设备和壳体材料的制造方法 |
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| 申请号 | CN200810213115.3 | 申请日 | 2008-09-12 | 公开(公告)号 | CN101386953B | 公开(公告)日 | 2015-07-08 |
| 申请人 | 精工爱普生株式会社; | 发明人 | 高泽幸树; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种设备和壳体材料的制造方法，所述壳体材料容易加工、且充分具备作为外装部件所要求的硬度、耐 腐蚀 性、美观度等表面特性，并且还充分具有对 机芯 等被磁屏蔽构成元件进行磁屏蔽的功能，钟表等设备通过使用这种壳体能够提高作为商品的设计开发的 自由度 ，并且无需专用的磁屏蔽材料就能够容易地实现小型化。所述设备具有作为被从外部 磁场 磁屏蔽开来的对象的被磁屏蔽构成元件(1)和壳体(60、70)，所述壳体由在表面上具有被奥氏体化了的表 面层 (61)的 铁 素体系不锈 钢 构成，内部的铁素体相(63)具备具有对所述被磁屏蔽构成元件进行磁屏蔽的功能的内层结构。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有被磁屏蔽构成元件和壳体的设备，所述被磁屏蔽构成元件为被从外部磁场磁屏蔽开来的对象，该设备的特征在于， |
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| 说明书全文 | 设备和壳体材料的制造方法技术领域背景技术[0002] 例如，在最近的钟表中，安装有使用了步进电动机的结构的机芯：该步进电动机用驱动线圈和定子制作电磁铁，利用与永久磁铁制成的转子的反作用力使该转子自身旋转，从而使指针动作。这样的机芯当受到较强的外部磁场影响时，有时会无法进行正常的动作。因此，所述机芯用专用的磁屏蔽材料覆盖。该具有专用的磁屏蔽材料的现有结构如图2所示，关于其具体说明，在说明本发明的实施例的部分相对比地进行描述。 [0003] 另一方面，关于钟表的外装部件，作为其商品特性，需要使硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性达到一定水平以上。此外，从钟表的设计开发或者推进小型化的观点来看，钟表的外装部件需要容易加工成希望的形状和大小。 [0004] 以往，提出了以下的钟表用外装部件的制造方法(专利文献1)：在铁素体系不锈钢的合金粉末中混入有机粘合剂，通过注射成形法对其成形，在实施脱脂处理后，进行烧结。该制造方法所述的钟表用外装部件能够用作磁屏蔽材料，且加工也容易。 [0005] 然而，由于是铁素体系材料，因此作为钟表的外装部件最重要的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性不够好。即，可以说是在现实中不适合用作外装部件的材料。 [0006] 其次，由于奥氏体系不锈钢在强度和耐腐蚀性等表面特性方面表现优秀，因此发挥其优点而用作外装部件。然而，奥氏体系不锈钢是难加工材料，因此难以加工成希望的形状，会导致加工成本提高。因此，提出有如下方法(专利文献2、专利文献3)：使用加工容易的铁素体系不锈钢先加工制作出希望的形状的外装部件，然后利用氮气进行奥氏体化处理，从而确保作为外装部件的强度和耐腐蚀性等表面特性。 [0007] 然而，专利文献2和专利文献3所述的技术只不过是使用铁素体系不锈钢，在该铁素体系不锈钢的状态下加工出希望的形状的外装部件，然后利用氮气进行奥氏体化处理以充分确保作为外装部件的强度和耐腐蚀性等表面特性的技术，根本没有考虑到奥氏体化处理后铁素体相内层部的结构。 [0008] 在采用氮气的奥氏体化处理中，氮原子从处理对象部件的正反两面进入铁素体相内，达到预定的氮浓度以上的部分能够转变成奥氏体相。氮进入铁素体相内的移动速度并不均一，其根据部位不同而产生波动。其结果是，氮浓度也不均一，在奥氏体化了的表面层部分和作为铁素体相部分的内层部的边界会出现大的凹凸。根据奥氏体化处理的程度的不同，有时两侧的奥氏体化了的表面层彼此相连，不能维持为铁素体相的均一的层，内层部会断开。 [0009] 虽然即使铁素体相内层部断开也不会影响作为外装部件的表面特性，但是作为磁屏蔽材料则会有影响。即，可以说作为磁屏蔽材料不够好。 [0010] 专利文献1：日本特开平9-31505号公报 [0011] 专利文献2：日本特开2004-68115号公报 [0012] 专利文献3：日本特开2006-316338号公报 发明内容[0013] 本发明的目的在于提供钟表等设备，该设备使用了壳体，所述壳体容易加工，且充分具备作为外装部件所要求的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性，并且还充分具有对机芯等被磁屏蔽构成元件进行磁屏蔽的功能，钟表等设备通过使用这种壳体能够提高作为商品的设计开发的自由度，并且无需专用的磁屏蔽材料，能够容易地实现小型化。