およびマンガン含有量が高いため、母材が堅くなりすぎて、変形能が低くなり、製品形状への加工ができなかったと考えられる。
比較例５では、第一層の厚みが大きすぎたため、耐摩耗性において実施例よりも劣ったと考えられる。また、比較例６では、第二層の厚みが小さすぎたため、耐食試験において実施例よりも劣ったと考えられる。
（実施例７～１４、比較例７～８）
上記の実施例１の母材と同じ組成で、かつ、平均硬度のプロファイルを有するように、母材としてのスライダー本体を調整した。
さらに、Ｎｉを表３に示した割合で有するＺｎ－Ｎｉ系合金からなる第一層、および３価クロメートからなる第二層を順に形成して、前述したものと同様の摩耗試験および耐食試験を行った。なお、第一層はめっき処理によりＺｎ―Ｎｉからなる第一層を、第二層は化成処理である三価クロメート処理により３価クロメートからなる第二層を形成した。結果を表３に示す。
上記の実施例１の母材と同じ組成で、かつ、平均硬度のプロファイルを有するように、母材としてのスライダー本体を調整した。
さらに、Ｎｉを表３に示した割合で有するＺｎ－Ｎｉ系合金からなる第一層、および３価クロメートからなる第二層を順に形成して、前述したものと同様の摩耗試験および耐食試験を行った。なお、第一層はめっき処理によりＺｎ―Ｎｉからなる第一層を、第二層は化成処理である三価クロメート処理により３価クロメートからなる第二層を形成した。結果を表３に示す。
比較例７では、第一層におけるニッケル含有量が高いため、第一層の膜が不均一で、かつ、第二層の形成のための母材の表面処理性が低下し、摩耗試験の結果が実施例と比較すると劣っていたと考えられる。
比較例８では、第二層の厚みが小さすぎたため、耐食試験において実施例よりも劣ったと考えられる。
比較例８では、第二層の厚みが小さすぎたため、耐食試験において実施例よりも劣ったと考えられる。
（実施例１５、比較例９～１１）
実施例１で得た母材（実施例１５；比重７．８５ｇ／ｃｍ3）と、耐食性アルミ合金Ａ５０５６（比重：２．６５ｇ／ｃｍ3）、丹銅（亜鉛含有量１５質量％；比重：８．７５ｇ／ｃｍ3）、フェライト系ステンレスＳＵＳ４３０（比重：７．７０ｇ／ｃｍ3）のそれぞれを用いて実施例１と同様の手順にて得た母材とで、平均硬度を比較した。結果を表４に示す。なお、この比較にあたり、図８に示したような各合金材料の加工度と硬度との関係を参照した。
実施例１で得た母材（実施例１５；比重７．８５ｇ／ｃｍ3）と、耐食性アルミ合金Ａ５０５６（比重：２．６５ｇ／ｃｍ3）、丹銅（亜鉛含有量１５質量％；比重：８．７５ｇ／ｃｍ3）、フェライト系ステンレスＳＵＳ４３０（比重：７．７０ｇ／ｃｍ3）のそれぞれを用いて実施例１と同様の手順にて得た母材とで、平均硬度を比較した。結果を表４に示す。なお、この比較にあたり、図８に示したような各合金材料の加工度と硬度との関係を参照した。
表４によれば、比較例９のアルミニウム系合金では硬度が低すぎて製品としての使用に耐えることが難しいことが分かった。また、硬度が低いとは柔らかいことを意味することから、耐食性付与のために行う表面処理の層が剥がれやすくなるおそれがある。
比較例１１のステンレス鋼では硬度が高すぎて加工時の型寿命が短くなる可能性が高いことが分かった。
比較例１０の丹銅では、硬度においては本発明の実施例品（実施例１５）と同等で申し分ないものの、比重が高く、実施例品と同じ容量サイズであっても製品重量が大きくなる。
比較例１１のステンレス鋼では硬度が高すぎて加工時の型寿命が短くなる可能性が高いことが分かった。
比較例１０の丹銅では、硬度においては本発明の実施例品（実施例１５）と同等で申し分ないものの、比重が高く、実施例品と同じ容量サイズであっても製品重量が大きくなる。
Claims (6)
- 一般式：ＦｅaＣbＭｎc（但し、ａ、ｂ、ｃは質量％で、ａは残部、ｂ≦０．３、ｃ≦０．６、不可避的不純物を含み得る）で表される組成を有するスライドファスナー部材用合金。
- 前記不可避的不純物として、少なくともＰおよびＳをそれぞれ０．０４質量％以下含んでなる請求項１に記載のスライドファスナー部材用合金。
- 母材が、一般式：ＦｅaＣbＭｎc（但し、ａ、ｂ、ｃは質量％で、ａは残部、ｂ≦０．３、ｃ≦０．６、不可避的不純物を含み得る）で表される組成を有する合金からなり、
該母材表面には、ＺｎまたはＺｎ合金からなる第一層と、自己修復作用がある表面処理を施してなる第二層とが、順次積層されてなるスライドファスナー部材。 - 硬度分布が、荷重３００ｇｆ、１５秒で測定したビッカース硬さで、Ｈｖ＝１１０～２５０である請求項３に記載のスライドファスナー部材用合金。
- 前記第一層が厚さ８～３０μｍのＺｎ層であり、かつ、前記第二層が厚さ０．２μｍ以上の３価クロメート層である請求項３または４に記載のスライドファスナー部材。
- 前記第一層が厚さ２～１５μｍのＺｎ：８５質量％を超え、Ｎｉ：１５質量％未満の組成を有するＺｎ－Ｎｉ合金層であり、かつ、前記第二層が厚さ０．１μｍ以上の３価クロメート層である請求項３または４に記載のスライドファスナー部材。
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