JPH03153825A

JPH03153825A - 刃物の製造方法

Info

Publication number: JPH03153825A
Application number: JP29287289A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hamada; 糾濱田; Shuji Yamada; 修司山田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-11-11
Filing date: 1989-11-11
Publication date: 1991-07-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH0717966B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、電気かみそり、バリカン、芝刈機、はさみ
、カッター、小力等に適用される刃物、特に、櫛状刃も
しくは網目状刃などのように複雑な形状の刃物の製造に
有効な方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、特開昭５０−８４３５５号公報、特開昭５２−６
８５５−３号公報に開示されているように、金属刃の表
面に酸化物をコーティングすることにより、耐摩耗性・
耐腐食性が向上することが知られている。金属刃に酸化
物をコーティングする方法としては、特開昭５２−９２
６５５号公報に開示されているイオンブレーティングの
ような物理蒸着もしくは化学蒸着法がある。また、最近
では、金属刃にＴｉＮ’ＰＺｒＮ膜をスパッター法でコ
ーティングしたり、Ｚｒ０１系セラミ・ツク焼結体で刃
金体を形成したりするようになってきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述のイオンブレーティングやスパッターのよ
うな方法だと、被膜の厚みを充分にとることが困難であ
る。また、方法が複雑なために、刃の両面に同時にコー
ティングすることができなかったり、あるいは、複雑な
形状の刃にコーティングすることが困難であったりする
といった欠点を有していた。

さらに、平面性の良好な金属板にコーティングした場合
、同金属板と被膜との密着性が弱いという問題を有して
いる。これを改善するために、金属板と被膜との間にア
ンカー効果を持たせているが、このためには金属板に微
細な凹凸をつけるなど複雑な工程が必要となっていた。

また、Ｚｒ０ｍ系バルク焼結体を刃として使う場合、寸
法精度が低かったり、刃先が欠けたりするなどの問題が
あった。

以上に述べた従来法は、それぞれに問題点をかかえてい
るため、産業上有利ではない。

発明者らは、酸化アルミニウム（アルミナ）で被覆した
刃物の製造方法について種々の検討を重ねた結果、下記
■または■の組成を持つ、アルミニウム含有のステンレ
ス鋼を用い、同ステンレス鋼を酸化雰囲気中で加熱して
表面に酸化アルミニウム膜を析出させることによって切
れ味の良い刃物を優れた生産性で供給できることを知見
した。

■　組成が重量％で、Ｃｒ：１５〜３０％、Ｎｉ：０〜
１０％、Ａｌ：２〜６％、Ｔｉ、、Ｎｂ。

Ｚ　ｒ　ＳＹ　１Ｈｆ　１Ｃｅ　ＳＬ　ａ　％　Ｎ　ｄ
およびＣｄのうちの少なくとも１つの元素：０．０５〜
１．０％、ならびに、残部：実質的にＦｅである合金。

■　組成が重量％で、Ｎｉ：１２〜４０％、Ｃｒ：９〜
２４％、Ａｌ：４〜７％、Ｔ　ｉ　、、Ｎ　ｂおよびＺ
ｒのうちの少なくとも１つの元素：０．１〜０．８％、
希土類元素およびＨｆのうちの少なくとも１つの元素：
　０．０５〜０．２％、ならびに、残部：実質的にＦｅ
である合金。

しかしながら、上記組成■および■の合金を用いて、発
明者らの見出した方法により刃物を製造した場合、刃物
の切れ味や寿命などにまだ改善の余地があった。

そこで、この発明は、これらの問題点を解決するために
提案されたもので、櫛状刃や網目状刃のような複雑な形
状を有する刃に対しても、加工性良く刃物形状にでき、
かつ、全面を効率良く、密着度の充分な酸化物でコーテ
ィングすることができ、切れ味や寿命の向上した刃物の
製造方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明にかかる刃物の製
造方法は、刃物形状に成形されたアルミニウム含有の合
金を酸化雰囲気中で８００℃以上、１３００℃以下の温
度に加熱することにより、前記合金の表面に酸化アルミ
ニウムを析出させる刃物の製造方法であって、前記合金
が下記■の組成を持つものであることを特徴とする。

■　組成が重量％で、Ｃｒ：２５〜３５％、Ｎｉ：１５
〜２５％、Ａｆｆ：４〜８％、Ｔｉ：Ｏ〜０．５％、Ｚ
ｒ、Ｙ、Ｈｆ、Ｃｅ、Ｌａ、ＮｄおよびＧｄのうちの少
なくとも１つの元素：０．０５〜１．０％、ならびに、
残部：実質的にＦｅである合金。

