CH717108B1 - Heat treatment process for a watch component. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement thermique d'un composant horloger (1), le procédé comprenant les étapes suivantes : – chauffage du composant par irradiation du composant par un faisceau laser (L), puis – refroidissement du composant dans un flux gazeux (G).The invention relates to a method for heat treating a watch component (1), the method comprising the following steps: – heating the component by irradiation of the component with a laser beam (L), then – cooling the component in a gas flow (G).

Description

[0001] L'invention concerne un procédé de traitement thermique d'un composant horloger. L'invention concerne aussi un composant horloger obtenu par un tel procédé de traitement. L'invention concerne aussi un mouvement horloger comprenant un tel composant horloger L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comprenant un tel composant ou un tel mouvement. [0001] The invention relates to a process for heat treatment of a watch component. The invention also relates to a watch component obtained by such a treatment method. The invention also relates to a watch movement comprising such a watch component. The invention also relates to a timepiece comprising such a component or such a movement.

[0002] Traditionnellement, les fournitures horlogères, notamment les axes horlogers en acier au carbone (20AP, Finemac, LAW100x, ...) et en acier inoxydable martensitique (4C27A, LABORM+, X35ST+, ...), mais également les composants en alliage à base de cuivre tel que l'alliage CuBe2 ou en acier Durnico, sont traitées thermiquement par lot au sein de fours, puis trempées dans un bain d'huile afin d'atteindre les propriétés requises. Il en résulte une hétérogénéité potentielle des propriétés de la matière des pièces en fonction de la taille du lot et des cinétiques individuelles de chauffe et de refroidissement des pièces dudit lot, en fonction notamment de leur localisation au sein dudit lot. De plus, de grandes quantités d'énergie sont nécessaires pour porter et maintenir le four en température. En effet, ce type de four reste généralement en fonction 24h/24 et 7j/7 afin d'en garantir la stabilité thermique. Ceci représente une consommation annuelle d'électricité estimée entre 100'000 kWh et 163'000 kWh par four, en fonction de la puissance du four. [0002] Traditionally, watchmaking supplies, in particular watch axes made of carbon steel (20AP, Finemac, LAW100x, etc.) and martensitic stainless steel (4C27A, LABORM+, X35ST+, etc.), but also components made of copper-based alloy such as CuBe2 alloy or Durnico steel, are heat treated in batches in furnaces, then quenched in an oil bath in order to achieve the required properties. This results in a potential heterogeneity of the properties of the material of the parts depending on the size of the batch and the individual heating and cooling kinetics of the parts of said batch, depending in particular on their location within said batch. Additionally, large amounts of energy are required to bring and maintain the oven temperature. In fact, this type of oven generally remains in operation 24/7 in order to guarantee thermal stability. This represents an annual electricity consumption estimated between 100,000 kWh and 163,000 kWh per oven, depending on the power of the oven.

[0003] La fabrication traditionnelle de composants horlogers en acier trempé, tels que des pignons, des ressorts, des renvois, des bascules ou des axes (liste non exhaustive), se déroule comme suit: • décolletage des axes à partir de barres, ou étampage des pièces bidimensionnelles à partir de bandes, • traitement thermique au four, typiquement par lot de 3000 pièces maintenues entre 15 et 90 secondes à 800°C, • trempe à l'huile (120°C), • post-traitement des pièces (roulage, polissage, etc.).[0003] The traditional manufacture of watch components in hardened steel, such as pinions, springs, returns, rockers or axes (non-exhaustive list), takes place as follows: • turning of the axes from bars, or stamping of two-dimensional parts from strips, • heat treatment in the oven, typically in batches of 3000 parts held between 15 and 90 seconds at 800°C, • oil quenching (120°C), • post-treatment of the parts (rolling, polishing, etc.).

[0004] Le document FR1 165357 donne des alternatives pour la réalisation de ce type de composants, faisant intervenir différents types de traitements thermiques à des températures comprises entre 200 et 800°C suivis de phases de refroidissement plus ou moins contrôlées. Toutes ces alternatives font intervenir des fours. [0004] Document FR1 165357 gives alternatives for producing this type of component, involving different types of heat treatments at temperatures between 200 and 800°C followed by more or less controlled cooling phases. All of these alternatives involve ovens.