此外，还提供一种成为该设备的外装部件的壳体材料的制造方法。 [0014] 为了达成上述目的，本发明的第一方式是一种设备，其具有作为被从外部磁场磁屏蔽开来的对象的被磁屏蔽构成元件、和壳体，该设备的特征在于，所述壳体由在表面上具有被奥氏体化了的表面层的铁素体系不锈钢构成，内部的铁素体相具有内层部，该内层部具备对所述被磁屏蔽构成元件进行磁屏蔽的磁屏蔽功能。 [0015] 根据本方式，由于该设备的壳体由铁素体系不锈钢构成，因此加工容易，且由于在表面具有奥氏体化了的表面层，因而充分具备作为外装部件所要求的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性，并且，由于内部的铁素体相具有内层部，该内层部充分具备对所述被磁屏蔽构成元件进行磁屏蔽的功能，因此能够充分发挥对机芯等被磁屏蔽构成元件的磁屏蔽功能。因而，能够提高该设备作为商品的设计开发的自由度，并且无需专用的磁屏蔽材料，能够容易地实现小型化。 [0016] 在所述第一方式的设备的基础上，本发明的第二方式的特征在于，所述内层部具有厚度均一的基础内层，该厚度均一的基础内层不包括该内层部的与所述奥氏体化了的表面层之间的边界区域。 [0017] 如上所述，在采用氮气的奥氏体化处理中，氮原子从处理对象部件的正反两面进入到铁素体相内，达到预定的氮浓度以上的部分能够转变成奥氏体相。并且，氮进入铁素体相内的移动速度并不均一，其根据部位不同而产生波动，其结果是，氮浓度也不均一，因此在奥氏体化了的表面层部分和作为铁素体相部分的内层部的边界区域会出现大的凹凸。即使在留有铁素体相部分的情况下，根据奥氏体化处理的程度的不同，有时两侧的奥氏体化了的表面层彼此相连，不能维持为铁素体相的均一的层，内层部会断开。若这样断开的话，磁屏蔽功能会下降。 [0018] 然而根据本方式，由于所述内层部具有厚度均一的基础内层，该厚度均一的基础内层不包括在该内层部的与所述奥氏体化了的表面层之间的边界出现的凹凸部分，因此在所述第一方式的作用效果的基础上，能够防止基于所述断开而产生的问题，切实地具备磁屏蔽功能。另外，通过根据铁素体系不锈钢基材的厚度来设定奥氏体化处理的深度，能够确保这样的厚度均一的基础内层。 [0019] 在上述第一方式或第二方式的设备的基础上，本发明的第三方式的特征在于，所述设备为钟表，所述被磁屏蔽构成元件是钟表内的机芯，所述结构的壳体是钟表的机壳和/或与所述机芯对置配置的后盖。 [0020] 根据本方式，由于钟表内的机芯由作为具有磁屏蔽功能的壳体的机壳和后盖所覆盖，因此在所述第一方式和第二方式的作用效果的基础上，能够有效地降低外部磁场的影响。特别是由于与所述机芯对置配置的后盖具有基于铁素体相(内层)的磁屏蔽功能，因此能够不需要以往所必需的专用的磁屏蔽部件，因而能够容易地实现钟表整体的小型化。由于机芯中已经是压缩了精密机构，因此可以说推进机芯自身的小型化已经接近极限，因此可以说通过本发明实现的小型化是很有效果的。 [0022] 由于钟表的表盘被透明体(玻璃等)所覆盖，因此不能用不透明的壳体覆盖。根据本方式，在钟表的表盘和所述机芯之间配置底板，并使该底板由磁屏蔽材料构成，因此在上述第三方式的作用效果的基础上，能够降低表盘侧的外部磁场的影响。 [0023] 在上述第一方式到第四方式中的任一项的设备的基础上，本发明的第五方式的特征在于，所述壳体以含有17wt％～25wt％的Cr的Fe-Cr系的铁素体系不锈钢为基材，通过从该基材的表面添加氮原子而奥氏体化了的所述表面层在留有所述铁素体相内层部的状态下形成。 [0024] 根据本方式，由于所述壳体以含有17wt％～25wt％的Cr的Fe-Cr系的铁素体系不锈钢为基材，因此能够容易且可靠地构成具有作为外装部件所必需的表面特性(硬度、耐腐蚀性、美观度等)的奥氏体化了的表面层，以及具有如下内层结构的铁素体相，所述内层结构具有对所述被磁屏蔽构成元件进行磁屏蔽的功能。 [0025] 在上述第五方式所述的设备的基础上，本发明的第六方式的特征在于，所述基材中的Ni的含有率在0.05wt％以下。 [0026] 根据本方式，能够更有效地防止金属变态反应的发生等。 [0027] 本发明的第七方式为一种成为设备的外装部件的壳体材料的制造方法，其特征在于，用铁素体系不锈钢来制作出希望的形状的壳体，使该壳体从表面吸收氮原子将整体奥氏体化之后，通过急冷转换为奥氏体单相，使该奥氏体单相升温后，通过以生成氮化铬的冷却速度进行冷却，来在表面保持为奥氏体化了的表面层的状态下使内部恢复成铁素体相内层。 [0028] 根据本方式，在作为氮浓度而添加了奥氏体化所必需的量的状态下，完成奥氏体化处理，从而能够使铁素体系不锈钢整体转换成奥氏体单相。该转换也可以通过进行多次奥氏体化处理来实现。 [0029] 接着，使该奥氏体单相升温后，通过以生成氮化铬的冷却速度进行冷却，能够在表面保持为奥氏体化了的表面层的状态下使内部恢复成铁素体相内层。这是因为，通过生成氮化铬，该部分的氮浓度减小，因而在氮浓度较小的内部，奥氏体相变得不稳定，而变成铁素体相。虽然在表面层的部分也会生成氮化铬，但是由于表面层的氮浓度比内部更大，因此，即使因生成氮化铬而使氮浓度减小，奥氏体相也能够稳定地存在。通过这样的方法也能够制造出所述壳体。 [0031] 图1是作为本发明的实施例所述的设备的钟表的局部概要剖视图。 [0032] 图2是现有的钟表的局部概要剖视图。 [0033] 图3是说明本发明的壳体的截面组织的概要剖视图。 [0034] 图4是说明内层断开状态下的壳体的截面组织的概要剖视图。 [0035] 图5是说明其他实施例所述的壳体的制造方法的概要剖视图。 [0036] 标号说明 [0037] 1：机芯；2：背板(专用的磁屏蔽材料)；3：表盘；4：底板(专用的磁屏蔽材料)；5：中间框(专用的磁屏蔽材料)；6：现有的后盖；7：现有的机壳；8：沟缘；9：玻璃板；10： 柄轴管；11：表冠；12：轴部；13：塑料衬垫；14：塑料衬垫；15：密封部；16：橡胶衬垫(后盖衬垫)；17：槽；18：橡胶衬垫；50：中间框60：后盖；61：奥氏体化表面层；63：内层(铁素体相)部；65：凹凸部分；67：凹凸部分；69：基础内层；70：机壳。 具体实施方式[0038] 以下，基于附图对本发明所述的实施例进行说明。图1表示作为本发明的实施例所述的设备的钟表(携带式钟表)的局部概要剖视图。图2表示现有的钟表的局部概要剖视图。 [0039] 基于图2，首先对现有的结构进行说明。在图2中，标号1表示机芯，在该机芯1的下表面添设有用磁性材料形成的作为专用的磁屏蔽材料的背板2。在机芯1和表盘3之间添设有作为磁屏蔽材料的底板4，在侧面也添设有作为磁屏蔽材料的中间框5。 [0040] 并且，作为外装部件并构成壳体的后盖6设置成覆盖所述背板(专用的磁屏蔽材料)2，同样构成壳体的机壳7以从侧方覆盖所述中间框5的方式，通过螺合安装在所述后盖6上。构成壳体的后盖6和机壳7由这样的材料构成：充分具有作为外装部件所要求的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性。由于已设有所述专用的磁屏蔽材料，因此所述后盖6和机壳7并不需要具有磁屏蔽性。另外，在图2中，标号8表示沟缘(外圈)，标号9表示玻璃板。 [0041] 下面，基于图1对本发明的实施例所述的钟表的结构进行说明。在本实施例中，未设置现有的背板2。在机芯1的下表面直接对置设置有后盖60。机壳70通过螺合安装于后盖60。 [0042] 如图3所示，后盖60和机壳70由在表面具有奥氏体化了的表面层61的铁素体系不锈钢构成。并且，作为内部的铁素体相部分的内层部63具有这样的内层结构：具有对作为被磁屏蔽构成元件的机芯1进行磁屏蔽的磁屏蔽功能。在该实施例中，内层部63为这样的内层结构：具有厚度均一的基础内层69，该基础内层69不包括在内层部63与所述奥氏体化了的表面层61的边界区域出现的凹凸部分65、67。在该实施例中，基础内层69的厚度为50μm。基础内层69的厚度根据该钟表自身的大小和推定的外部磁场的大小的关系来设定。优选至少确保大约50μm的厚度，虽取决于铁素体系不锈钢基材的板厚，但是在大型钟表的情况下也可以达到大约1000μm～2000μm。 [0043] 所述后盖60和机壳70以含有17wt％～25wt％的Cr(铬)的Fe-Cr系的铁素体系不锈钢为基材，通过从该基材的表面添加氮原子而奥氏体化了的所述表面层61是在留下了所述铁素体相内层部63的状态下形成的。 [0044] 另外，奥氏体化了的表面层61的厚度根据作为外装部件所要求的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性来设定。作为相当于所述基础内层69的基础表面层的厚度，优选确保至少5μm以上的厚度。在大型钟表的情况下，也可以为2000μm左右。 [0045] 图4表示没有基础内层69的内层结构。奥氏体化处理进入到内层深处，为铁素体相部分的内层部63断开。即，根据奥氏体化处理的程度，有时候会出现以下情况：两侧的奥氏体化了的表面层61、61彼此相连，无法维持为铁素体相的均一的层，内层部63断开。在内层部63这样断开的结构中，磁屏蔽功能会降低，因此优选以至少留有基础内层69的方式进行奥氏体化处理。 [0046] 回到图1继续进行说明。本实施例的中间框50与现有技术不同，由塑料等非磁性材料构成。这是因为，由于所述后盖60和机壳70的磁屏蔽功能，中间框50也可以没有磁屏蔽功能。