この発明にかかる刃物の製造方法は、合わせ板がアルミ
ニウム含有の合金であり母材が高硬度鋼であるクラッド
材を刃物形状に成形したものを酸化雰囲気中で８００℃
以上、１３００℃以下の温度に加熱することにより、前
記合金の表面に酸化アルミニウムを析出させる刃物の製
造方法であって、前記アルミニウム含有の合金が上記■
の組成を持つものであることを特徴とする。

この発明にかかる刃物の製造方法は、アルミニウム含有
の合金となる組成の溶湯を急冷凝固させてから刃物形状
に成形したものを、酸化雰囲気中で８００℃以上、１３
００℃以下の温度に加熱することにより、前記合金の表
面に酸化アルミニウムを析出させる刃物の製造方法であ
って、前記アルミニウム含有の合金が上記■の組成を持
つものであることを特徴とする。

さらに、この発明にかかる刃物の製造方法は、前記特定
の組成を持つアルミニウム含有の合金の表面に析出した
酸化アルミニウム膜の上に潤滑性皮膜を形成するように
している。

上記■の組成において、残部が実質的にＦｅであるとは
、残部がすべてＦｅである場合のみを言うのではなく、
たとえば、残部がＦｅ以外に不可避的に存在している不
純物も含んでいる場合も意味している。なお、不純物の
中でも、Ｓｔ、Ｃ。

Ｎの３元素は、下記の理由により、下記の範囲となるよ
うにすることが好ましい。

Ｓｔは高温酸化処理中にＳ　ｉ　Ｏｓとなり、酸化アル
ミニウム被膜に混入して被膜の緻密性を損なうおそれが
あることから、０゜３重量％以下とすることが好ましい
、０重量％であってもよい。

Ｃは高温でＣｒと反応してＣｒ炭化物を形成し、合金を
脆化させる。また、ＣＯがＣＯ，ガスとなり、酸化アル
ミニウム被膜を破壊する。さらに、希土類元素と容易に
反応し被膜の密着性向上に対する希土類元素の効果を低
下させる。これらのことから、Ｃは０．０１重量％以下
が望ましい。０重量％であってもよい。

Ｎは合金の靭性を低下させ、また、高温加熱中にＣ「と
反応しＣｒ系窒化物となり、合金の脆化の原因となりう
る。このため、０．０１５重量％以下が望ましい、０重
量％であってもよい。

この発明で用いる合金は、基本的にはフェライト相であ
るが、数％、より好ましくは５％（体積率）以下のオー
ステナイト相が混合しても合金の性質を損なうことはな
く、均質な膜を形成することが可能である。

上記■の組成を持つ合金を所望の刃物形状に成形する。

この成形方法は、特に限定はないが、たとえば、真空熔
解して加工する方法などが使用される。前記刃物形状は
特に制限はなく、たとえば、第１図（ａ）にみるような
電気かみそりの外側の網状の刃ｌｌ、第１図（ｂ）にみ
るような電気かみそりの内側の刃１２、第４図にみるよ
うなバリカンの可動刃ｌＯまたは固定刃など、芝刈機、
はさみ、カッター、小力などに通用される刃の形状が挙
げられる。特に、この発明では、バリカンなどの櫛状刃
、もしくは、電気かみそりの薄板状の内側の刃や、さら
に薄い網目状の外側の刃などのように薄くて複雑な形状
の刃を製造することが可能である。刃物の断面形状は、
くさび状、テーパーをつけたものなどがありうるが、全
く切れないということがないのであれば、刃先が鋭角に
なっている必要はない。

なお、この発明で用いる合金は、ＡＩを多く含んでいる
ため、加工性が悪く、通常の熱間圧延では薄帯（たとえ
ば、厚み０．２　ｗ以下）にしにくいことがある、そこ
で、薄板状にする場合には、つぎのようにすると良い、
すなわち、上記■の組成の溶湯を急冷凝固することによ
り所望の厚みにしたり、あるいは、後で詳しく説明する
ように、急冷凝固後に冷間圧延などにより所望の厚みに
したりするのである。前記■の組成の金属を、たとえば
、アルミするつぼにいれて高周波真空溶解を行い、母合
金を作製する。この母合金を石英ノズル中に入れ、アル
ゴン雰囲気などの不活性気体雰囲気中で再度高周波溶解
し、その溶湯を急冷凝固する。急冷凝固法としては、単
ロール法、双ロール法、ドラム法、ディスク法など多数
あり、適宜選択して使用すればよい。単ロール法を用い
る場合を例に挙げて詳しく説明すると、たとえば、５Ｕ
Ｓ３０４で直径７５０　ｍｍのロールを用い、ロールの
周速を約４０ｍ／秒としたときに厚み４０μ■の薄帯が
得られ、約４ｍ／秒としたときに厚み２００ｎの薄帯が
得られる。ノズルの材質は、たとえば、透明石英であり
、ノズルの先端は、幅０．３　ｔａ、長さ５０鶴のスリ
ットが設けられている。また、ノズル先端とロール間の
距離は、たとえば、１１箇に設定される。得られた薄帯
の厚みは４０〜２００μであり、幅は約５０ｎ、長さは
２〜３ｍである。この薄帯をそのままで所望の刃物形状
に成形したり、あるいは、冷間加工などにより所望の厚
みたとえば４０　””　１００　ｐ＊にしてから所望の
刃物形状に成形したりする。前記急冷凝固法により得ら
れた薄帯には、鋳造組織が薄帯面に垂直に存在したり、
厚みが全面均一ではなかったりする。