[0005] Le document JPS58058271 décrit un procédé de traitement thermique de composants horlogers en acier. Ce procédé comprend une étape consistant à donner des valeurs de dureté différentes à différentes parties du composant. [0005] Document JPS58058271 describes a heat treatment process for steel watch components. This method includes a step of giving different hardness values to different parts of the component.

[0006] Le traitement thermique de composants individuels par laser est connu et fait notamment l'objet de plusieurs demandes de brevet ou brevets. Par exemple, les documents EP0147190, EP0130749 ou JPS58197223 décrivent le traitement thermique par laser de roues d'engrenages. Le traitement est localisé, notamment en surface des roues, et les déplacements relatifs du faisceau laser et de la pièce sont coordonnés pour venir balayer les zones à traiter. [0006] The heat treatment of individual components by laser is known and is in particular the subject of several patent applications or patents. For example, documents EP0147190, EP0130749 or JPS58197223 describe the laser heat treatment of gear wheels. The treatment is localized, particularly on the surface of the wheels, and the relative movements of the laser beam and the part are coordinated to scan the areas to be treated.

[0007] Le but de l'invention est de fournir un procédé de traitement thermique de composants horlogers améliorant les procédés connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un procédé permettant de traiter thermiquement des composants horlogers de manière intégrale, répétable et énergétiquement efficace. [0007] The aim of the invention is to provide a process for the heat treatment of watch components improving the processes known from the prior art. In particular, the invention proposes a method for thermally treating watch components in an integral, repeatable and energy efficient manner.

[0008] Un procédé de traitement thermique selon l'invention est défini par la revendication 1. [0008] A heat treatment process according to the invention is defined by claim 1.

[0009] Différents modes d'exécution du procédé sont définis par les revendications 2 à 4. [0009] Different modes of execution of the method are defined by claims 2 to 4.

[0010] Un composant selon l'invention est défini par la revendication 5. [0010] A component according to the invention is defined by claim 5.

[0011] Un mouvement horloger selon l'invention est défini par la revendication 6. [0011] A watch movement according to the invention is defined by claim 6.

[0012] Une pièce d'horlogerie selon l'invention est définie par la revendication 7. [0012] A timepiece according to the invention is defined by claim 7.

[0013] Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, un mode de réalisation d'une installation de traitement thermique d'un composant horloger et des modes de réalisation d'une pièce d'horlogerie. La figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'une installation de traitement thermique. Les figures 2 à 7 représentent des modes de réalisation d'une pièce d'horlogerie. Les figures 8 et 9 représentent des orientations typiques d'irradiation des composants par le faisceau laser.[0013] The accompanying drawings represent, by way of examples, an embodiment of a heat treatment installation for a watch component and embodiments of a timepiece. Figure 1 is a schematic view of one embodiment of a heat treatment installation. Figures 2 to 7 represent embodiments of a timepiece. Figures 8 and 9 represent typical orientations for irradiation of components by the laser beam.

[0014] Un mode de réalisation d'une installation de traitement thermique d'un composant 1 est décrit ci-après. [0014] One embodiment of a heat treatment installation for a component 1 is described below.

[0015] L'installation comprend : – un élément de production 10 d'un faisceau laser L, – un élément de déplacement 11 du faisceau laser pour focaliser ou diriger le faisceau laser sur le composant 1, – un élément de génération 12 d'un flux gazeux G, et – un calculateur ou un ordinateur 20 permettant de commander les fonctionnements des différents éléments de manière coordonnée pour mettre en oeuvre le procédé de traitement thermique.[0015] The installation comprises: – an element 10 for producing a laser beam L, – an element for moving the laser beam 11 to focus or direct the laser beam onto the component 1, – an element 12 for generating a gas flow G, and – a calculator or a computer 20 making it possible to control the operations of the different elements in a coordinated manner to implement the heat treatment process.

[0016] L'élément de déplacement 11 du faisceau laser comprend par exemple un miroir motorisé 11a permettant de diriger le faisceau laser vers le composant. Alternativement, l'élément peut être un actionneur de déplacement 11b de l'élément de production 10 du faisceau laser ou un actionneur de déplacement 11c du composant 1. The laser beam displacement element 11 comprises for example a motorized mirror 11a making it possible to direct the laser beam towards the component. Alternatively, the element can be a movement actuator 11b of the element 10 producing the laser beam or a movement actuator 11c of the component 1.