这样能够与使中间框50没有磁屏蔽功能相应地，使中间框50自身比现有技术更加小型轻量化。另外，作为磁屏蔽材料的底板4为与现有技术相同的结构。 [0047] 在图1中，柄轴管10嵌入并固定于机壳70中，在该柄轴管10内可旋转地插入有表冠11的轴部12。机壳70和沟缘8通过塑料衬垫13固定，沟缘8和玻璃板9通过塑料衬垫14固定。此外，后盖60虽螺合于机壳70，但是在它们的接合部(密封部)15中，以压缩状态插入有环状的橡胶衬垫(后盖衬垫)16。通过该结构使得密封部15被液密地密封，可实现防水功能。 [0048] 在表冠11的轴部12的中部外周形成有槽17。在该槽17内嵌合有环状的橡胶衬垫(表冠衬垫)18。橡胶衬垫18与柄轴管10的内周面紧密接触地被压缩在该内周面和槽17的内面之间。通过该结构，表冠11和柄轴管10之间被液密地密封，可实现防水功能。另外，在旋转操作了表冠11时，橡胶衬垫18与轴部12共同旋转，在与柄轴管10的内周面紧密接触的同时沿周向滑动。 [0049] 接着，对上述实施例的作用进行说明。 [0050] 根据本实施例，由于构成该钟表的壳体的后盖60和机壳70由铁素体系不锈钢构成，因而加工很容易，且由于表面具有奥氏体化了的表面层61，因而充分具有作为外装部件所要求的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性。另外，内部的为铁素体相内层部63具有充分具备对所述机芯1的磁屏蔽功能的内层结构，因此能够充分发挥对机芯1的磁屏蔽功能。因此，能够提高该钟表作为商品的设计开发的自由度，而且无需专用的磁屏蔽部件2、5，能够容易地实现小型化。 [0051] 对所述小型化的实现进行具体的说明。即，由于与钟表的机芯1对置配置的该后盖60具有基于其内层(铁素体相)部63的磁屏蔽功能，因此可以不需要以往所必需的专用的磁屏蔽材料2，因而能够容易地实现钟表整体的小型化。重复前面的说明，由于机芯1中已经是压缩了精密机构，因此可以说推进机芯自身的小型化已经接近极限，因此可以说通过本实施例实现的小型化是很有效果的。 [0052] 此外，根据本实施例，由于所述内层结构具有厚度均一的基础内层69，该基础内层69不包括在所述内层部63与所述奥氏体化了的表面层61的边界区域出现的凹凸部分65、 67，因此能够防止基于如图4所示的断开而产生的问题，能够切实地具备磁屏蔽功能。另外，通过根据铁素体系不锈钢基材的厚度来设定奥氏体化处理的深度，能够确保这样厚度均一的基础内层69。 [0053] 在以上的说明中，钟表的所述后盖60和机壳70双方都由一并具有作为外装部件的硬度、耐腐蚀性、美观度等表面特性以及磁屏蔽功能的材料(具有奥氏体化表面层的铁素体系不锈钢)构成，但是根据钟表的规格不同，也可以是所述后盖60和机壳70中的仅一方由该材料构成，而另一方由仅考虑了作为外装部件的所述表面特性的其他材料构成。 [0054] 【实施方式2】 [0055] 在上述实施方式1中，壳体(所述后盖60和机壳70)是以铁素体系不锈钢为基材，通过从该基材的表面添加氮原子而奥氏体化了的所述表面层61在留有所述铁素体相内层部63的状态下形成，也可以通过如下方式进行制造。 [0056] 以铁素体系不锈钢制作出希望的形状的壳体，使该壳体从表面吸收氮原子对整体进行了奥氏体化之后，通过急冷来转换成奥氏体单相。然后，使该奥氏体单相升温后，以生成氮化铬的冷却速度进行冷却。由此，如图5示意性地表示，能够在表面保持为奥氏体化后的表面层61的情况下使内部恢复成铁素体相内层部63。图5表示由奥氏体相恢复而成的铁素体相的量还很少的状态，铁素体相部分零星分布。通过恢复到铁素体相的量的进一步增加，能够达到图3所示的内层结构。 [0057] 根据该制造方法，在作为氮浓度而添加了奥氏体化所必需的量的状态下，完成奥氏体化处理，从而能够使铁素体系不锈钢整体转换成奥氏体单相。该转换也可以通过进行多次奥氏体化处理来实现。 [0058] 接着，使该奥氏体单相升温后，通过以生成氮化铬的冷却速度进行冷却，能够在表面保持为奥氏体化了的表面层的状态下使内部恢复成铁素体相内层部。这是因为，通过生成氮化铬，该部分的氮浓度减小，因而在氮浓度较小的内部，奥氏体相变得不稳定，而变成铁素体相。虽然在表面层的部分也会生成氮化铬，但是由于表面层的氮浓度比内部更大，因此，即使因生成氮化铬而使氮浓度减小，奥氏体相也能够稳定地存在。通过这样的方法也能够制造出所述壳体。 [0059] 在该制造方法中，由于氮化铬分散于奥氏体化了的表面层61和内部的铁素体相内层部63两者、即分散于整体，因此整体强度得以提高。 [0060] (铁素体系不锈钢的说明) [0061] 对成为本发明中的壳体的材料的铁素体系不锈钢进行说明。该成为壳体材料的铁素体系不锈钢基材只要是Fe-Cr系合金，就不限定于特定的材料，但是优选采用满足以下条件的材料。 [0062] 关于构成壳体的Fe-Cr系合金，优选Cr的含有率为15wt％～25wt％，更优选为17wt％～22wt％。当Cr的含有率的值在所述范围内时，能够得到良好的耐腐蚀性、外观、可加工性以及磁遮蔽性(磁屏蔽性)。与此相对地，当Cr的含有率不足所述下限值时，有可能无法得到足够的耐腐蚀性。另一方面，当Cr的含有率超过所述上限值时，有可能无法得到足够的磁遮蔽性，例如，在用作钟表用的壳体时，难以充分防止钟表的机芯因外部磁场而受到不好的影响。 [0063] 此外，构成壳体的Fe-Cr系合金也可以包含除了Fe、Cr以外的成分(元素)。由此，可以发挥对应于各成分(元素)的固有效果。作为这样的成分(元素)，例如可以列举Mo(钼)、Nb(铌)、Mn(锰)、Si(硅)、Zr(锆)、Ti(钛)等。 [0064] 例如，若构成壳体的Fe-Cr系合金含有Mo的话，则在上述的奥氏体化表面层61的生成时，能够高效地进行氮原子向基材的表面附近的导入(例如，向晶界的扩散)，并且能够使作为外装部件的耐腐蚀性特别优良。构成基材的Fe-Cr系合金中的Mo的含有率优选为1.0wt％～4.0wt％，更优选为1.5wt％～3.5wt％。 [0065] 当Mo的含有率的值在所述范围内时，不仅作为外装部件的美观度特别优良，而且在奥氏体化表面层61的生成时，能够高效地进行氮原子向基材的表面附近的导入(例如，向晶界的扩散)，并且能够使作为外装部件的耐腐蚀性特别优良。 [0066] 与此相对地，当Mo的含有率不足所述下限值时，可能难以通过其他成分的含有率等将作为外装部件的耐腐蚀性调整成足够优良。此外，当Mo的含有率不足所述下限值时，可能在奥氏体化表面层61的生成时，难以充分高效地进行氮原子向基材的表面附近的导入(例如，向晶界的扩散)。另一方面，当Mo的含有率超过所述上限值时，奥氏体化表面层61的结构组织的不均匀化变得明显，进而会产生Fe、Cr和Mo的析出物，可能会降低作为外装部件的审美性。 [0067] 此外，若构成壳体的Fe-Cr系合金含有Nb的话，则奥氏体化表面层61的硬度提高，能够使作为外装部件的耐擦伤性、耐压痕性等特别优良。构成壳体的Fe-Cr系合金中的Nb的含有率优选为0.08wt％～0.28wt％，更优选为0.10wt％～0.25wt％。当Nb的含有率的值在所述范围内时，能够使作为外装部件的美观度特别优良，并且能够使耐久性(耐擦伤性、耐压痕性等)特别优良。与此相对地，当Nb的含有率不到所述下限值时，有可能不能充分发挥上述含有Nb所产生的效果。另一方面，当Nb的含有率超过所述上限值时，有可能产生作为外装部件的耐腐蚀性降低的问题。 [0068] 此外，关于构成壳体的Fe-Cr系合金，优选实际上不含Ni(镍)或者Ni的含有率足够小的合金。由此，在形成奥氏体化表面层61时，能够更高效地进行氮原子向基材的表面附近的导入(例如，向晶界的扩散)，能够使作为外装部件所需的耐腐蚀性、耐久性特别优良。此外，磁遮蔽性也变得优良，例如，在用作钟表用外装部件时，能够更加可靠地防止钟表的机芯因外部磁场而受到不好的影响。并且，能够更加有效地防止金属变态反应的发生等。关于构成壳体的Fe-Cr系合金中的Ni的含有率，优选在0.05wt％以下，更优选在0.01wt％以下。由此，能够更加显著地发挥上述效果。 [0069] 此外，关于构成壳体的Fe-Cr系合金，优选实际上不含C(碳)或者C的含有率足够小。由此，能够更有效地在成形时将耐腐蚀性的降低抑制到最小限度。优选该Fe-Cr系合金中的C的含有率在0.02wt％以下，更优选在0.01wt％以下。由此，可以使所述的效果更为显著地发挥出来。 [0070] 此外，关于构成壳体的Fe-Cr系合金，优选实际上不含S(硫)或者S的含有率足够小。由此，能够使作为外装部件的耐腐蚀性特别优良。该Fe-Cr系合金中的S的含有率优选在0.02wt％以下，更优选在0.01wt％以下。由此，可以使所述的效果更为显著地发挥出来。 [0071] 此外，关于构成壳体的Fe-Cr系合金，优选实际上不含P(磷)或者P的含有率足够小。由此，能够使作为外装部件的耐腐蚀性特别优良。该Fe-Cr系合金中的P的含有率优选在0.07wt％以下，更优选在0.05wt％以下。由此，可以使所述的效果更为显著地发挥出来。 [0072] 如上所述，在基材的表面附近，通过添加氮原子，而设置有奥氏体化了的奥氏体化表面层61。 [0073] 通过具有这样的奥氏体化表面层61，作为外装部件，具有优良的硬度、并且耐擦伤性(不易出现损伤)、耐压痕性(不易出现压痕)等优良。特别是基材主要由Fe-Cr系合金构成，并且具有奥氏体化表面层61，因而作为外装部件具有优良的美观度，并且硬度高，耐擦伤性、耐压痕性、耐腐蚀性等优良。因此，作为外装部件，其耐久性优良，且能够长时间地保持优良的美观度。 [0074] 此外，奥氏体化表面层61中的含氮率优选为0.3wt％～1.2wt％，更优选为0.8wt％～1.2wt％。当奥氏体化表面层61中的含氮率的值在所述范围内时，能够使作为外装部件的美观度和耐久性特别优良。与此相对地，当奥氏体化表面层61中的含氮率不足所述下限值时，根据奥氏体化表面层61的厚度的不同等，可能难以使作为外装部件的硬度、耐久性(耐擦伤性、耐压痕性、耐腐蚀性等)足够优良。另一方面，当奥氏体化表面层61中的含氮率超过所述上限值时，根据奥氏体化表面层61的厚度的不同等，有可能难以控制含氮量，添加氮时需要较长时间或者复杂的设备。 [0075] 作为外装部件，优选设有奥氏体化表面层61的部位处的维氏硬度Hv在350以上，更优选在400以上，进而更优选在450以上。当维氏硬度Hv不足所述下限值时，根据作为外装部件的用途的不同，可能无法得到足够的耐擦伤性等。 [0076] (壳体的制造方法) [0077] 接着，对作为上述那样的外装部件的壳体制造方法进行说明。 [0078] 《基材准备工序》 [0079] 基材主要由上述的Fe-Cr系的铁素体系不锈钢构成。基材通常预先成形为作为要制造的外装部件的对应形状。由于一般该铁素体系不锈钢加工容易，因此即使是钟表用外装部件那样的复杂且精细的形状的壳体，也能够容易且可靠地成形。 [0080] 对于用于制造外装部件的基材，也可以在奥氏体化处理工序之前，实施例如镜面加工、线条(筋目)加工、梨皮面加工等表面加工。由此，可以使得到的外装部件的表面的光泽度具有变化，能够进一步提高得到的外装部件的装饰性。镜面加工例如可以采用公知的研磨方法进行，例如可以采用抛光(磨光)研磨、转筒研磨以及其他机械研磨等。 [0081] 《奥氏体化处理工序》 [0082] 接着，对铁素体系不锈钢基材实施奥氏体化处理。由此，在基材的表面附近形成有奥氏体化表面层61，其余部位为铁素体相内层部63(图3)。 [0084] 此外，本工序中的热处理优选通过以下方式进行：使放置基材的空间以预定的速度升温，然后保持为预定的温度(保持温度)T。 [0085] 热处理时的升温速度并不特别限定，但是优选为5～20℃/分，更优选为5～15℃/分。当升温速度的值在所述范围内时，能够更为有效地防止结构组织的肥大化。与此相对地，当升温速度不足所述下限值时，热处理的时间变长，结构组织容易肥大化，并且表现出作为外装部件的生产成本升高的趋势。另一方面，当升温速度超过所述上限值时，有可能使对热处理设备的负荷增大。 [0086] 此外，热处理时的保持温度T并不特别限定，但是优选为950～1300℃，更优选为1000～1200℃。当保持温度的值在所述范围内时，能够充分防止基材的变形，表面粗糙等不良状况的产生，同时能够高效地形成合适的奥氏体化表面层61。与此相对地，当保持温度不足所述下限值时，存在基材的奥氏体化不能充分地进行的危险。另一方面，若保持温度超过所述上限值的话，则难以充分防止基材的变形、表面粗糙等不良状况的产生，可能导致外装部件的美观度降低。另外，保持温度T也可以在预定的温度范围内变动。这样的情况下，优选保持温度T的最大值和最小值都是上述范围内的值。 [0087] 此外，作为热处理时将基材保持在950℃以上的时间的保持时间，优选为3～48小时，更优选为10～30小时。保持时间的值在所述范围内的话，能够充分防止基材的变形，表面粗糙等不良状况的产生，同时能够高效地形成合适的奥氏体化表面层61。与此相对地，保持时间不足所述下限值时，存在基材的奥氏体化不能充分地进行的危险。另一方面，保持时间超过所述上限值的话，难以充分防止基材的变形、表面粗糙等不良状况的产生，可能导致外装部件的美观度降低。另外，保持时间超过所述上限值的话，外装部件的生产率会降低。 [0088] 此外，急冷处理时的冷却速度(例如，基材的温度从保持温度T冷却到100℃时的冷却速度)并不特别限定，但是优选在80℃/秒以上，更优选为100～300℃/秒。由此，能够形成硬度特别高且质地更为均一的奥氏体化表面层61，能够使作为外装部件的美观度和耐久性特别优良。与此相对地，冷却速度不足所述下限值时，有可能会在冷却时导致构成基材的Cr与氮发生非预期的反应，产生耐腐蚀性降低的问题。 [0089] 在以上的说明中，作为外装部件的壳体，对由具有内层部63和奥氏体化表面层61的基材构成的壳体进行了说明，但是本发明的壳体也可以具有除基材以外的构成元件。例如也可以在奥氏体化表面层61的表面上具有至少一层公知的覆盖层。由此能够使作为外装部件的耐腐蚀性、耐气候性、耐水性、耐油性、耐擦伤性、耐压痕性、耐磨损性、耐变色性、防锈性、防污性、防模糊性(防曇性)等特性更为优良。 [0090] 此外，本发明的装饰品并不限定于通过上述的方法制造出来的部件。 [0091] 下面，对本发明中的壳体的具体实施例进行说明。 [0092] 1.壳体的制造 [0093] (实施例1) [0094] 通过以下所示的方法，来制造壳体(手表的后盖)。 [0095] 首先，准备以Fe为主要成分的Fe-Cr系的铁素体系不锈钢基材。该基材具有这样的组分：Fe—18.3wt％、Cr—2.25wt％、Mo—0.15wt％、Nb—0.26wt％、Mn—0.006wt％、C—0.001wt、S—0.022wt、P—0.21wt、Si，主要由铁素体相构成。另外，除此之外的作为不可避免的不纯物质所含有的各元素的含有率均不足0.001wt％。 [0096] 接着，使用该基材，通过锻造制作出具有手表的后盖形状的基材，然后对必要的部位进行切削、研磨。 [0098] 在如此进行了清洗后的基材的表面上实施用于形成奥氏体化表面层的奥氏体化处理，从而得到手表的后盖。 [0099] 奥氏体化处理通过以下说明的方法进行。 [0100] 首先，准备奥氏体化处理装置，该处理装置具有：由石墨纤维等隔热材料围起来的处理室；对处理室内进行加热的加热单元；对处理室内进行减压(排气)的减压单元；以及向处理室内导入氮气的氮气导入单元。 [0101] 接着，将所述基材设置于该奥氏体化处理装置的处理室内，然后通过减压单元使处理室内减压到2Pa。 [0102] 接下来，通过减压单元对处理室内进行排气，同时通过氮气导入单元以2升/分的速度向处理室内导入氮气，并将处理室内的压力保持在0.08～0.12MPa。在该状态下，通过加热单元以5℃/分的速度使处理室内的温度上升到1200℃。 [0103] 将处理室内的温度在1200℃下保持12小时后，通过水冷将所述基材冷却到30℃。将该基材从1200℃冷却到30℃时的冷却速度平均为150℃/秒。 [0104] 由此，得到了手表的后盖60，该后盖60在基材的表面附近形成有导入氮原子而被奥氏体化了的奥氏体化表面层61。所形成的奥氏体化表面层61的厚度为350μm。此外，奥氏体化表面层61中的含氮率为0.9wt％。 [0105] (实施例2～7) [0106] 实施例2～7与实施例1的不同点仅在于构成基材的Fe-Cr系的铁素体系不锈钢的组分以及奥氏体化处理的条件如表1所示。除此不同点之外，其余与所述实施例1一样地制造出手表的后盖。 [0107] (比较例1) [0108] 除了未实施奥氏体化处理之外，与所述实施例1一样地制造出手表的后盖。即，在本比较例中，将通过锻造得到的基材直接用作后盖。 [0109] (比较例2) [0110] 通过如下所示的方法来制造出手表的后盖。 [0111] 首先，准备铁素体系不锈钢(主要由Fe构成，具有如下组分：Fe—21.63wt％、Cr—2.28wt％、Mo—0.12wt％、Nb—0.06wt％、S—0.45％、Mn—0.8wt％、Si—0.018wt％、P— 0.04wt％、C)的金属粉末。该金属粉末的平均粒径为10μm。 [0112] 将由75vol％的该金属粉末、8vol％的聚乙烯、7vol％的聚丙烯以及10vol％的固体石蜡构成的材料混匀。使用拌合机将所述材料混匀。此外，混匀时的材料温度为60℃。 [0113] 接着，对得到的混匀物进行粉碎、分级，成为平均粒径为3mm的颗粒。使用该颗粒通过注射成形机进行金属粉末注射成形(MIM)，制造出具有手表的后盖形状的成形体。此时的成形体是考虑了脱粘合剂处理和烧结时的收缩而成形的。注射成形时的成形条件为：模2 具温度为40℃，注射压力为80kgf/cm，注射时间为20秒，冷却时间为40秒。 [0114] 接着，对所述成形体实施使用了脱脂炉的脱粘合剂处理，得到脱脂体。关于该脱粘-1合剂处理，在1.0×10 Pa的氩气氛围中，在80℃下保持1小时，接着以10℃/小时的速度升温到400℃。测定热处理时的样本的重量，以重量停止减小的时刻为脱粘合剂的结束时刻。 [0115] 接下来，对这样得到的脱脂体采用烧结炉进行烧结，得到基材。该烧结通过在-3 -41.3×10 ～1.3×10 Pa的氩气氛围中实施900～1100℃×6小时的热处理来进行。 [0116] 对如上得到的基材的必要部位进行切削、研磨，得到手表的后盖。 [0117] (比较例3) [0118] 通过如下所示方法制造出手表的后盖。 [0119] 首先，准备奥氏体系不锈钢(主要由Fe构成，具有如下组分：Fe—18wt％、Cr—2.5wt％、Mo—0.03wt％、S—2wt％、Mn—0.8wt％、Si—0.04wt％、P—0.03wt％、C—15wt％、Ni)的金属粉末。该金属粉末的平均粒径为10μm。 [0120] 将由75vol％的该金属粉末、8vol％的聚乙烯、7vol％的聚丙烯以及10vol％的固体石蜡构成的材料混匀。使用拌合机将所述材料混匀。此外，混匀时的材料温度为60℃。 [0121] 接着，对得到的混匀物进行粉碎、分级，成为平均粒径为3mm的颗粒。使用该颗粒通过注射成形机进行金属粉末注射成形(MIM)，制造出具有手表的壳体(后盖)形状的成形体。