それゆえ、３０〜５０％の冷間圧延を行い、厚みおよび
機械的性質の均質化を行う方が好ましい。

このようにして得られた厚み１００．ｎ以下の薄帯を電
気かみそりの外刃または内刃などの形状に成形加工する
。この場合、電気かみそりの内刃は薄帯からの打ち抜き
加工で成形でき、割れは発生しない。また、電気かみそ
りの外刃の製造においては、薄帯の打ち抜き加工、ある
いは、冷間圧延時にローラにより凹凸をつけておき、凸
部を研削することによって第１図（ａｌにみるような形
状の刃物１１に成形することができる。この場合も割れ
は発生しない。なお、急冷凝固を利用する場合、刃物形
状は電気かみそりの外刃、内刃に限定されない。

この発明では、刃材の機械的強度をより高めて欠けなど
を起こりにくくするために、次のような構成のクランド
材を使用することができる。すなわち、第５図（ａ）お
よび（ｋｌ）にみるように、上記特定の組成を有する合
金からなる合わせ板５と、高硬度鋼からなる母材７とで
構成されているクラッド材を所望の刃物形状に成形する
のである。高硬度鋼としては、後述の酸化熱処理が８０
０〜１３００℃で行われることから、まず耐熱性がある
こと、さらには、クラッド化するときには上記■の組成
を有する合金に比べて高変形抵抗を有し、クラッド化を
可能にすること、酸化アルミニウム析出処理の後に母材
を硬化処理で高硬度化することが望ましく、下記のもの
が適当である。たとえば、高硬度工具鋼、刃物用ステン
レス鋼、オーステナイト系やセミオーステナイト系を中
心とするＰＨステンレス鋼、マルエージ鋼、高Ｃｒ−Ｎ
ｉオーステナイト系耐熱鋼、あるいは、超耐熱鋼などが
挙げられるが、これらに限定されるものではない、上記
■の組成を有する合金と高硬度鋼とを用いてクラッド材
を作るには、熱間または冷間圧接圧延、爆着法、ろう付
は法などを利用できるが、この発明における酸化アルミ
ニウム析出処理温度が８００℃以上、１３００℃以下で
あるため、冷間圧延やろう付は法はあまり好ましくない
。この発明において使用する上記■の組成を有する合金
も高硬度鋼も共に耐熱性を有しているので、熱間での圧
接圧延が最も通している。クラッド材は、たとえば、次
のようにして作られる。上記■の組成の合金を真空溶解
後、８５０〜１０００℃で熱間鍛造および／または熱間
圧延によりＯ，１〜１．５　＋ｕ厚の板材とする。この
ようにして得られた板材すなわち合わせ板５と高硬度鋼
の板材すなわち母材７とを表面清浄してから、母材７の
両面または片面に合わせ板５をはり合わせ、９５０〜１
０５０℃に加熱し、臣下率が約９０％前後で繰り返し圧
延を行い、所望の厚みにする。このとき、上記■の組成
の合金の厚みは、たとえば、Ｑ、　ｌ　重ｓ以上にする
ことが好ましい。０．１　ｍｓ未満だと、合金からなる
合わせ板に割れが発生しやすいからである。

合わせ板を母材である高硬度鋼の両側に配するか、片側
に配するかは、作ろうとする刃物に応して選択すればよ
い。こうして得られたクラッド材を所望の刃物形状に成
形する。この成形方法は特に限定はないが、たとえば、
切削加工によって刃切りを行ったり、打ち抜き加工、あ
るいは、冷間圧延時にローラにより凹凸をつけておき、
凸部を研削する方法などが挙げられる。

