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技術 オーステナイト鋼合金

出願人 ベーレル・ブレツヒエ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
発明者 アルフレート・キユーグレル
出願日 2000年10月18日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 2000-355015
公開日 2001年5月22日 (19年7ヶ月経過) 公開番号 2001-140045
状態 特許登録済
技術分野
  • -
主要キーワード 時計部分 Be含有量 材料変形 利用特性 材料番号 支持者 冷間変形 加工片
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この項目の情報は公開日時点(2001年5月22日)のものです。
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課題

高められた強さの際に良好な研磨能力及び改善された切削能力を有する、フェライトを含まないオーステナイト鋼合金を提供する。

解決手段

本発明は、材料の腐食作用に抗する高い耐性において、良好な研磨能力及び改善された切削能力を有する、外側時計部分のためのオーステナイト鋼合金に関する。本発明によれば、合金は、重量%において次の含有量を有する:すなわち

高々0.16

Si高々1.2

Mn高々2.2

Mo高々4.9

Cr 少なくとも15.0

Ni 少なくとも 9.0

及び

N(窒素) 0.02ないし0.3

B(ホウ素) 0.001ないし0.02

及び場合によっては

Be(ベリリウム) 0.001ないし0.02

残りとしてFe及び溶融によって生じる不純物

概要

背景

装飾品及び外側時計部分は、外観をできるだけ長く維持するようにし、かつ頻繁な使用における美的外観像にどのような欠点も持たないようにする。

しかしながら人間の皮膚と部分の接触の際に、これらは、しばしば体の等によってとくに大きな腐食負荷にさらされる。この理由により前記の部分に対して、一般に高い耐腐食性を有する材料が選択される。

金、白金等のような貴金属、及びこれらによる高価な被覆を除いて、時計ハウジングのための材料としてチタン及びチタン合金を使用することは周知である。これらのチタン材料は、きわめて高い耐腐食性を有し、現在の知識によれば、どのようなアレルギーも生じないが、高い材料価格の欠点を有し、かつ高輝度研磨することができない。

外側時計部分のために鋼合金を使用する場合、その高い耐腐食性の他に、これらが、どのような場合にも、所々においてだけでも強磁性特性を示さないということが重要である。

望ましいコストの外側時計部分のために、現在ではほとんどの場合、例えばDINによる材料番号1.4435を有するフェライトを含まないオーステナイト鋼合金が設けられている。これらの材料は、十分に良好な腐食及び磁気特性を示すことができ、かつ満足できるように変形可能であり、かつそのように研磨可能であることができるが、不所望な切削能力の欠点を有することがある。

オーステナイト鋼は、旋盤又はフライス加工の際に長いカール状切削屑を形成し、これらの切削屑は、加工過程に、かつ加工片表面品質に不利な作用を及ぼすことがある。さらに利用される工具寿命はわずかである。例えば0.2重量%Sのさらに多くの硫黄含有量によって、材料の切削能力を改善し、かつその加工の際に有利に短く断たれた切削屑を生じることは、当該技術分野の専門家には周知である。その際、切削屑の切断は、硫化物含有によって、とくに硫化マンガンによって引起こされるが、この含有は、材料の高輝度研磨能力にきわめて不利な影響を及ぼす。換言すれば:オーステナイト鋼合金が材料の良好な切削能力を達成する程度に多くの硫黄含有量を有すると、これは、高輝度に研磨することができない。

同じことは、鋼における鉛−チタン−ニオブ及び高められた酸素含有量について成立ち、これらの含有量は、同様に材料の切削能力の改善のために追加合金化することができる。

概要

高められた強さの際に良好な研磨能力及び改善された切削能力を有する、フェライトを含まないオーステナイト鋼合金を提供する。

本発明は、材料の腐食作用に抗する高い耐性において、良好な研磨能力及び改善された切削能力を有する、外側時計部分のためのオーステナイト鋼合金に関する。本発明によれば、合金は、重量%において次の含有量を有する:すなわち

高々0.16

Si高々1.2

Mn高々2.2

Mo高々4.9

Cr 少なくとも15.0

Ni 少なくとも 9.0

及び

N(窒素) 0.02ないし0.3

B(ホウ素) 0.001ないし0.02

及び場合によっては

Be(ベリリウム) 0.001ないし0.02

残りとしてFe及び溶融によって生じる不純物

目的

ここにおいて本発明は、補助手段を提供しようとし、かつ高められた強さの際に良好な研磨能力及び改善された切削能力を有する、初めに挙げたようなフェライトを含まないオーステナイト鋼合金を提供することを目的として設定する。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

合金元素炭素(C)、ケイ素(Si)、マンガン(Mn)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)及び付随元素を含み、高められた強さ、良好な研磨能力、改善された切削能力及び人間の皮膚における腐食に対する抗性を有する、装飾品のための及びとくに外側時計部分のためのフェライトを含まないオーステナイト鋼合金において、合金が、C高々0.16Si 高々1.2Mn 高々2.2Mo 高々4.9Cr 少なくとも15.0Ni 少なくとも 9.0及びN 0.02ないし0.3B 0.001ないし0.02残りFe及び溶融によって生じる不純物の、重量%における含有量を有することを特徴とする、フェライトを含まないオーステナイト鋼合金。