[0017] L'élément de génération 12 d'un flux gazeux comprend par exemple un ventilateur mettant en mouvement un gaz ou une buse libérant un gaz sous pression. The element 12 for generating a gas flow comprises for example a fan setting in motion a gas or a nozzle releasing a gas under pressure.

[0018] Le calculateur 20 comprend un support d'enregistrement ou une mémoire. The calculator 20 includes a recording medium or a memory.

[0019] Une telle installation permet, par activation séquencée des différents éléments de mettre en oeuvre un procédé de traitement thermique selon l'invention et, en conséquence, de traiter le composant. [0019] Such an installation makes it possible, by sequenced activation of the different elements, to implement a heat treatment process according to the invention and, consequently, to treat the component.

[0020] Un mode d'exécution d'un procédé de traitement thermique est décrit ci-après appliqué à un composant horloger 1. [0020] A mode of execution of a heat treatment process is described below applied to a watch component 1.

[0021] Le composant horloger 1 est, par exemple, un arbre d'un mouvement de pièce d'horlogerie, notamment un arbre de mouvement de montre, en particulier un axe, notamment un axe pouvant comporter un pignon, une bascule, un renvoi, une came, un levier, un pont, un ressort, une roue ou de manière générale toute fourniture horlogère de petite dimension nécessitant un traitement thermique pour présenter ses propriétés finales. [0021] The watch component 1 is, for example, a shaft of a timepiece movement, in particular a watch movement shaft, in particular an axis, in particular an axis which may include a pinion, a rocker, a gear , a cam, a lever, a bridge, a spring, a wheel or in general any small watchmaking supply requiring heat treatment to present its final properties.

[0022] De préférence, le composant présente : – une plus grande dimension inférieure à 10 mm, voire inférieure à 8 mm, voire inférieure à 7 mm, voire inférieure à 6 mm, voire inférieure à 5 mm, et/ou – une aire de plus grande surface projetée inférieure à 20 mm<2>, voire inférieure à 15 mm<2>, voire inférieure à 10 mm<2>, voire inférieure à 6 mm<2>, voire inférieure à 4 mm<2>, voire inférieure à 2 mm<2>, voire inférieure à 0.5 mm<2>, et/ou – un volume inférieur à 10 mm<3>, voire inférieur à 8 mm<3>, voire inférieur à 6 mm<3>, voire inférieur à 4 mm<3>, voire inférieur à 1.5 mm<3>, voire inférieur à 0.8 mm<3>, voire inférieur à 0.5 mm<3>.[0022] Preferably, the component has: - a larger dimension less than 10 mm, or even less than 8 mm, or even less than 7 mm, or even less than 6 mm, or even less than 5 mm, and/or of larger projected surface area less than 20 mm<2>, or even less than 15 mm<2>, or even less than 10 mm<2>, or even less than 6 mm<2>, or even less than 4 mm<2>, or even less than 2 mm<2>, or even less than 0.5 mm<2>, and/or – a volume less than 10 mm<3>, or even less than 8 mm<3>, or even less than 6 mm<3>, or even less than 4 mm<3>, even less than 1.5 mm<3>, even less than 0.8 mm<3>, or even less than 0.5 mm<3>.

[0023] Par exemple, le composant peut avoir : – un diamètre maximal compris entre 1 mm et 4.5 mm, et/ou – une longueur ou une épaisseur comprise entre 0.35 mm et 8 mm.[0023] For example, the component may have: – a maximum diameter of between 1 mm and 4.5 mm, and/or – a length or thickness of between 0.35 mm and 8 mm.

[0024] Par exemple, le composant est en métal, notamment en acier, en particulier en acier au carbone (Finemac ou autre). For example, the component is made of metal, in particular steel, in particular carbon steel (Finemac or other).

[0025] Dans une première étape du procédé, on chauffe le composant par irradiation du composant par un faisceau laser, soit en focalisant le faisceau laser sur le composant. De préférence, on chauffe l'intégralité ou la quasi-intégralité du composant de manière homogène. Autrement dit, on ne chauffe pas le composant dans le but de traiter une partie seulement de la surface du composant. [0025] In a first step of the process, the component is heated by irradiation of the component with a laser beam, or by focusing the laser beam on the component. Preferably, the entire or almost entire component is heated evenly. In other words, we do not heat the component in order to treat only part of the surface of the component.