刃物形状に成形された刃材を酸化雰囲気中で加熱処理す
る。酸化雰囲気としては、酸素（ＯＸ、０３だけではな
く、他の元素と化合物を形成している場合も含む）を含
む気体、たとえば、大気が使用される。加熱温度は、８
００℃以上（好ましくは１０００℃以上）、１３００℃
以下の範囲とする必要があり、たとえば、この範囲内で
目的とする酸化膜の厚みに応じて設定すればよい。８０
０℃未満だと、酸化アルミニウム被膜の生成速度が極端
に遅く、１　ｕｓ以上の被膜を得るのに長時間を要する
という問題があり、１３００℃を越えると刃材が軟化・
変形、さらに脆化するだけでなく、生成被膜に亀裂や剥
離が生じやすいという問題がある。また、加熱時間は特
に制限はないが、０゜５時間以上とするのが好ましく、
この範囲内で目的とする酸化膜の厚みに応じて設定すれ
ばよい。

加熱時間が０．５時間よりも短いと、全体に均一な酸化
アルミニウム膜が形成されないことがある。

前記加熱処理により、第２図（ｂ）または第５図にみる
ように、合金２または５表面に酸化アルミニウムが析出
する。好ましくは、酸化アルミニウムの被膜１を形成す
る。

こうして得られた刃物は、前記特定組成の合金２または
５の表面に酸化アルミニウム膜１が形成されており、同
酸化アルミニウム膜１が下地である合金２または５にい
わば根３・・・が生えたようにして析出しているため、
下地との密着性がよい。

しかも、下地である合金は、上記■の組成を有するため
、上記■および■の組成を有する合金よりも硬度が高い
、これにより、この発明の製造方法により得られた刃物
は、切れ味および寿命が向上している。

なお、上記クラッド材を用いた場合、酸化アルミニウム
析出後、必要に応じて、母材である高硬度鋼の硬度向上
のための熱処理を施してもよい。

高硬度鋼は、元来硬度が高いが、硬化熱処理を施すこと
によって硬化させることにより、硬度がさらに高まる。

硬化熱処理としては、たとえば、高Ｃｒ−Ｎｉオーステ
ナイト系耐熱鋼であるＪＩＳ　５ＵＨ６６０相当の鋼の
場合、９００℃〜１０００℃から油冷後、７００℃〜８
００℃で１２〜１６時間保持し、その後、空冷すること
により、Ｈｖが３００〜３７０のものが得られる。他の
高硬度鋼についても、適宜の熱処理によって硬化させる
。

上記酸化熱処理により表面に酸化アルミニウム膜を析出
させた後、第７図（Ｃ）にみるように、この酸化アルミ
ニウム被膜１の上に潤滑性皮膜４を形成するのが好まし
い、なぜならば、摩擦係数が低くなることにより、刃の
使用時に、モータなどへの負荷が大きくなったり摩耗し
たりするのを防ぎ、モータ、充電器などをより小さくす
ることができたり、刃の寿命が長くなったりするからで
ある。潤滑性皮膜の形成物質としては、使用条件におい
て潤滑性が発揮され、かつ、長期にわたって安定に存在
するものであれば特に限定はない、なお、電気かみそり
など人体に接触する刃物に適用する場合には、さらに、
人体に対する毒性等の危険性のないものが好ましい。こ
の発明で用いられる潤滑性皮膜の形成物質は、たとえば
、層状構造を有する自己潤滑性固体、たとえば、二硫化
そりブデン、二硫化タングステン、グラファイト、ポリ
四フッ化エチレンなどのフッ素樹脂、フッ化黒鉛等が好
ましい、中でも、酸化アルミニウムとなじみのよい無機
質のものが良い。これらの物質は単一でコーティング層
として用いられる他、複合皮膜として用いてもよい、こ
のような皮膜の形成方法は、スパッタリング法、真空蒸
着法、塗装などが主として用いられるが特に限定するも
のではない。以上のような潤滑性皮膜を、たとえば、電
気かみそりの内刃および外刃の接触面あるいはバリカン
の可動刃と固定刃の接触面などに形成させるのである。

このとき、両方の刃の接触時の摩擦係数は、潤滑性皮膜
を有さないものと比べて、小さくなり、刃の動作に伴う
消費電力が小さくなる。

これにより、モータ負荷が小さくなり、モータや充電器
などを小さくすることができる。

〔作　　　用〕

上記■の組成を持つ合金を所望の刃物形状に成形した後
、酸化性雰囲気で８００〜１３００℃に加熱して、緻密
で、下地である前記合金との密着性の良好な酸化アルミ
ニウムを前記合金表面に析出させる。この方法によれば
、櫛状刃や網目状刃のような複雑な形状を有する刃に対
しても、加工性良く刃物形状にでき、かつ、全面を効率
良く、密着度の充分な酸化物でコーティングすることが
できる。