請求項2

合金が、ベリリウム(Be)0.001ないし0.02の重量%における含有量を有することを特徴とする、請求項1に記載の鋼。

請求項3

合金が、(B+Be)=0.002ないし0.028の、なるべく0.024までの重量%における合計含有量を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載の鋼。

請求項4

重量%において合金が、C高々0.15Cr 16.0ないし20.0Ni 10.0ないし17.0Mo 1.1ないし4.0を含むことを特徴とする、請求項1ないし3の1つに記載の鋼。

請求項5

重量%において合金が、C 少ない/等しい0.035Si 0.15ないし0.45Mn 1.5ないし2.0Cr 16.5ないし18.5Mo 2.2ないし3.1Ni 12.5ないし14.0B 0.0015ないし0.012N 0.04ないし0.2Be 少ない/等しい0.009B+Be 0.0025ないし0.018残りとしてFe及び溶融によって生じる不純物を含むことを特徴とする、請求項1ないし4の1つに記載の鋼。

技術分野

0001

本発明は、合金元素炭素(C)、ケイ素(Si)、マンガン(Mn)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)及び付随元素を含み、高められた強さ、良好な研磨能力、改善された切削能力及び人間の皮膚における腐食に対する抗性を有する、装飾品のための、及びとくに時計外皮等のような外側時計部分のためのフェライトを含まないオーステナイト鋼合金に関する。

背景技術

0002

装飾品及び外側時計部分は、外観をできるだけ長く維持するようにし、かつ頻繁な使用における美的外観像にどのような欠点も持たないようにする。

0003

しかしながら人間の皮膚と部分の接触の際に、これらは、しばしば体の等によってとくに大きな腐食負荷にさらされる。この理由により前記の部分に対して、一般に高い耐腐食性を有する材料が選択される。

0004

金、白金等のような貴金属、及びこれらによる高価な被覆を除いて、時計ハウジングのための材料としてチタン及びチタン合金を使用することは周知である。これらのチタン材料は、きわめて高い耐腐食性を有し、現在の知識によれば、どのようなアレルギーも生じないが、高い材料価格の欠点を有し、かつ高輝度研磨することができない。

0005

外側時計部分のために鋼合金を使用する場合、その高い耐腐食性の他に、これらが、どのような場合にも、所々においてだけでも強磁性特性を示さないということが重要である。

0006

望ましいコストの外側時計部分のために、現在ではほとんどの場合、例えばDINによる材料番号1.4435を有するフェライトを含まないオーステナイト鋼合金が設けられている。これらの材料は、十分に良好な腐食及び磁気特性を示すことができ、かつ満足できるように変形可能であり、かつそのように研磨可能であることができるが、不所望な切削能力の欠点を有することがある。

0007

オーステナイト鋼は、旋盤又はフライス加工の際に長いカール状切削屑を形成し、これらの切削屑は、加工過程に、かつ加工片表面品質に不利な作用を及ぼすことがある。さらに利用される工具寿命はわずかである。例えば0.2重量%Sのさらに多くの硫黄含有量によって、材料の切削能力を改善し、かつその加工の際に有利に短く断たれた切削屑を生じることは、当該技術分野の専門家には周知である。その際、切削屑の切断は、硫化物含有によって、とくに硫化マンガンによって引起こされるが、この含有は、材料の高輝度研磨能力にきわめて不利な影響を及ぼす。換言すれば:オーステナイト鋼合金が材料の良好な切削能力を達成する程度に多くの硫黄含有量を有すると、これは、高輝度に研磨することができない。

0008

同じことは、鋼における鉛−チタン−ニオブ及び高められた酸素含有量について成立ち、これらの含有量は、同様に材料の切削能力の改善のために追加合金化することができる。

発明が解決しようとする課題

0009

ここにおいて本発明は、補助手段を提供しようとし、かつ高められた強さの際に良好な研磨能力及び改善された切削能力を有する、初めに挙げたようなフェライトを含まないオーステナイト鋼合金を提供することを目的として設定する。

課題を解決するための手段

0010

この目的は、初めに述べたような鋼合金において、次のようにして達成される。すなわち合金が、
高々0.16
Si 高々1.2
Mn 高々2.2
Mo 高々4.9
Cr 少なくとも15.0
Ni 少なくとも 9.0
及び
窒素(N) 0.02ないし0.3
ホウ素(B) 0.001ないし0.02
残りFe及び溶融によって生じる不純物の、重量%における含有量を有する。