[0026] Dans cette première étape, on focalise le faisceau laser sur le composant de sorte qu'une grande partie de la surface du composant est irradiée par le faisceau laser. Par exemple, le faisceau irradie au moins 80% de la surface du composant projetée parallèlement à la direction du faisceau (qui est la direction de projection), voire au moins 90% de la surface du composant projetée parallèlement à la direction du faisceau. Par exemple, le faisceau peut être focalisé sur la partie centrale d'un axe comme illustré en figure 8, afin d'éviter une surchauffe des extrémités de petit diamètre tout en assurant, par conductivité thermique, l'échauffement de la matière aux températures souhaitées. En particulier, le composant peut être un axe et le faisceau laser peut être centré sur l'axe, notamment centré de sorte que l'irradiation des extrémités de l'axe puisse être évitée. [0026] In this first step, the laser beam is focused on the component so that a large part of the surface of the component is irradiated by the laser beam. For example, the beam irradiates at least 80% of the surface of the component projected parallel to the direction of the beam (which is the direction of projection), or even at least 90% of the surface of the component projected parallel to the direction of the beam. For example, the beam can be focused on the central part of an axis as illustrated in Figure 8, in order to avoid overheating of the small diameter ends while ensuring, by thermal conductivity, the heating of the material to the desired temperatures . In particular, the component may be an axis and the laser beam may be centered on the axis, in particular centered so that irradiation of the ends of the axis can be avoided.

[0027] Les pourcentages évoqués dans le paragraphe qui précède sont donc le rapport (quotient) de : – l'aire de la surface d'intersection de (i) la projection du faisceau laser selon la direction de ce faisceau laser sur un plan perpendiculaire au faisceau laser (ou spot) avec (ii) la projection du composant selon la direction de ce faisceau laser sur ce plan perpendiculaire au faisceau laser, sur – l'aire de la projection du composant selon la direction de ce faisceau laser sur ce plan perpendiculaire au faisceau laser.The percentages mentioned in the preceding paragraph are therefore the ratio (quotient) of: – the area of the intersection surface of (i) the projection of the laser beam according to the direction of this laser beam on a perpendicular plane to the laser beam (or spot) with (ii) the projection of the component according to the direction of this laser beam on this plane perpendicular to the laser beam, on – the area of the projection of the component according to the direction of this laser beam on this plane perpendicular to the laser beam.

[0028] Le faisceau du laser peut bien évidemment irradier une aire plus grande que l'aire de la projection du composant sur le plan perpendiculaire au faisceau du laser, comme illustré en figure 9, de manière à atteindre une meilleure homogénéité de l'échauffement. Dans ce cas, le pourcentage précédemment évoqué est 100%. [0028] The laser beam can obviously irradiate an area larger than the projection area of the component on the plane perpendicular to the laser beam, as illustrated in Figure 9, so as to achieve better uniformity of heating. . In this case, the percentage previously mentioned is 100%.

[0029] De préférence encore, on focalise le faisceau laser sur le composant de sorte que l'intégralité du composant ou la quasi-intégralité du composant se trouve irradiée par le faisceau laser. Ceci permet de chauffer intégralement chaque composant par laser, de manière homogène. Le composant peut ainsi être chauffé très rapidement et de manière répétable. [0029] More preferably, the laser beam is focused on the component so that the entire component or almost the entire component is irradiated by the laser beam. This allows each component to be completely heated by laser, evenly. The component can thus be heated very quickly and repeatably.

[0030] Préférentiellement, le composant 1 à traiter est positionné au centre du faisceau laser L. Preferably, the component 1 to be treated is positioned at the center of the laser beam L.

[0031] Préférentiellement, le faisceau laser est statique et ne balaye pas la pièce. En alternative, il peut toutefois balayer la surface de la pièce pour la porter dans son entier à la température souhaitée, le plus rapidement possible et afin de le porter à température de manière homogène, sans causer de surchauffe localisée. Preferably, the laser beam is static and does not scan the part. Alternatively, however, it can sweep the surface of the part to bring it entirely to the desired temperature, as quickly as possible and in order to bring it to temperature evenly, without causing localized overheating.