前記酸化アルミニウム被膜ｌは、第３図または第６図に
みるように、単に下地である合金２の上に平板状に形成
されるのではなく、下地からの析出過程で、第２図また
は第５図にみるように、合金２または５にいわば根３・
・・がはえたように形成される。それゆえ、合金２また
は５との密着性が橿めて優れている。このような方法だ
と、複雑な形状の刃についても、細部まで容易に全面コ
ーティングが可能であり、また、合金２または５に根が
生えたように形成された酸化アルミニウム被膜１の厚み
ｔ　（この厚みｔは、第２図または第５図にみるように
、いわゆる根の部分を除いた最小の厚みである）につい
ても熱処理温度および／または熱処理時間を適宜調整す
ることで、所望の厚みにすることが可能である。さらに
、このような方法をイオンブレーティング法やスパッタ
ー法と比較すると、前述のとおり酸化物は合金の内部よ
り合金に根が生えたように析出しているために、密着性
ははるかに優れている。また、セラミック焼結体で刃物
全体を形成するときのような問題（たとえば、寸法精度
が低い、刃先が欠ける）がないのである０合金２および
５の基地中には、微細かつ均一に分散析出したＮ１Ａｊ
！　（図中、８で示す）が存在しており、結晶粒の粗大
化が抑制される、このため、合金２および５は、高温加
熱処理による基地の機械的性質の低下がほとんど生じず
、高強靭なものとなっている。

この発明で用いる合金は、フェライト生成元素であるＣ
ｒおよびＡｌと、オーステナイト生成元素であるＮｉと
を多量に含有したＦｅ基合金であり、合金が主としてフ
ェライト相で構成されるように各元素の量が選ばれてい
る。フェライト相の合金は、酸化加熱処理により、表面
に緻密で下地との密着性の良い厚い酸化アルミニウム被
膜を形成しやすいが、オーステナイト相の合金は酸化ア
ルミニウムの膜が均一に生じず、剥離するからである。

合金をフェライト相にする場合、Ｎｉ量を増加させると
、（Ｃｒ＋Ａｊｎ量も増加させる必要がある。なお、わ
ずかのオーステナイト相が混合しても、この発明で用い
る合金の性質を損なうことはない。

Ｃｒは、全体の２５〜３５重量％を占める。Ｆｅ−Ｃｒ
−Ａｊ！系合金において、Ｃｒは、合金表面に緻密で均
一な酸化アルミニウム被膜を形成させるために必要であ
るが、この発明で用いる組成では多量のＮｉを含有する
ため、合金をフェライト相にするためには、Ｎｉが下限
値でＡｌが上限値の場合でも２４重量％以上のＣｒが必
要である、Ｎｉ量が下■値、ＡＩ量が上限値付近、Ｃｒ
１ｌが２４重量％未滴の組成では、酸化アルミニウム被
膜の形成が不完全である。このため、Ｃ「の下限は２５
重量％である。また、合金中のＣｒ含有量が増加するに
つれて脆化の傾向が強くなるので、Ｃｒの上限は３５重
量％である。

この発明で用いる合金では、Ｎｉは、全体の１５〜２５
重量％を占める。この発明では、微細なＮ１Ａｊ！を合
金中に析出させることにより、機械的性質の向上を図っ
ているが、Ａｌとの共存下でＮｉＡｌを析出させるため
にＮｉは不可欠の元素である。機械的性質の向上に十分
効果的であるだけのＮ１Ａｊ！を析出させるためには、
１５重量％程度以上のＮｉを必要とするので、Ｎｉの下
限は１５重量％である。Ｎｉ量が増加すれば、ＮｉＡｌ
の析出や機械的性質の向上に好都合であるが、この発明
で用いる合金はフェライト相で構成される方がよいので
、オーステナイト生成元素であるＮｉの含有量を増加す
ればそれに伴ってＣｒおよびＡＩの含有量を増加させる
必要がある。しかし、Ｎｉ量が２５重量％を越えると、
Ｃｒ量を増加させねばならず、そうすると脆化しやすく
なるので、Ｎｉの上限値は２５重量％である。

この発明で用いる合金では、ＡＮは、全体の４〜８重量
％を占める。ＡＩは合金中にＮ１Ａ７！を析出させ、さ
らに、高温酸化処理により合金表面に酸化アルミニ、ラ
ム被膜を形成させるためには不可欠な元素である。特に
、緻密で均一な被膜を形成させるためには、４重量％以
上のＡＩを含有することが必要である。Ａｌ含有量の増
加は、ＮｉＡｌの析出や酸化アルミニウム被膜の形成に
有利であるが、８重量％を越えると合金の加工性が低下
するので、Ａｌの上限は８重量％である。