此时的成形体是考虑了脱粘合剂处理和烧结时的收缩而成形的。注射成形时的成形条2 件为：模具温度为40℃，注射压力为80kgf/cm，注射时间为20秒，冷却时间为40秒。 [0122] 接着，对所述成形体实施使用了脱脂炉的脱粘合剂处理，得到脱脂体。关于该脱粘-1合剂处理，在1.0×10 Pa的氩气氛围中，在80℃下保持1小时，接着以10℃/小时的速度升温到400℃。测定热处理时的样本的重量，以重量停止减少的时刻为脱粘合剂的结束时刻。 [0123] 接着，对这样得到的脱脂体采用烧结炉进行烧结，得到基材。该烧结通过在-3 -41.3×10 ～1.3×10 Pa的氩气氛围中，实施900～1100℃×6小时的热处理来进行。 [0124] 对如上得到的基材的必要部位进行切削、研磨，得到手表的后盖。 [0125] 将各实施例和比较例所采用的基材的组分、奥氏体化处理的条件、奥氏体化表面层的条件总结在表1中进行表示。 [0126] [0127] 2.壳体的外观评价 [0128] 对所述各实施例和各比较例中制造出的各钟表的后盖，通过目视和显微镜进行观察，按照以下4个阶段的基准对它们的外观进行评价。 [0129] ◎：外观优良 [0130] ○：外观良 [0131] △：外观稍有不良 [0132] ×：外观不良 [0133] 3.表面层的耐擦伤性评价 [0134] 对所述各实施例和各比较例中制造出的各后盖进行如下所示的试验，评价耐擦伤性。 [0136] 然后，对后盖表面通过目视进行观察，按照以下4个阶段的基准对它们的外观进行评价。 [0137] ◎：在表面层的表面完全看不到伤痕的产生 [0138] ○：在表面层的表面基本看不到伤痕的产生 [0139] △：在表面层的表面看到些许伤痕 [0140] ×：在表面层的表面可显著地看到伤痕 [0141] 4.壳体的耐压痕性评价 [0142] 对所述各实施例和各比较例中制造出的各后盖，通过进行如下所示的试验，来评价耐压痕性。 [0143] 使SUS钢(不锈钢)制的球(直径为1cm)从各后盖上方高50cm的位置落下，对后盖表面的凹部的大小(凹痕的直径)进行测定，按照以下4个阶段的基准来进行评价。 [0144] ◎：凹痕直径不到1mm，或者找不到凹痕 [0145] ○：凹痕直径在1mm以上、且不到2mm [0146] △：凹痕直径在2mm以上、且不到3mm [0147] ×：凹痕直径在3mm以上 [0148] 5.壳体的耐腐蚀性评价 [0149] 对所述各实施例和各比较例中制造出的各后盖进行耐腐蚀性的评价。耐腐蚀性的评价这样进行：利用依据JIS G 0577的方法对孔蚀电位进行测量。孔蚀电位越高，可以说耐腐蚀性越优良。 [0150] 6.壳体的磁遮蔽性(磁屏蔽性)评价 [0151] 对所述各实施例和各比较例中制造出的各后盖进行如下所示的试验，评价磁遮蔽性。 [0152] 对所述各实施例和各比较例中制造出的各后盖，在各自的中心部附近在厚度方向进行冲裁。将冲裁下来的部分在30℃以下的条件下粉碎，填充到明胶(ゼラチン)制的胶囊中。对各胶囊使用磁通计(QUANTUMDESIGN公司制，MPMS-5S SQUID)测定磁化，得到磁滞曲线。磁化的测定在37℃条件下，—1000G～1000G(约—80000m/A～80000m/A)的磁场范围内进行。求出所得到的磁滞曲线在磁场为0附近的斜率，并以此为透磁率。透磁率越高，可以说磁遮蔽性越优良。 [0153] 这些结果与维氏硬度Hv一起表示在表2中。另外，作为维氏硬度Hv，表示对各后盖的表面(对于各实施例来说是设有奥氏体化表面层的部位)以测定荷重为20gf进行测量所得的值。 [0154] 【表2】 [0155]外观 耐擦伤性 耐压痕性 耐腐蚀性 磁遮蔽性 实施例1 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 实施例2 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ 实施例3 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ 实施例4 ◎ ◎ ○ ○ ◎ 实施例5 ○ ◎ ◎ ◎ ○ 实施例6 ◎ ○ ○ ○ ◎ 实施例7 ◎ ○ ○ ○ ◎ 比较例1 ○ × × × ○ 比较例2 × ◎ ◎ × ○ 比较例3 × ◎ ◎ × × [0156] 由表2可以明确，本发明的后盖均具有优良的美观度，且耐擦伤性、耐压痕性、耐腐蚀性也优良。由这些结果可以知道，本发明的后盖能够长时间地保持优良的美观度。此外，本发明的后盖的磁遮蔽性也优良。此外，本发明的后盖均具有没有毛刺感的优良的触感。 [0157] 与此相对地，比较例的后盖不能得到满意的结果。 |
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