CH719110A2

CH719110A2 - Non-magnetic watch axis.

Info

Publication number: CH719110A2
Application number: CH070494/2021A
Authority: CH
Inventors: Golay Nicolas; Jeanneret Sébastien
Original assignee: Atokalpa Succursale De Alle De Sff Composants Horlogers S A
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2023-05-15

Abstract

L'invention concerne un axe horloger (1) composé d'un matériau consistant essentiellement de, par poids : Carbone inférieur ou égal à 0.15%; Manganèse compris entre 12 et 16%; Chrome compris entre 16 et 20%; Azote compris entre 0.75 et 1%; Molybdène compris entre 2.5 et 4.2%; Niobium inférieur ou égal à 0.25%; Balance en fer, ou : Carbone compris entre 0.10% et 0.30%; Silicium compris entre 0.30% et 0.50%; Manganèse compris entre 10% et 14%, de préférence entre 11% et 13%; Chrome compris entre 15% et 19%, de préférence entre 16% et 18%; Azote compris entre 0.4% et 0.6%; Molybdène compris entre 2% et 4%; Nickel inférieur à 0.2%; Balance en fer. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel axe, ainsi que l'utilisation d'un tel matériau pour un axe horloger.The invention relates to a horological axis (1) composed of a material consisting essentially of, by weight: Carbon less than or equal to 0.15%; Manganese between 12 and 16%; Chromium between 16 and 20%; Nitrogen between 0.75 and 1%; Molybdenum between 2.5 and 4.2%; Niobium less than or equal to 0.25%; Iron balance, or: Carbon between 0.10% and 0.30%; Silicon between 0.30% and 0.50%; Manganese comprised between 10% and 14%, preferably between 11% and 13%; Chromium comprised between 15% and 19%, preferably between 16% and 18%; Nitrogen between 0.4% and 0.6%; Molybdenum between 2% and 4%; Nickel less than 0.2%; Iron scale. The invention also relates to a method of manufacturing such an axis, as well as the use of such a material for a watch axis.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un axe horloger amagnétique destiné à équiper une roue, un pignon, un balancier, une ancre, un mobile ou similaire d'un mouvement d'horlogerie. The present invention relates to the field of watchmaking. It relates, more particularly, to a non-magnetic horological axis intended to equip a wheel, a pinion, a balance, an anchor, a mobile or the like of a horological movement.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Divers alliages ont été proposés pour la fabrication d'axes horlogers dans le passé. Au vu de l'influence des champs magnétiques sur les éléments d'un mouvement d'horlogerie, des matériaux, qui sont peu ou pas sensibles aux champs magnétiques, sont préférés afin que ces derniers n'influencent pas de manière néfaste la marche du mouvement, lorsque la pièce y est exposée. [0002] Various alloys have been proposed for the manufacture of watch spindles in the past. In view of the influence of magnetic fields on the elements of a timepiece movement, materials which are little or not at all sensitive to magnetic fields are preferred so that the latter do not adversely influence the running of the movement. , when the part is exposed to it.

[0003] Les matériaux choisis doivent présenter une dureté adéquate pour résister aux frottements et à l'usure lorsque le mouvement est en marche, notamment dans le cas d'un axe de balancier. Cela implique une dureté élevée, mais le matériau doit également être usinable afin de pouvoir mettre l'axe en forme sans difficulté, ce qui implique une dureté moins élevée et souvent insuffisante au niveau de l'usure de l'axe. Une solution classique pour surmonter cet inconvénient est de fabriquer l'axe dans un matériau qui est relativement facile à usiner, que ce soit un acier, un alliage du cuivre ou un autre alliage, et puis d'effectuer un traitement thermique afin de durcir au moins sa surface. Une autre solution connue consiste au dépôt d'une couche extérieure dure, telle que du carbone adamantin („DLC“, selon l'anglais „diamond-like carbon“), du saphir ou similaire, ou bien une modification de surface par implantation ionique ou similaire. Par ces moyens, la dureté de la surface de l'axe peut être améliorée sans nécessiter d'usiner un matériau dur. [0003] The materials chosen must have adequate hardness to resist friction and wear when the movement is running, particularly in the case of a balance shaft. This implies a high hardness, but the material must also be machinable in order to be able to shape the axis without difficulty, which implies a lower hardness and often insufficient at the level of the wear of the axis. A classic solution to overcome this drawback is to manufacture the pin in a material which is relatively easy to machine, whether it is a steel, a copper alloy or another alloy, and then to carry out a heat treatment in order to harden it to the minus its surface. Another known solution consists in the deposition of a hard outer layer, such as diamond-like carbon (DLC), sapphire or the like, or a surface modification by ion implantation or similar. By these means, the hardness of the shaft surface can be improved without requiring machining hard material.