この発明で用いる合金では、Ｚｒ、、Ｙ、Ｈｆ。

Ｃｅ　％　Ｌ　ａ　−、Ｎ　ｄ　、Ｇ　ｄ等のチタン族
元素や希土類元素は酸化アルミニウム被膜内に混入して
被膜の脆さを改善するとともに、被膜直下の合金内に内
部酸化物粒子として分散し、被膜の密着性を著しく向上
させる。これらの効果が発揮されるには、Ｚｒｓ　Ｙ％
　Ｈｆ、Ｃｅ、Ｌａ、、ＮｄおよびＧｄのうちの１種ま
たは２種以上の元素が少なくとも０．０５重量％必要で
ある。他方、１．　Ｏｉｉ量％を越えて含有すると、合
金の加工性が急激に低下するので上限は１．０重量％で
ある。

Ｔｉは合金中に０．５重量％程度含有されている場合、
適当な熱処理により微細な全屈間化合物を形成し、合金
の強靭化に役立つ。この発明で用いる合金は、Ｔｉを含
んでいないものであってもよいが、このような理由によ
りＴｉを含んでいても′よい、ただし、Ｔｉの含有量が
０．５重量％を越えると酸化アルミニウム皮膜の密着性
や緻密性を損なうおそれがあるので０．５重量％以下が
望ましい上記のようなりラッド材で刃物を作るようにす
ると、上記■の組成の合金がより硬度の大きい母材で補
強される形になるので、より刃の欠けなどを防ぎやすい
。

また、上記■の組成の溶湯を急冷凝固させるようにする
と、薄板状に成形しやすい。

この発明では、酸化アルミニウム被膜の上に潤滑性皮膜
が形成されていると、これにより摩擦係数を低（し、摩
耗を抑えることができる。酸化アルミニウムは無機物質
であるので、ａ、ｆｋ性固体は下地になじみが良く、密
着力も良い。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。

一実施例１〜８および比較例１〜７− 第１表に示す組成（残部が実質的にＦｅ）を持つ合金を
高周波誘導加熱式真空溶解炉で熔製し、熱間で圧延した
。すなわち、５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以上の高真空中
で、電解鉄、電解クロムおよびＮｉペレットをアルミす
るつぼに入れて熔解し、熔融液中に、アルミニウム鉄合
金、ＦｅＺｒ合金、ＦｅＴｉ合金、ならびに、Ｈｆおよ
び希土類元素小片を添加した。さらに、同じ真空中で炉
内にある鉄あるいは銅鋳型に鋳込んで合金のインゴット
を得た。得られたインゴットを８００〜ｔｔｏｏ℃に加
熱し、ハンマーで鍛造、さらに、同温度で圧延し、第４
図に示すような櫛状のバリカンの可動刃１０の形状に加
工した。これを大気中で１１５０℃、１０時間熱処理し
て表面に厚み１０．ｗの酸化アルミニウム膜を析出させ
、空冷してバリカンの可動刃を得た。

第１表に示す組成（残部が実質的にＦｅ）を持つ合金を
真空熔解し、実施例１と同様にしてバリカンの可動刃を
得た。ただし、酸化アルミニウム膜の析出のための酸化
加熱処理は、大気中で１２００℃、２時間の条件で行い
、酸化アルミニウム膜の厚みは５ｎであった。

一比較例９− 第１表に示す組成（残部が実質的にＦｅ）を持つ合金を
真空溶解し、実施例１と同様にしてバリカンの可動刃を
得た。ただし、酸化アルミニウム膜の析出のための酸化
加熱処理は、大気中で１２００℃、１５０時間の条件で
行い、酸化アルミニウム膜の厚みは５μであった。

なお、実施例１〜８および比較例１〜９で用いたのと同
じ組成で、第１図１ａ）にみるように、電気かみそりの
網目状の外刃１１を作製することができた。

−比較例８− −参考比較例− 実施例１で用いたのと同じ組成・形状の合金刃に下記の
条件のスパッター法でＴｉＮ膜をコーティングして、表
面に厚み０．３　ｎのＴｉＮ膜を有するバリカンの可動
刃を得た。

スパー　−”のＲＦスパッタ装置を用い、１０−’　〜１０−″Ｔｏｒ
ｒの（Ａ　ｒ　＋　Ｎ＊　）ガス中で印加電圧Ｈｃｖ、
電流２００ｍＡで３時間スパッターを行った。

実施例および参考比較例の各刃物について表面の膜の密
着性を垂直引張強度テスト（被膜面に垂直に引張強度試
験を行った）により調べたところ、実施例のものでは１
０ｋｇ／−１参考比較例のものでは４ｋｇ／−であった
。