[0032] Afin de maximiser l'efficacité du procédé, le composant est orienté de manière à présenter au faisceau incident la plus grande surface possible. Par exemple pour un axe ou un pignon, l'incidence du faisceau laser est perpendiculaire à la direction longitudinale du composant, comme illustré en figure 8. Par exemple pour une bascule, une came ou un pont, l'incidence du faisceau laser est perpendiculaire à la plus grande surface de la pièce, comme illustré en figure 9. [0032] In order to maximize the efficiency of the process, the component is oriented so as to present the largest possible surface area to the incident beam. For example for an axis or a pinion, the incidence of the laser beam is perpendicular to the longitudinal direction of the component, as illustrated in Figure 8. For example for a rocker, a cam or a bridge, the incidence of the laser beam is perpendicular to the largest surface area of the part, as shown in Figure 9.

[0033] Cette première étape de chauffage permet de porter l'intégralité du composant à une température permettant à des transformations de phases de se dérouler. This first heating step makes it possible to bring the entire component to a temperature allowing phase transformations to take place.

[0034] Par exemple, la première étape de chauffage permet d'amener le composant à une température d'environ 800 °C en un temps inférieur à 5 secondes. [0034] For example, the first heating step makes it possible to bring the component to a temperature of approximately 800° C. in a time of less than 5 seconds.

[0035] Cette première étape est par exemple mise en oeuvre par activation de l'élément de production 10 du faisceau laser L et par activation éventuelle de l'élément de déplacement du faisceau laser 11a ou 11b pour irradier le composant grâce au faisceau laser. This first step is for example implemented by activation of the production element 10 of the laser beam L and by possible activation of the element for moving the laser beam 11a or 11b to irradiate the component using the laser beam.

[0036] A la fin de la première étape, on cesse d'irradier le composant à l'aide du laser. [0036] At the end of the first step, we stop irradiating the component using the laser.

[0037] Puis, suite à la première étape, dans une deuxième étape du procédé, on refroidit le composant dans un flux gazeux G, notamment un flux d'air ou un flux de gaz neutre ou inerte. Then, following the first step, in a second step of the process, the component is cooled in a gas flow G, in particular a flow of air or a flow of neutral or inert gas.

[0038] Le flux gazeux est produit autour du composant. Il permet un refroidissement rapide du composant. De préférence, le flux gazeux est tel qu'il permet de tremper le composant, c'est-à-dire de figer la microstructure du composant dans une configuration déterminée. L'utilisation d'un gaz pour effectuer le refroidissement évite, par rapport à l'huile utilisée traditionnellement, la caléfaction des composants, ou l'apparition de taches. Il est également plus aisé de contrôler la qualité de la trempe. De plus, les défauts de géométrie qui pourraient découler d'un refroidissement mal contrôlé, entraînant des absences locales de trempe par exemple, sont ainsi éliminés. The gas flow is produced around the component. It allows rapid cooling of the component. Preferably, the gas flow is such that it allows the component to be quenched, that is to say, to freeze the microstructure of the component in a determined configuration. The use of a gas to carry out the cooling avoids, compared to the oil traditionally used, the heating of the components, or the appearance of stains. It is also easier to control the quality of the quenching. In addition, geometric defects which could result from poorly controlled cooling, leading to local absences of quenching for example, are thus eliminated.

[0039] Le composant peut ainsi être refroidi de manière très rapide et répétable. The component can thus be cooled very quickly and repeatably.

[0040] Cette deuxième étape est par exemple mise en oeuvre par activation de l'élément de génération 12 du flux gazeux. This second step is for example implemented by activation of the gas flow generation element 12.

[0041] Il résulte des calculs préliminaires qu'un échauffement est possible de manière uniforme moyennant des puissances comprises entre 20 mW et 50 W. Ces calculs prennent en compte différents paramètres du composant à traiter, tels que ses dimensions (longueur, diamètre et volume), la réflectivité de la surface du composant pour la longueur d'onde du laser utilisé, le coefficient thermique du matériau, notamment la capacité calorifique du matériau dans lequel est réalisé le composant. On arrive ainsi théoriquement à porter un barreau en acier Finemac d'un diamètre de 2 mm et d'une longueur de 6 mm à une température de 810°C en 5 secondes, sous un faisceau d'une puissance de quelques watts. [0041] It results from preliminary calculations that heating is possible in a uniform manner using powers of between 20 mW and 50 W. These calculations take into account different parameters of the component to be treated, such as its dimensions (length, diameter and volume ), the reflectivity of the surface of the component for the wavelength of the laser used, the thermal coefficient of the material, in particular the heat capacity of the material in which the component is made. We can thus theoretically bring a Finemac steel bar with a diameter of 2 mm and a length of 6 mm to a temperature of 810°C in 5 seconds, under a beam with a power of a few watts.

