装饰品及其制造方法技术

在本发明专利技术的钟表外部件等装饰品中，由不锈钢、钛或钛合金构成的基体具有选自碳原子、氮原子和氧原子中的至少一种原子固溶的硬化层，该硬化层表面有ＴｉＣ、ＴｉＮ等硬膜，不会损害基材所具有的耐腐蚀性，具有优异的耐擦伤性，而且还可呈现金色等各种色调，具有装饰价值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及装饰品(还包含零部件)及其制造方法，更详细地说，主要涉及其基材具有形成于表面至任意深度的有固溶原子固溶的硬化层(如渗碳层)的钟表外部件等。本专利技术还涉及涉及经过渗碳处理的不锈钢钟表外部件、特别是气体渗碳处理过的奥氏体不锈钢手表表带、玻璃框、表壳、后盖、表盘等钟表外部件及其制造方法以及具有光滑的无所谓“柚子皮”的表面亦即镜面的钟表外部件及其制造方法。
技术介绍
装饰品(如手表表带、玻璃框、表壳、后盖、拨针柄、表盘)等钟表外部件(构件)采用不锈钢、钛或钛合金。特别是不锈钢多采用耐腐蚀性及装饰性优良的奥氏体不锈钢。例如，对由奥氏体不锈钢的SUS316系材料或SUS304系材料构成的板材进行冷锻。再任意进行切削加工或开孔加工，精加工成手表表带节的形状。然后，将由此得到的节与节连接起来，就形成了表带。但由于奥氏体不锈钢的镜面容易划伤，因此直接使用奥氏体不锈钢的手表表带、玻璃框、表壳、后盖、表盘等钟表外部件存在着外表容易擦伤的缺点。为了克服这样的缺点，研究了通过渗碳处理使奥氏体不锈钢等不锈钢表面硬化的技术。但渗碳处理过的不锈钢表面会由于碳原子的渗透而导致晶格变形，表面变得粗糙，因此，再对渗碳处理过的不锈钢表面进行研磨，最后形成镜面的技术也在试验中。例如，日本特许公开公报1979年第86441号虽未说明是奥氏体不锈钢，报道说，将用低碳钢或低合金渗碳钢等制成的齿轮、螺丝、轴类等精密微小零部件在900℃温度下进行固体渗碳处理，并对该零部件表面进行滚磨，就能够容易地得到镜面。但是，若将奥氏体不锈钢那样的含有大量铬的金属在700℃以上高温进行渗碳处理，则其不锈钢表面会有铬碳化物析出。其结果，不锈钢本身的含铬量减少，不锈钢的耐腐蚀性显著降低。而且，由于该铬碳化物粗而大，因此在不锈钢渗碳区域不能得到高的硬度。为了防止上述铬碳化物析出，可考虑在700℃以下的低温对奥氏体不锈钢进行渗碳处理的方法，但若在这样的低温进行渗碳处理，则由于会在不锈钢表面形成妨碍碳原子渗透的钝态膜，从而无法使不锈钢表面硬化。近年来，人们研究了在保持奥氏体不锈钢优异的耐腐蚀性的同时使其不锈钢表面硬化的技术。例如，在日本特许公开公报1997年第71854号、第268364号和302456号所公开的技术中，在含氟气体氛围中以300～500℃的低温对奥氏体不锈钢进行氟化处理，使上述钝态膜变为碳原子容易渗透的氟化膜。然后，在渗碳性气体氛围中以400～500℃的低温对奥氏体不锈钢进行渗碳处理，再进行酸洗处理或机械研磨(例如柔性喷磨、滚磨、抛光等)。这样得到的装饰品(如手表表带)，在保持耐腐蚀性的同时，从基材的奥氏体不锈钢表面至5～50μm的深度，形成坚硬的硬化层，即渗碳层。由此，基材表面成为很好的镜面，同时其镜面的表面硬度为500～700维氏硬度(HV)，这是未进行表面硬化处理的不锈钢所达不到的高硬度。如上所述，由于奥氏体不锈钢表面经硬化处理的装饰品(包括饰身物品)不容易划伤，因此具有能长时间保持美观的优点。但是，即使是以上述表面硬化过的不锈钢为基材的装饰品，若受到锋利的很大外力的作用，也会划伤。因而希望有以比以往的装饰品具有更高表面硬度即更优异的耐擦伤性能的不锈钢为基材的。另一方面，对于手表的外部件或手镯等装饰品，作为饰身物品，要求其具有与其它装饰品相同的价值。因此，在这样的饰身物品的表面常常会有装饰性薄膜形成。这样的装饰性薄膜广泛使用湿式镀膜法形成的金合金薄膜等。但是，这些金合金薄膜较软，容易划伤。因而，即使用这样的软的金合金薄膜覆盖硬化过的饰身物品基材表面，由于金合金薄膜被划伤，从而损坏其作为装饰品的美观。这样的饰身物品存在不能充分发挥上述基材表面硬化了的优点。因而，希望有金合金薄膜其本身虽然较软但从金合金薄膜表面测得的表面硬度较硬即具有优异耐擦伤性能的。