実施例の刃物の酸化膜は、細部にまで均質に付着してお
り、参考比較例の刃物のＴｉＮ膜と比較して、密着性に
優れていた。また、切れ味も良好であった。

実施例および比較例で得られたバリカンの可動刃のピン
カース硬度（Ｈｖ）、０．２％耐力、引張強さおよび伸
びくいずれも常温で測定）を調べ、第２表に示した。ま
た、酸化アルミニウム被膜の密着性および肉眼観察によ
る状態を調べた結果も第２表に示した。膜の状態は、剥
離なしを○、部分的に剥離したのを△、広い面積にわた
って剥離したのを×で評価した。

第２表にみるように、実施例で得られた刃物は、比較例
８，９で得られた刃物よりも硬度および引張強さが優れ
ており、０．２％耐力も同等以上であった。すなわち、
上記■の組成を持つ合金を用いると、上記■および■の
組成を持つ合金を用いた場合よりも、切れ味が良く、寿
命の長い刃物が得られる。

一実施例９〜１６および比較例１Ｏ〜１８−第１表に示
す組成の合金を用い、これを真空熔解後、９５０〜１０
５０℃で熱間鍛造および熱間圧延により０．１　ｍｍ厚
の板材にした。これらの板材（合わせ板）と、第３表に
示した板材（母材）とを表面清浄した後はり合わせて、
１０００℃で圧接圧延を行い、合わせ板の厚みが０．１
鶴であるクランド材（厚み０．６　ｍＷ　）を得た。同
クラッド材を切削加工によりバリカンの可動刃の形状に
成形した。つぎに、大気中で１１５０℃で１０時間（た
だし、比較例１８では１２００℃で１５０時間）酸化熱
処理して、合わせ板表面に酸化アルミニウム膜（厚みｌ
Ｏμ。ただし比較例１８では厚み５ｎ）を析出させ、そ
の後、第３表に示す条件の硬化熱処理を行った。

実施例９〜１６および比較例１Ｏ〜１８で得られた刃物
の合わせ板部分と母材部分の室温でのビッカース硬度（
Ｈｖ）を調べ、第３表に示した。また、酸化アルミニウ
ム被膜の密着性およびクラッド材の加工性を調べた結果
も第３表に示した。加工性は、切削加工時に、加工性良
好を○、パリ発生を×、一部パリ発生を△て評価した。

第３表にみるように、実施例で得られた刃物は、合わせ
板目体の硬度が比較例８．９よりも大幅に向上している
上、さらに硬度の高い母材を有している。このため、刃
の切れ味および寿命が向上している。なお、実施例９〜
１６では、酸化アルミニウム析出熱処理によってもクラ
ッド材の合わせ板と母材との界面にアルミナ被膜が形成
されず、剥離に至らなかった。また、得られた刃物を使
用したときにも、アルミナ被膜−合わせ択一母材の各界
面での剥離、はがれはなかった。

一実施例１７〜２４および比較例１９〜２７−第１表に
示す組成と同じ組成の溶湯を単ロール法により急冷凝固
させて薄帯を得た。５ＵＳ３０４で直径７５０　ａｓの
ロールを所定の周速で回転させながら、これに対して、
石英ノズル先端から溶湯を吐出した。ノズル先端とロー
ル間の距離は１１１ノズル先端のスリットは幅０．３■
ｌ、長さ５０１１であった。得られた薄帯の厚みは、２
００　ｕｓおよび１００ハの各厚みのものであった。こ
れらの薄帯を冷間圧延により、それぞれ、１００μｍお
よび４０μ厚にした。この薄帯を第４表に示す刃物形状
に加工した。これに大気中で第２表の対応する組成の欄
に示す熱処理を施して、表面に酸化アルミニウム膜を析
出させ、刃物を得た。

これらの刃物の酸化アルミニウム膜の密着性、刃物の常
温での硬度・０．２％耐力・引張強さ・伸びは、対応す
る実施例１〜８および比較例１〜９と同等であった。

第４表一実施例２５〜３２一実施例１〜８で得られたバリカン可動刃の、固定刃との
接触面側の酸化アルミニウム膜上に二硫化モリブデン膜
をスパッタリング法で０．５μ厚で付けた。

二硫化モリブデン膜を形成していないときには、摩擦係
数が０．４〜０．５であったが、二硫化モリブデン膜を
形成したあとは、摩擦係数が０．１〜０゜２となった。

実施例２５〜３２で得られた刃物の摩擦係数は小さく、
刃の動作に伴う消費電力は焼結セラミック刃よりはるか
に小さかった。

〔発明の効果〕

この発明にかかる刃物の製造方法は、上述したように、
上記■の組成を持ち刃物形状に成形された合金を酸化雰
囲気中で８００℃以上、１３００℃以下の温度に加熱す
ることにより、前記合金の表面に酸化アルミニウムを析
出させるようにしている。このため、この製造方法によ
れば、密着性の良好な酸化アルミニウム膜によりコーテ
ィングされた切れ味および寿命の長い刃物を作ることが
できる。