[0042] Des essais ont été réalisés sur différents composants pour valider le calcul ci-dessus. Une puissance de 6W permet effectivement de porter un composant de type axe horloger illustré en figure 2, d'un volume d'environ 0.07 mm<3>, à une température suffisante pour engendrer une modification de son état métallurgique et procéder ainsi au traitement thermique souhaité. [0042] Tests were carried out on different components to validate the above calculation. A power of 6W effectively makes it possible to bring a watch axis type component illustrated in Figure 2, with a volume of approximately 0.07 mm<3>, to a temperature sufficient to cause a modification of its metallurgical state and thus proceed with the heat treatment wish.

[0043] Par exemple, des composants comme un arbre, une tige, un axe, une bascule, une came, un doigt, un pignon ou une roue peuvent être traités de cette manière. Les dimensions typiques de ces composants sont résumées dans le tableau ci-dessous. Arbre de barillet 6 à 8 3.5 à 4 Axe de balancier 0.5 à 1 1.2 à 2 Bascule 3 à 4.5 10 à 18 Came 2 à 3 5 à 8 Doigt de quantième 0.2 à 0.6 1.5 à 3 Pignon de seconde 0.6 à 1 2 à 3.5 Roue 2 à 8 6 à 16[0043] For example, components such as a shaft, a rod, an axis, a rocker, a cam, a finger, a pinion or a wheel can be treated in this way. Typical dimensions of these components are summarized in the table below. Barrel shaft 6 to 8 3.5 to 4 Balance shaft 0.5 to 1 1.2 to 2 Rocker 3 to 4.5 10 to 18 Cam 2 to 3 5 to 8 Date finger 0.2 to 0.6 1.5 to 3 Seconds pinion 0.6 to 1 2 to 3.5 Wheel 2 to 8 6 to 16

[0044] Les paramètres principaux du procédé permettant d'atteindre un résultat conforme aux attentes sont : • la matière du composant, sa conductivité thermique et son coefficient de réflexion par rapport à la longueur d'onde du faisceau laser ; • le volume et l'étendue du composant irradié par le faisceau laser; • la géométrie du composant et son orientation par rapport à l'angle d'irradiation du faisceau laser ; • les paramètres intrinsèques du laser, tels que sa fréquence, sa longueur d'onde, sa puissance et le diamètre du spot ; • la durée d'irradiation, par exemple comprise entre 4 et 12 secondes ; • les caractéristiques du flux de gaz dont la nature du gaz et sa vitesse d'écoulement.[0044] The main parameters of the process making it possible to achieve a result in line with expectations are: • the material of the component, its thermal conductivity and its reflection coefficient in relation to the wavelength of the laser beam; • the volume and extent of the component irradiated by the laser beam; • the geometry of the component and its orientation in relation to the irradiation angle of the laser beam; • the intrinsic parameters of the laser, such as its frequency, its wavelength, its power and the diameter of the spot; • the irradiation duration, for example between 4 and 12 seconds; • the characteristics of the gas flow including the nature of the gas and its flow speed.

[0045] Par comparaison à un traitement thermique par lot de 3'000 composants, qui consomme environ 13.5 kWh sur la durée du traitement permettant de passer un lot entier au travers d'un four porté à 800°C (soit 1 heure en moyenne), le traitement composant par composant au laser d'un même nombre de composants ne consomme que 0.025 kWh (6.1W x (3000 composants x5 secondes) / 3600 secondes). Il en résulte des gains économique et écologique conséquents. [0045] Compared to a heat treatment in batches of 3,000 components, which consumes approximately 13.5 kWh over the duration of the treatment, making it possible to pass an entire batch through an oven heated to 800°C (i.e. 1 hour on average ), component by component laser processing of the same number of components consumes only 0.025 kWh (6.1W x (3000 components x5 seconds) / 3600 seconds). This results in significant economic and ecological gains.

[0046] De plus, les fours actuellement utilisés pour ce type de traitement thermique fonctionnent en permanence, hors période de maintenance annuelle de deux semaines. La consommation totale annuelle pour le maintien d'un four est ainsi de l'ordre de 100'000 kWh (four 13.5 kWh) à 163'000 kWh (four 20 kWh). [0046] Furthermore, the ovens currently used for this type of heat treatment operate continuously, outside of the two-week annual maintenance period. The total annual consumption for maintaining an oven is therefore of the order of 100,000 kWh (13.5 kWh oven) to 163,000 kWh (20 kWh oven).