另外，在日本特许公开公报1997年第71854号、第268364号及第302456号所述的技术中，由于在低温下对奥氏体不锈钢进行渗碳处理，因此不锈钢不会有铬碳化物析出，也不会变得粗大，但在渗碳层的最外层表面会形成主要是不锈钢中的Fe与C共存的层，大概是含有Fe2O3等铁的氧化物的“黑皮”。在这些公报所述的技术中，通过酸洗处理或机械研磨除去黑皮。但是，对于上述在低温下气体渗碳处理过的不锈钢钟表外部件，仅通过滚磨及抛光等机械研磨，无法完全除去其表面上形成的黑皮，从而无法使钟表外部件表面成为镜面。这是由于，几乎所有的钟表外部件，为了得到装饰性的美观，都构成复杂的形状，因而存在孔的内壁、凹陷的内壁或底面等不能研磨的地方。另外，在将若干个零部件连接而成的钟表外部件中，该零部件与其它零部件相对的面也很难研磨。例如将许多表带节用连接件连接而成的手表表带，相邻节与节之间的间隙越小，越难研磨。另外，仅通过酸洗处理，也不能够使钟表外部件的表面成为镜面。上述公报中所述的酸洗处理，是利用强酸溶液使黑皮所含的铁溶解，使黑皮从钟表外部件表面剥离。但是，由于不锈钢本身也含有铁，因此渗碳处理层表面会受到该强酸溶液侵蚀。结果，渗碳处理层经酸洗处理后的表面粗化，不能形成镜面。再有，不锈钢钟表外部件表面所需要的精加工不仅是成为镜面。为了得到装饰性的美观，要求进行各种机械精加工。例如要求精加工成雕有大量平行纹路的发纹或刻有大量微细凹部的珩磨等。但是，渗碳处理过的不锈钢表面由于是硬质表面，因此产生的问题是，很难进行上述机械精加工。因而，希望有不损害奥氏体不锈钢等不锈钢本来具有的优异的耐腐蚀性、又具有优异的耐擦伤性能而且表面呈镜面的不锈钢钟表外部件，和希望有不损害奥氏体不锈钢等不锈钢本来具有的优异的耐腐蚀性、又具有优异的耐擦伤性能而且表面能进行发纹加工及珩磨加工等机械精加工的不锈钢钟表外部件，以及它们的制造方法。另外，如上所述在400～500℃那样的低温下气体渗碳处理过的钟表外部件(如表带节的表面)，虽然经过研磨，但仍不会成为钟表外部所需要的很好的镜面，可观察到有微细凹凸存在的“柚子皮”。其原因在于，由于气体渗碳处理，固溶于不锈钢表面的金属晶粒内的碳比该晶界要多。即，随着碳渗透到形成粒状的金属晶粒内，金属晶粒变得肥大，向外膨胀，从而在晶粒与晶界之间产生阶差。若从不锈钢表面来看，晶粒比晶界要高。上述晶粒与晶界的阶差，即使经过气体渗碳处理后的一系列处理(即酸洗处理、机械研磨)，也不会消失。结果，晶粒从不锈钢表面浮出，可容易地用肉眼看到，浮出的大量晶粒看起来就是不锈钢表面的微细凹凸，即“柚子皮”。上述“柚子皮”不限于不锈钢，是在将钛或钛合金等用于钟表外部的金属以不到该金属再结晶温度附近的温度进行表面硬化处理(例如渗碳处理)时均会发生的现象。具体地说，是在不到稍微超过再结晶温度的温度下进行表面硬化处理时发生的现象。另外，上述“柚子皮”不限于将碳作为固溶原子的渗碳处理，是以氮或氧作为固溶原子，以不到所用金属的再结晶温度附近的温度进行表面硬化处理时均会发生的现象。因而，希望有这样一种外观漂亮的钟表外部件及其制造方法即使将钟表外部用的金属以不到该金属再结晶温度附近的温度进行表面硬化处理，其表面也没有所谓“柚子皮”，非常光滑，亦即是镜面。本专利技术的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提供从表面至任意深度形成有硬化层(如渗碳层)的基材表面具有比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装饰品，其基材表面至任意深度有硬化层的装饰品，固溶原子固溶在该硬化层中，其特征在于，在基材的硬化层表面上形成硬膜。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：串田八郎，花井贤司，安藤益嗣，井上健，滨野一己，田野仓幸夫，目黑昭，池田信二，
申请(专利权)人：西铁城控股株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]