[0004] Ces étapes de procédure supplémentaires sont compliquées à mettre en oeuvre, et sont par conséquent couteuses. [0004] These additional procedural steps are complicated to implement, and are therefore costly.

[0005] Le but de l'invention est par conséquent de proposer un axe horloger dans lequel les défauts susmentionnés sont au moins partiellement surmontés. [0005] The object of the invention is therefore to provide a watch spindle in which the aforementioned defects are at least partially overcome.

Divulguation de l'inventionDisclosure of Invention

[0006] De façon plus précise, l'invention concerne un axe horloger composé d'un matériau reprenant l'une des définitions mentionnées dans les revendications. [0006] More specifically, the invention relates to a watch shaft made of a material that takes up one of the definitions mentioned in the claims.

[0007] Chacun des alliages y définis est amagnétique et est suffisamment dur pour son rôle en tant qu'axe horloger, tout en étant suffisamment facilement usinable. Par conséquent, aucune étape de traitement de durcissement ultérieure n'est nécessaire, et l'axe peut être fabriqué simplement par usinage depuis un barreau de l'alliage, le nombre d'étapes nécessaires étant ainsi au minimum. La fabrication de l'axe est ainsi rendue très économique, tout en garantissant des bonnes propriétés tribologiques et de résistance à l'usure de l'axe. [0007] Each of the alloys defined therein is non-magnetic and is sufficiently hard for its role as a watch axis, while being sufficiently easily machinable. Therefore, no subsequent hardening treatment step is required, and the pin can be fabricated simply by machining from a bar of the alloy, thus minimizing the number of steps required. The manufacture of the pin is thus made very economical, while guaranteeing good tribological properties and resistance to wear of the pin.

[0008] L'invention concerne également des procédés de fabrication ainsi que des utilisations correspondantes. [0008] The invention also relates to manufacturing methods as well as corresponding uses.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0009] D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel : Fig. 1 est une illustration schématique d'un axe horloger selon l'invention.Other details of the invention will appear more clearly on reading the following description, made with reference to the appended drawing in which: Fig. 1 is a schematic illustration of a horological axis according to the invention.

Modes de réalisation de l'inventionEmbodiments of the Invention

[0010] La figure 1 illustre un axe horloger 1 selon l'invention, dont la forme représentée est fournie à titre d'exemple non limitatif. L'axe 1 illustré comprend un arbre cylindrique 1a dont chaque extrémité comporte un pivot 1b à diamètre inférieur à celui de l'arbre 1a. Cependant, d'autres formes connues de l'art antérieur sont également possibles, présentant par exemple un ou plusieurs épaulement(s), flasque(s), un tronçon présentant un diamètre réduit ou similaire, ou bien étant formé simplement d'un arbre cylindrique à section constante. Figure 1 illustrates a clock axis 1 according to the invention, the shape shown is provided by way of non-limiting example. The axle 1 illustrated comprises a cylindrical shaft 1a, each end of which comprises a pivot 1b with a diameter smaller than that of the shaft 1a. However, other forms known from the prior art are also possible, having for example one or more shoulder(s), flange(s), a section having a reduced diameter or the like, or else being simply formed of a shaft cylindrical with constant section.

[0011] Cet axe 1 peut être destiné à équiper n'importe quel organe horloger rotatif ou pivotant, notamment une roue de n'importe quel type, un pignon, un balancier, un mobile une ancre, un râteau, une came ou tout autre organe approprié. [0011] This axis 1 can be intended to equip any rotary or pivoting watchmaker, in particular a wheel of any type, a pinion, a pendulum, a mobile, an anchor, a rake, a cam or any other appropriate organ.