[0047] En complément, la trempe effectuée de manière traditionnelle par lot dans l'eau/l'huile induit la formation de bulles en surface des composants, qui ralentissent le refroidissement. [0047] In addition, quenching carried out in a traditional batch manner in water/oil induces the formation of bubbles on the surface of the components, which slow down cooling.

[0048] Le gradient thermique obtenu par la trempe à l'air soufflé sur les composants traités selon l'invention est assurément plus important et surtout plus répétable d'un composant à l'autre. Outre ces avantages au niveau de la qualité du composant, la trempe sous flux gazeux évite d'utiliser de l'huile et de devoir ensuite nettoyer les pièces. The thermal gradient obtained by blast quenching on the components treated according to the invention is certainly greater and above all more repeatable from one component to another. In addition to these advantages in terms of component quality, gas flow quenching avoids using oil and then having to clean the parts.

[0049] En variante, le traitement peut être effectué sous une atmosphère particulière (gaz protecteur, atmosphère contrôlée, vide) de manière à préserver l'état de surface du composant et ainsi éviter toute oxydation. [0049] Alternatively, the treatment can be carried out under a particular atmosphere (protective gas, controlled atmosphere, vacuum) so as to preserve the surface condition of the component and thus avoid any oxidation.

[0050] L'invention permet de réduire grandement le coût énergétique du traitement par rapport à la technique traditionnelle de traitement par lot dans un four de traitement thermique suivi d'une trempe par déversement d'un panier de composants dans un liquide. L'invention permet également d'améliorer la répétabilité du traitement entre les différents composants. [0050] The invention makes it possible to greatly reduce the energy cost of the treatment compared to the traditional technique of batch processing in a heat treatment oven followed by quenching by pouring a basket of components into a liquid. The invention also makes it possible to improve the repeatability of the treatment between the different components.

[0051] Des modes de réalisation d'un composant 1 selon l'invention, représentés sur les figures 2, 3, 4, 5, 6 et 7 sont obtenus par la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment. [0051] Embodiments of a component 1 according to the invention, shown in Figures 2, 3, 4, 5, 6 and 7, are obtained by implementing the method described above.

[0052] Les composants 1 sur les figures 2 à 7 sont respectivement un axe de balancier, une bascule, un pignon arbré, une came, une roue et un ressort. Components 1 in Figures 2 to 7 are respectively a balance shaft, a rocker, a shafted pinion, a cam, a wheel and a spring.

[0053] Les modes de réalisation d'un mouvement horloger 3 comprennent un composant 1 décrit précédemment. [0053] The embodiments of a watch movement 3 include a component 1 described above.

[0054] Les modes de réalisation d'une pièce d'horlogerie 5 comprennent un composant 1 décrit précédemment. [0054] The embodiments of a timepiece 5 include a component 1 described above.

[0055] Divers composants horlogers ont été décrits précédemment. Toutefois, l'invention peut être appliquée à tout autre composant, en particulier à tout autre composant micromécanique. En particulier, il peut être appliqué à une ébauche d'un mouvement de montre, notamment un pont dont les dimensions sont, par exemple, semblables à une bascule d'horlogerie. [0055] Various watch components have been described previously. However, the invention can be applied to any other component, in particular to any other micromechanical component. In particular, it can be applied to a blank for a watch movement, in particular a bridge whose dimensions are, for example, similar to a watch seesaw.

[0056] L'invention permet de remplacer un traitement thermique par lot (par exemple par lot de plus de 1000 composants) au sein d'un four conventionnel, suivi d'une trempe à l'huile, par un échauffement du composant complet ou intégral par un faisceau laser suivi d'un refroidissement du composant dans un flux de gaz. [0056] The invention makes it possible to replace heat treatment in batches (for example in batches of more than 1000 components) within a conventional oven, followed by oil quenching, by heating the complete component or integral by a laser beam followed by cooling of the component in a gas flow.