この発明にかかる刃物の製造方法は、上述したように、
上記■の組成を持つ合金からなる合わせ板と高硬度鋼か
らなる母材とで構成されたクラッド材を刃物形状に成形
して酸化雰囲気中で８００℃以上、１３００℃以下の温
度に加熱することにより、合わせ板の表面に酸化アルミ
ニウムを析出させるようにしている。このため、この製
造方法によれば、密着性の良好な酸化アルミニウム膜に
よりコーティングされている切れ味の良い、かつ、高寿
命の刃物を製造できる。

この発明にかかる刃物の製造方法は、上述したように、
上記■の組成を持つ溶湯を急冷凝固してから刃物形状に
成形された合金を酸化雰囲気中で８００℃以上、１３０
０℃以下の温度に加熱することにより、前記合金の表面
に酸化アルミニウムを析出させるようにしている。この
ため、この製造方法によれば、薄板状の刃物であって、
密着性の良好な酸化アルミニウムによりコーティングさ
れている切れ味の良い寿命の長い刃物を得ることができ
る。

この発明にかかる刃物の製造方法は、上記のようにして
得られた酸化アルミニウム膜の上に潤滑性皮膜を形成す
るようにしている。このため、切れ味が良く、寿命が長
く、かつ、摩擦係数が低い刃物が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａｌは電気かみそりの外刃の１例の見取り図、
第１図（ｂ）は電気かみそりの内刃の１例の見取り図、
第２図（ａ）および伽）は、請求項１の発明の製造方法
の１実施例を工程順に表す断面図、第３図は、従来法に
より形成させた酸化アルミニウム被膜の状態を模式的に
表す拡大図、第４図は、実施例で試作したバリカン刃の
見取り図、第５図（ａ）は、−ｎ求項２の発明にかかる
製造方法の１実施例により得られた刃物を模式的に表す
拡大図、第５図（ｂｌは、その一部分を拡大した模式図
、第６図は、従来法により形成させた酸化アルミニウム
被膜の状態を模式的に表す拡大図、第７図Ｔａ）〜（Ｃ
１は、請求項４の発明にかかる製造方法の１実施例を工
程順に表す断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１　刃物形状に成形されたアルミニウム含有の合金を酸
化雰囲気中で８００℃以上、１３００℃以下の温度に加
熱することにより、前記合金の表面に酸化アルミニウム
を析出させる刃物の製造方法であって、前記合金の組成
が重量％で、Ｃｒ：２５〜３５％、Ｎｉ：１５〜２５％
、Ａｌ：４〜８％、Ｔｉ：０〜０．５％、Ｚｒ、Ｙ、Ｈ
ｆ、Ｃｅ、Ｌａ、ＮｄおよびＧｄのうちの少なくとも１
つの元素：０．０５〜１．０％、ならびに、残部：実質
的にＦｅであることを特徴とする刃物の製造方法２　合わせ板がアルミニウム含有の合金であり母材が高
硬度鋼であるクラッド材を刃物形状に成形したものを酸
化雰囲気中で８００℃以上、１３００℃以下の温度に加
熱することにより、前記合金の表面に酸化アルミニウム
を析出させる刃物の製造方法であって、前記合金の組成
が重量％で、Ｃｒ：２５〜３５％、Ｎｉ：１５〜２５％
、Ａｌ：４〜８％、Ｔｉ：０〜０．５％、Ｚｒ、Ｙ、Ｈ
ｆ、Ｃｅ、Ｌａ、ＮｄおよびＧｄのうちの少なくとも１
つの元素：０．０５〜１．０％、ならびに、残部：実質
的にＦｅであることを特徴とする刃物の製造方法。３　アルミニウム含有の合金となる組成の溶液を急冷凝
固させてから刃物形状に成形したものを、酸化雰囲気中
で８００℃以上、１３００℃以下の温度に加熱すること
により、前記合金の表面に酸化アルミニウムを析出させ
る刃物の製造方法であって、前記合金の組成が重量％で
、Ｃｒ：２５〜３５％、Ｎｉ：１５〜２５％、Ａｌ：４
〜８％、Ｔｉ：０〜０．５％、Ｚｒ、Ｙ、Ｈｆ、Ｃｅ、
Ｌａ、ＮｄおよびＧｄのうちの少なくとも１つの元素：
０．０５〜１．０％、ならびに、残部：実質的にＦｅで
あることを特徴とする刃物の製造方法。４　表面の酸化アルミニウム膜の上に潤滑性皮膜を形成
する請求項１から３までのいずれかに記載の刃物の製造
方法。