[0012] L'axe 1 est de préférence monobloc, et est fait dans un matériau reprenant l'une des définitions suivantes, tout pourcentage étant par poids : Définition 1 : – Carbone inférieur ou égal à 0.15% ; – Manganèse compris entre 12 et 16% ; – Chrome compris entre 16 et 20% ; – Azote compris entre 0.75 et 1% ; – Molybdène compris entre 2.5 et 4.2% ; – Niobium inférieur ou égal à 0.25% ; – Balance en fer. Définition 2 : – carbone compris entre 0.10% et 0.30%, de préférence substantiellement 0.20% ; – Silicium compris entre 0.30% et 0.50%, de préférence substantiellement 0.40% ; – Manganèse compris entre 10% et 14%, de préférence entre 11% et 13%, encore de préférence substantiellement 12% ; – Chrome compris entre 15% et 19%, de préférence entre 16% et 18%, encore de préférence substantiellement 17% ; – Azote compris entre 0.4% et 0.6%, de préférence substantiellement 0.5% ; – Molybdène compris entre 2% et 4%, de préférence substantiellement 3% ; – Nickel inférieur à 0.2% ; – Balance en fer.[0012] Shaft 1 is preferably one-piece, and is made of a material with one of the following definitions, any percentage being by weight: Definition 1: – Carbon less than or equal to 0.15%; – Manganese between 12 and 16%; – Chromium between 16 and 20%; – Nitrogen between 0.75 and 1%; – Molybdenum between 2.5 and 4.2%; – Niobium less than or equal to 0.25%; – Iron balance. Definition 2: – carbon between 0.10% and 0.30%, preferably substantially 0.20%; – Silicon comprised between 0.30% and 0.50%, preferably substantially 0.40%; – Manganese between 10% and 14%, preferably between 11% and 13%, more preferably substantially 12%; – Chromium comprised between 15% and 19%, preferably between 16% and 18%, more preferably substantially 17%; – Nitrogen between 0.4% and 0.6%, preferably substantially 0.5%; – Molybdenum between 2% and 4%, preferably substantially 3%; – Nickel less than 0.2%; – Iron balance.

[0013] Dans chaque cas, la présence d'impuretés n'exerçant substantiellement aucune influence sur les propriétés mécaniques du matériau sont également admises. [0013] In each case, the presence of impurities exerting substantially no influence on the mechanical properties of the material are also allowed.

[0014] Les alliages définis ci-dessus sont substantiellement amagnétiques, sont de type austénitique, et présentent une dureté comprise entre 500 et 650HV [0014] The alloys defined above are substantially non-magnetic, are of the austenitic type, and have a hardness of between 500 and 650HV.

[0015] Les propriétés ainsi obtenues permettent un usinage facile de l'axe 1 depuis un barreau de l'alliage concerné, la dureté de l'alliage en tant que tel étant suffisante pour une bonne résistance à l'usure ainsi que pour des bonnes propriétés tribologiques de l'axe 1. Une telle combinaison de propriétés est rarement rencontrée ; il est surprenant et inattendu que les alliages définis ci-dessus remplissent pleinement ces conditions. [0015] The properties thus obtained allow easy machining of pin 1 from a bar of the alloy concerned, the hardness of the alloy as such being sufficient for good wear resistance as well as for good tribological properties of axis 1. Such a combination of properties is rarely encountered; it is surprising and unexpected that the alloys defined above fully meet these conditions.

[0016] Pour la fabrication d'un axe 1 selon l'invention, il suffit donc de se munir d'une barre en alliage tel que défini ci-dessus, de l'usiner afin de mettre en forme l'axe 1, et puis éventuellement d'effectuer un polissage et/ou une opération de roulage, le cas échéant. For the manufacture of an axle 1 according to the invention, it is therefore sufficient to provide an alloy bar as defined above, to machine it in order to shape the axle 1, and then optionally to carry out a polishing and/or a rolling operation, if necessary.

[0017] Aucun traitement de durcissement de l'axe, notamment de sa surface, n'est ainsi nécessaire, et ledit axe 1 peut être usiné pour reprendre directement substantiellement ses dimensions finales (à l'exception de la microcouche triviale enlevée lors de l'éventuel polissage et/ou roulage). Le procédé de fabrication est ainsi avantageusement exempt d'étapes de durcissement de la surface, que ce soit par traitement thermique, implantation ionique, dépôt d'un revêtement dur ou similaire. [0017] No hardening treatment of the axle, in particular of its surface, is thus necessary, and said axle 1 can be machined to directly resume substantially its final dimensions (with the exception of the trivial microlayer removed during the possible polishing and/or rolling). The manufacturing process is thus advantageously free of surface hardening steps, whether by heat treatment, ion implantation, deposition of a hard coating or the like.