0011

本発明によって達成される利点は、大体において次の点にある。すなわち材料は、人間の皮膚における確実な耐腐食性の際に、時計に対して不利などのような強磁性特性も持たず、かつ同時に改善された切削能力、及び研磨された表面のきわめて高い品質を有する。さらに材料の高められた強さ値が得られる。そのための原因は、見出されたように、大体においてこのような合金におけるホウ素と窒素の共働作用にある。ホウ素は、このような鋼において実質的に全く又はわずかな程度しか溶解できず、かつホウ化物を形成し、これらのホウ化物は、場合によっては窒素の影響によって、細かくかつ均一に分散して粒子限界において組織内に貯えられている。ホウ素の本発明による濃度において硬いホウ化物が、材料の研磨能力に関して何の欠点も持たないことは、当該技術分野の専門家にとって完全に驚くべきことであった。明らかにホウ素封入は、研磨の際にどのようなストライプ彗星ストライプ等も生じないように、小さくかつ分散して分配されている。さらに驚くべきことに、わずかな粒子大きさにもかかわらず、この材料の加工の際に著しく短い切削屑が形成され、又は切削屑の切断が促進されることがわかった。当該技術分野の専門家によって予測された冷間変形能力の悪化は、例えば時計外皮及びハウジング部分の製造プロセスにおける通常の材料変形の際に確認できないが、おそらく0.001ないし0.02のB及び0.02ないし0.3のNの本発明による限界内においてB及びNによる材料強さの上昇が存在する。0.001重量%のBよりわずかな含有量及び0.02重量%のNより小さな濃度は、粗悪な加工能力及び材料の低下した強さを生じ、それに対して0.02重量%より上のB値は、主として型の粗いホウ化物分離を、したがって所々に材料のもろさ及び研磨能力の悪化を引起こす。0.3重量%を越える窒素含有量は、機械的な材料特性を時計部分の製造に対して不利に変形し、かつホウ素との相互作用において不所望な窒化物を形成することがある。

0012

本発明の別の構成によるように、合金が、ベリリウム0.001ないし0.02の重量%における含有量を有する場合、鋼のきわめて高い研磨能力の際に改善された切削能力に関してB及びNの望ましい作用を増強する。材料強さも、前記の範囲におけるBe含有量によって上昇される。

0013

科学的に証明可能な材料の有利な特性変化に加えて、とくにBe合金化した鋼からなる時計底部において利用して、支持者気持ちへの積極的な影響が報告されている。この作用は、時計底部においてBe化合物が細かく分散して存在し、かつ手首の関節、この痛い位置においてとくに集中した展開及び有効性が達成されるので、達成されていることができ又は達成することができる。

0014

材料の製造能力及び利用特性に対してであるが、できるだけわずかな工具の消耗に関しても、合金が、0.002ないし0.028、なるべく0.024重量%までのホウ素及びベリリウムの合計含有量を有すると、有利なことがある。

0015

時計機構の機能を妨害することがあるデルタフェライト残留を避ける完全にオーステナイト組織構造、及び材料の耐腐食性は、重量%において合金が、C高々0.15;Cr 16.0ないし20.0;Ni 10.0ないし17.0;及びMo 1.1ないし4.0を含むと、望ましい様式で達成することができる。

0016

本発明によれば、鋼の合金元素の特性プロファイル又は共働作用に関する特別の利点は、重量%において合金が、C 少ない/等しい0.035;Si 0.15ないし0.45;Mn 1.5ないし2.0;Cr 16.5ないし18.5;Mo 2.1ないし3.1;Ni 12.5ないし14.0;B 0.0015ないし0.012;N 0.04ないし0.2;Be 少ない/等しい0.009;(B+Be) 0.0025ないし0.018を含むと、達成可能である。

発明を実施するための最良の形態

0017

次に実験結果によって、本発明を詳細に説明する。

0018

C =0.021
Si =0.28
Mn =1.69
Cr =17.6
Mo =2.67
Ni =13.3
B =0.005
N =0.065
Fe =残り
の重量%における組成を有する鋼合金は、実験室誘導炉において溶融され、かつ溶融物の50%が、ブロックAを形成しながら金型内に注ぎ出された。溶融物の残りに、Beを追加合金化し、0.006の鋼内におけるこの元素の濃度が存在するようにし、それからこれによりブロックBの製造が行なわれた。ブロックAとBは、板に変形され、その後、板から時計外皮が製造され、かつ最終的に腕時計が製造された。製造課程において、テスト合金の材料の腐食特性K、機械的強さF、研磨能力P及び切削能力Zの確認が行なわれ、これらの値は、B、N、Beを含まない従来の製造Oのもの(100%)とともに%で表に対比されている。

0019

0020

実験は、材料の一層わずかな研磨能力がテスト溶融物の高い酸素含有量に帰するものであり、この酸素含有量が、もちろん一層大きな溶融物の製造においては著しくわずかに生じることを示している。

0021

大体においてテスト結果は、鋼の強さ値を改善して、合金元素B、N及びBeによる切削能力のはっきりした改善を示している。

0022

材料A及びBの底部を有する時計を大体において中断なく手首関節携帯した38日間の期間の後における人の質問は、“B−人”の精神的な健在が63%だけ上昇したことを提示した。

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