[0057] Les caractéristiques métallurgiques des composants obtenus après traitement sont similaires à celles obtenues par les traitements connus de l'art antérieur. Toutefois la répétabilité du traitement thermique est améliorée (suppression de la dispersion entre les composants traités d'un même lot et de la dispersion entre les lots). En outre, la consommation en énergie du traitement thermique est fortement réduite. En effet, de brèves impulsions laser remplacent un maintien permanent d'un four à une température cible, 24h/24 et 350 jours/an. Même en utilisant les fours ainsi maintenus en température de manière intensive (8h/jours), l'économie annuelle est d'au moins 50'000 kWh. [0057] The metallurgical characteristics of the components obtained after treatment are similar to those obtained by treatments known from the prior art. However, the repeatability of the heat treatment is improved (removal of dispersion between the treated components of the same batch and of dispersion between batches). In addition, the energy consumption of heat treatment is greatly reduced. In fact, brief laser pulses replace permanently maintaining an oven at a target temperature, 24 hours a day, 350 days a year. Even using the ovens thus maintained at temperature intensively (8 hours/day), the annual saving is at least 50,000 kWh.

Claims (7)

1. Procédé de traitement thermique d'un composant horloger (1), le procédé comprenant les étapes suivantes : – chauffage du composant par irradiation du composant par un faisceau laser, puis – refroidissement du composant dans un flux gazeux.1. Process for heat treatment of a watch component (1), the process comprising the following steps: – heating of the component by irradiation of the component with a laser beam, then – cooling of the component in a gas flow. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que : – le chauffage est réalisé par focalisation du faisceau laser sur le composant de sorte qu'au moins 80% de la surface projetée du composant parallèlement à la direction du faisceau, voire au moins 90% de la surface projetée du composant parallèlement à la direction du faisceau, est irradiée par le faisceau laser, et/ou – le chauffage est un chauffage de l'intégralité du composant, et/ou – le composant est un axe et le faisceau laser est centré sur cet axe.2. Method according to the preceding claim, characterized in that: – heating is carried out by focusing the laser beam on the component so that at least 80% of the projected surface of the component parallel to the direction of the beam, or even at least 90% of the projected surface of the component parallel to the direction of the beam, is irradiated by the laser beam, and/or – the heating is heating of the entire component, and/or – the component is an axis and the laser beam is centered on this axis. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flux gazeux est un flux d'air ou d'un gaz neutre ou inerte.3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas flow is a flow of air or of a neutral or inert gas. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant a : – une plus grande dimension inférieure à 10 mm, voire inférieure à 8 mm, voire inférieure à 7 mm, voire inférieure à 6 mm, voire inférieure à 5 mm, et/ou – une aire de plus grande surface projetée inférieure à 20 mm<2>, voire inférieure à 15 mm<2>, voire inférieure à 10 mm<2>, voire inférieure à 6 mm<2>, voire inférieure à 4 mm<2>, voire inférieure à 2 mm<2>, voire inférieure à 0.5 mm<2>, et/ou – un volume inférieur à 10 mm<3>, voire inférieur à 8 mm<3>, voire inférieur à 6 mm<3>, voire inférieur à 4 mm<3>, voire inférieur à 1.5 mm<3>, voire inférieur à 0.8 mm<3>, voire inférieur à 0.5 mm<3>.4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the component has: – a larger dimension less than 10 mm, or even less than 8 mm, or even less than 7 mm, or even less than 6 mm, or even less than 5 mm, and/or – a larger projected surface area of less than 20 mm<2>, or even less than 15 mm<2>, or even less than 10 mm<2>, or even less than 6 mm<2>, or even less than 4 mm<2> >, or even less than 2 mm<2>, or even less than 0.5 mm<2>, and/or – a volume less than 10 mm<3>, even less than 8 mm<3>, even less than 6 mm<3>, even less than 4 mm<3>, even less than 1.5 mm<3>, even less than 0.8 mm<3>, or even less than 0.5 mm<3>. 5. Composant horloger (1), notamment composant métallique, en particulier composant en acier, obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.5. Watch component (1), in particular metallic component, in particular steel component, obtained by implementing the method according to one of the preceding claims. 6. Mouvement horloger (3) comprenant un composant horloger selon la revendication 5.6. Watch movement (3) comprising a watch component according to claim 5. 7. Pièce d'horlogerie (5), notamment montre, en particulier montre bracelet, comprenant un composant horloger selon la revendication 5 ou un mouvement horloger selon la revendication 6.7. Timepiece (5), in particular watch, in particular wristwatch, comprising a watch component according to claim 5 or a watch movement according to claim 6.