Procédé de fabrication de roues dentées pour pièces d'horlogerie et roue obtenue selon ce procédé L'objet de la revendication I est un procédé de fabrication de roues dentées pour pièces d'horlogerie, tandis que celui de la revendication II est une roue dentée fabriquée selon ce procédé.
Il est connu de faire subir des traitements galva niques à des roues dentées de pièces d'horlogerie. Ces traitements ont pour but de donner à la surface de ces pièces des propriétés différentes de celles du mé tal de base utilisé pour les fabriquer. En effet, les roues dentées de pièces d'horlogerie sont en général en laiton. Ce métal présente l'avantage d'être d'un coût suffisamment bas ; en outre, il est tendre, donc facile à usiner, et cela aussi bien avec des outils de coupe qu'avec des outils de découpage ou d7étam- page.
Toutefois, la surface d'une pièce en laiton a ten dance à se ternir à la longue, lorsqu'elle reste en con tact avec l'air ambiant. Cet inconvénient, qui se fait sentir surtout avec les pièces qui sont destinées à être utilisées dans des climats très humides ou dans des régions maritimes, conduit souvent à faire subir aux roues en laiton des traitements galvaniques de façon à recouvrir leur surface d'une couche mince d'un métal plus résistant à l'action de l'atmosphère et qui garde un aspect plus brillant.
Le but du procédé faisant l'objet de la revendi cation I est de fabriquer des roues dentées recou vertes sur toute leur surface d'une couche mince d'un métal dur, différent du métal de base de ces roues, de façon à leur donner non seulement une résistance ac crue aux agents corrosifs extérieurs, mais encore une grande dureté superficielle, capable d'augmenter dans de grandes proportions la résistance à l'usure par frottement de la denture de ces roues, et, par là, la durée possible de leur utilisation.
Pour cela, on place lesdites roues, une fois leur usinage terminé, dans un bain galvanique contenant en solution environ cinq parties d'un sel de nickel pour une partie d'un sel d'étain, le potentiel hydro gène (pH) de la solution étant maintenu aux environs de 2,5. De plus, lesdites roues sont connectées au pôle négatif d'une source de courant continu dont l'autre pôle est relié à des anodes composées d'un alliage contenant environ 35 % Ni et 65 % Sn,
dis- posées dans ledit bain.
Enfin, on maintient lesdites roues dans ledit bain porté à une température d'environ 700 C durant quel ques minutes.
On sait qu'un alliage étain-nickel contenant en- viron 65 % Sn et 35 % Ni contient un nombre ap- proximativement égal d'atomes de Sn et d'atomes de Ni.
Lorsqu'on coule un tel alliage après l'avoir au préalable porté à sa température de fusion, il se so lidifie selon une structure biphasée composée des deux liaisons intermétalliques Ni3Sn2 et Ni3Sn4. En revanche, lorsqu'un tel alliage est déposé par voie galvanique à la surface d'un métal, il forme une struc ture monophasée ne comprenant que la liaison inter- métallique NiSn, dont le cristal élémentaire contient autant d'atomes d'étain que d'atomes de Ni. Cette structure présente des propriétés particulières con nues.
En particulier sa couleur semblable à celle de l'acier inoxydable et sa bonne résistance à la corro sion ont conduit à utiliser le traitement décrit pour protéger par exemple des éléments de la cage de piè ces d'horlogerie. Mais l'application du procédé faisant l'objet de la revendication I à la fabrication de roues dentées présente un autre avantage important:
on a constaté en effet que la dureté superficielle de la couche mé- tallique NiSn est très grande, puisqu'elle dépasse 500 unités Vickers et que des roues, par exemple, en lai ton se recouvraient, lors d'un traitement selon le pro cédé faisant l'objet de la revendication I, d'une cou che mince d'un métal de ladite composition attei gnant une épaisseur d'environ 0,002 mm qui, sans modifier en rien le profil des dentures, ni les carac téristiques d'engrènement, augmentait dans des pro portions considérables la résistance à l'usure par frot tement de ces dentures.
La mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la revendication I s'effectue de façon analogue à celle d'un traitement galvanique connu. C'est ainsi que les pièces à traiter peuvent être par exemple pla cées dans un tambour en matière plastique monté sur un axe horizontal capable de tourner lentement pen dant la durée du traitement, de façon que les pièces placées dans ledit tambour se déplacent les unes par rapport aux autres.
La connexion desdites pièces à la cathode de la dite source de courant s'effectue de la façon suivante l'arbre sur lequel est monté le tambour est en laiton. II est isolé sur toute sa longueur excepté sur une fai ble partie dénudée, partie à laquelle est attachée l'une des extrémités d'une chaîne métallique, dont l'autre extrémité s'étend jusque dans le fond du tambour et vient ainsi en contact avec les pièces placées dans ledit tambour.
Des anodes constituées par des plaques d'alliage étain-nickel contenant 35 % Ni et 65 % Sn sont éga- lement disposées, dans ledit bain, de chaque côté du- dit tambour. Elles sont reliées au pôle positif de la dite source de courant.
La surface des anodes est égale à environ la moitié de la surface exposée au bain des pièces connectées à la cathode et le cou rant cathodique est réglé à environ 2,6 A/dm2.
L'électrolyte dans lequel le traitement s'effectue contient principalement un sel d'étain et un sel de nickel en proportion en poids de 1 à 5 environ. De plus, au moyen d'autres additions, le potentiel hydro gène de la solution est maintenu aux environs de 2,5.
Ainsi par exemple, un bain dont la composition est la suivante peut être utilisé SnC122H20 <B>....</B> 50 gr/1 NiC126H20 .<B>...</B> 250 gr/1 NH4F.HF .<B>---</B> 40 gr/1 NH3 35 % - . . .
35 gr/1 Dans un tel bain, la concentration en étain est voisine de 25 gr/1 et celle du nickel de 60 gr/l. Dans le but de mettre en évidence les avantages des roues dentées fabriquées selon le procédé fai sant l'objet de la revendication 1, on a procédé aux essais suivants Deux mouvements de montre comprenant cha cun un barillet, un mobile moyen, une roue des se- condes et une roue d'échappement, mais pas d'ancre, ont été équipés, l'un de roues montées brutes d'usi nage et l'autre,
de roues traitées au préalable selon le procédé décrit et ont été soumis à des essais d'usure rapide.
Pour cela, lesdits mouvements ont été montés sur un tour tournant de façon que le barillet de chacun d'eux soit entraîné à une vitesse de 40 t/min. Dans ces conditions, les autres mobiles du rouage sont éga lement entraînés à une vitesse qui est un multiple de leur vitesse de rotation usuelle. La durée de l'essai a été fixée à 170 minutes, pendant lesquelles les mo biles du rouage effectuent un nombre de rotations correspondant à une durée de marche de 3 ans dans les conditions normales.
Après cet essai, le fonctionnement de chaque mouvement a été contrôlé au moyen d'un chrono comparateur à enregistrement. On a de plus, dé monté lesdits mobiles de façon à pouvoir contrôler l'état de leur denture.
Puis le même essai a été répété pendant une nouvelle durée de 170 minutes, afin de se rendre compte des caractéristiques de marche de chacun des deux mouvements après une durée de marche de 340 minutes, dans les conditions de l'essai, ce qui correspond à une durée de marche de 6 ans dans les conditions usuelles.
Alors que la denture des mobiles qui avaient été traités selon le procédé de la revendication I était, tant après le premier essai qu'après le second, in tacte, qu'elle avait gardé exactement son profil ini tial et que les enregistrements pris au chrono-com- parateur montraient une marche absolument régu lière, la denture des mobiles qui n'avaient pas été traités était, après le premier essai déjà usée par le frottement, à un point tel que le profil des dents était profondément altéré, ce phénomène étant particu lièrement prononcé pour le barillet et pour la roue des secondes.
De même, la bande d'enregistrement du chrono- comparateur révélait, après le premier essai déjà, une marche tout à fait irrégulière.
Le procédé faisant l'objet de la revendication 1 permet donc de fabriquer des roues dentées présen tant par rapport aux roues usuelles l'avantage d'une résistance à l'usure par frottement particulièrement élevée.