[0018] Bien que l'invention ait été précédemment décrite en lien avec des modes de réalisations spécifiques, d'autres variantes supplémentaires sont également envisageables sans sortir de la portée de l'invention comme définie par les revendications. [0018] Although the invention has been previously described in connection with specific embodiments, other additional variants are also possible without departing from the scope of the invention as defined by the claims.

Claims

1. Axe horloger (1) composé d'un matériau consistant essentiellement de, par poids : – Carbone inférieur ou égal à 0.15%; – Manganèse compris entre 12 et 16%; – Chrome compris entre 16 et 20%; – Azote compris entre 0.75 et 1%; – Molybdène compris entre 2.5 et 4.2%; – Niobium inférieur ou égal à 0.25%; – Balance en fer.1. Clock axis (1) composed of a material consisting essentially of, by weight: – Carbon less than or equal to 0.15%; – Manganese between 12 and 16%; – Chromium between 16 and 20%; – Nitrogen between 0.75 and 1%; – Molybdenum between 2.5 and 4.2%; – Niobium less than or equal to 0.25%; – Iron balance.

2. Axe horloger (1) composé d'un matériau consistant essentiellement de, par poids : – Carbone compris entre 0.10% et 0.30%; – Silicium compris entre 0.30% et 0.50%; – Manganèse compris entre 10% et 14%, de préférence entre 11% et 13%; – Chrome compris entre 15% et 19%, de préférence entre 16% et 18%; – Azote compris entre 0.4% et 0.6% ; – Molybdène compris entre 2% et 4% ; – Nickel inférieur à 0.2% ; – Balance en fer.2. Clock axis (1) composed of a material consisting essentially of, by weight: – Carbon between 0.10% and 0.30%; – Silicon between 0.30% and 0.50%; – Manganese between 10% and 14%, preferably between 11% and 13%; – Chromium between 15% and 19%, preferably between 16% and 18%; – Nitrogen between 0.4% and 0.6%; – Molybdenum between 2% and 4%; – Nickel less than 0.2%; – Iron balance.

3. Axe horloger (1) selon la revendication précédente, composé d'un matériau consistant essentiellement de, par poids : – Carbone substantiellement 0.20% ; – Silicium substantiellement 0.40% ; – Manganèse substantiellement 12% ; – Chrome substantiellement 17% ; – Azote substantiellement 0.5% ; – Molybdène substantiellement 3% ; – Nickel inférieur à 0.2% ; – Balance en fer.3. Watch axis (1) according to the preceding claim, composed of a material consisting essentially of, by weight: – Carbon substantially 0.20%; – Silicon substantially 0.40%; – Manganese substantially 12%; – Chromium substantially 17%; – Nitrogen substantially 0.5%; – Molybdenum substantially 3%; – Nickel less than 0.2%; – Iron balance.

4. Organe horloger comprenant un axe (1) selon l'une des revendications précédentes, ledit organe horloger étant choisi parmi: – une roue; – un pignon; – un mobile; – un balancier; – une ancre; – un râteau; – une came.4. Watchmaking member comprising an axis (1) according to one of the preceding claims, said watchmaking member being chosen from: - a wheel; – a pinion; - a mobile; – a pendulum; - an anchor; - a rake; – a cam.

5. Mouvement d'horlogerie comprenant au moins un organe horloger selon la revendication précédente.5. Timepiece movement comprising at least one timepiece according to the preceding claim.

6. Pièce d'horlogerie comprenant un mouvement d'horlogerie selon la revendication précédente.6. Timepiece comprising a clockwork according to the preceding claim.

7. Procédé de fabrication d'un axe horloger (1), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : – se munir d'une barre en alliage consistant essentiellement en, par poids : – Carbone inférieur ou égal à 0.15%; – Manganèse compris entre 12 et 16%; – Chrome compris entre 16 et 20%; – Azote compris entre 0.75 et 1%; – Molybdène compris entre 2.5 et 4.2%; – Niobium inférieur ou égal à 0.25%; – Balance en fer; – usiner ladite barre afin d'obtenir ledit axe horloger; – éventuellement polir ledit axe horloger.7. Method for manufacturing a watch shaft (1), said method comprising the following steps: – bring an alloy bar consisting essentially of, by weight: – Carbon less than or equal to 0.15%; – Manganese between 12 and 16%; – Chromium between 16 and 20%; – Nitrogen between 0.75 and 1%; – Molybdenum between 2.5 and 4.2%; – Niobium less than or equal to 0.25%; – Iron scale; – machining said bar in order to obtain said horological axis; – possibly polishing said watch axis.

8. Procédé de fabrication d'un axe horloger (1), ledit procédé comprenant les étapes suivantes: – se munir d'une barre en alliage consistant essentiellement en, par poids: – carbone compris entre 0.10% et 0.30%, de préférence substantiellement 0.20%; – Silicium compris entre 0.30% et 0.50%, de préférence substantiellement 0.40%; – Manganèse compris entre 10% et 14%, de préférence entre 11% et 13%, encore de préférence substantiellement 12%; – Chrome compris entre 15% et 19%, de préférence entre 16% et 18%, encore de préférence substantiellement 17%; – Azote compris entre 0.4% et 0.6%, de préférence substantiellement 0.5%; – Molybdène compris entre 2% et 4%, de préférence substantiellement 3%; – Nickel inférieur à 0.2%; – Balance en fer; – usiner ladite barre afin d'obtenir ledit axe horloger; – éventuellement polir ledit axe horloger.8. Method for manufacturing a watch shaft (1), said method comprising the following steps: – bring an alloy bar consisting essentially of, by weight: – carbon between 0.10% and 0.30%, preferably substantially 0.20%; – Silicon comprised between 0.30% and 0.50%, preferably substantially 0.40%; – Manganese comprised between 10% and 14%, preferably between 11% and 13%, more preferably substantially 12%; – Chromium comprised between 15% and 19%, preferably between 16% and 18%, more preferably substantially 17%; – Nitrogen between 0.4% and 0.6%, preferably substantially 0.5%; – Molybdenum between 2% and 4%, preferably substantially 3%; – Nickel less than 0.2%; – Iron scale; – machining said bar in order to obtain said horological axis; – possibly polishing said watch axis.

9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, ledit procédé étant exempt d'étapes de durcissement de la surface dudit axe (1).9. Method according to one of claims 7 and 8, said method being free of steps of hardening the surface of said shaft (1).

10. Utilisation, pour un axe horloger (1), d'un matériau consistant essentiellement en, par poids: – Carbone inférieur ou égal à 0.15%; – Manganèse compris entre 12 et 16%; – Chrome compris entre 16 et 20%; – Azote compris entre 0.75 et 1%; – Molybdène compris entre 2.5 et 4.2%; – Niobium inférieur ou égal à 0.25%; – Balance en fer.10. Use, for a watch spindle (1), of a material consisting essentially of, by weight: – Carbon less than or equal to 0.15%; – Manganese between 12 and 16%; – Chromium between 16 and 20%; – Nitrogen between 0.75 and 1%; – Molybdenum between 2.5 and 4.2%; – Niobium less than or equal to 0.25%; – Iron balance.

11. Utilisation, pour un axe horloger (1), d'un matériau consistant essentiellement en, par poids: – carbone compris entre 0.10% et 0.30%, de préférence substantiellement 0.20%; – Silicium compris entre 0.30% et 0.50%, de préférence substantiellement 0.40%; – Manganèse compris entre 10% et 14%, de préférence entre 11% et 13%, encore de préférence substantiellement 12%; – Chrome compris entre 15% et 19%, de préférence entre 16% et 18%, encore de préférence substantiellement 17%; – Azote compris entre 0.4% et 0.6%, de préférence substantiellement 0.5%; – Molybdène compris entre 2% et 4%, de préférence substantiellement 3%; – Nickel inférieur à 0.2%; – Balance en fer.11. Use, for a watch spindle (1), of a material consisting essentially of, by weight: – carbon between 0.10% and 0.30%, preferably substantially 0.20%; – Silicon comprised between 0.30% and 0.50%, preferably substantially 0.40%; – Manganese comprised between 10% and 14%, preferably between 11% and 13%, more preferably substantially 12%; – Chromium comprised between 15% and 19%, preferably between 16% and 18%, more preferably substantially 17%; – Nitrogen between 0.4% and 0.6%, preferably substantially 0.5%; – Molybdenum between 2% and 4%, preferably substantially 3%; – Nickel less than 0.2%; – Iron balance.