RU2793588C1 - Спиральная пружина для часового механизма - Google Patents

Спиральная пружина для часового механизма Download PDF

Info

Publication number
RU2793588C1
RU2793588C1 RU2022106606A RU2022106606A RU2793588C1 RU 2793588 C1 RU2793588 C1 RU 2793588C1 RU 2022106606 A RU2022106606 A RU 2022106606A RU 2022106606 A RU2022106606 A RU 2022106606A RU 2793588 C1 RU2793588 C1 RU 2793588C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
content
coil spring
equal
alloy
spring according
Prior art date
Application number
RU2022106606A
Other languages
English (en)
Inventor
Кристиан ШАРБОН
Лионель МИШЛЕ
Марко ВЕРАРДО
Original Assignee
Ниварокс-Фар С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ниварокс-Фар С.А. filed Critical Ниварокс-Фар С.А.
Application granted granted Critical
Publication of RU2793588C1 publication Critical patent/RU2793588C1/ru

Links

Abstract

Использование: настоящее изобретение относится к спиральной пружине, предназначенной для установки на балансе часового механизма. Сущность: спиральную пружину изготавливают из сплава, состоящего из: Nb, Ti и по меньшей мере одного элемента, выбранного из V и Ta, при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из Zr и Hf, при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из W и Mo, возможных следов других элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, при следующем массовом содержании элементов, суммарное количество которых составляет 100%: суммарное содержание Nb, V и Ta составляет 40-85%, суммарное содержание Ti, Zr и Hf составляет 15-55%, содержание W и Mo соответственно составляет 0-2,5%, содержание каждого из указанных элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, составляет 0-1600 млн-1 с суммой указанных следовых элементов, меньше или равной 0,3 мас.%. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления спиральной пружины. Технический результат: обеспечение возможности получения очень тонкой микроструктуры, которая, в частности, является нанометрической, включающей бета-фазу ниобия, тантала и/или ванадия и альфа-фазу титана и циркония и/или гафния, а также обеспечение высокого предела упругости выше по меньшей мере 500 МПа и модуля упругости, выше или равного 100 ГПа. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к спиральной пружине, предназначенной для установки на балансе часового механизма. Оно также относится к способу изготовления указанной спиральной пружины.
Уровень техники
Изготовление спиральных пружин для производства часов, должно решить некоторые задачи, которые часто на первый взгляд кажутся несовместимыми:
- необходимость обеспечения высокого предела упругости,
- простота изготовления, в частности, с помощью волочения и прокатки,
- исключительная усталостная прочность,
- стабильность технических характеристик во времени,
- малые сечения.
Сплав, выбранный для изготовления спиральной пружины, также должен иметь свойства, обеспечивающие поддержание хронометрических характеристик вне зависимости от колебания температур при использовании часов, содержащих такую спиральную пружину. В таком случае большое значение имеет температурный коэффициент упругости, также именуемый TEC сплава. Для изготовления хронометрического генератора колебаний с балансом из сплава CuBe или никелевого серебра должен быть обеспечен TEC+/- 10 млн-1/°C.
Ниже приведена формула, связывающая TEC сплава и коэффициенты расширения спирали (α) и баланса (β) с температурным коэффициентом (TC) генератора колебаний:
Figure 00000001
где переменные M и T - соответственно ход в с/сут и температура в °C, E - модуль Юнга спиральной пружины с (1/E. dE/dT), что является TEC сплава спиральной пружины, коэффициенты выражаются в °C-1.
Фактически, TC вычисляется, как указано ниже.
Figure 00000002
с полученной величиной, которая должна составлять от -0,6 до+0,6 с/сут °C.
Из существующего уровня техники известны спиральные пружины для производства часов, изготавливаемые из двойных сплавов Nb-Ti с процентным содержанием Ti 40 - 60 мас.% и, в частности, с процентным содержанием Ti 47 мас.%. Согласно расчетной диаграмме деформирование-термообработка эта спиральная пружина имеет двухфазную микроструктуру, включающую ниобий в бета-фазе и титан в форме выделений в альфа-фазе. Холоднодеформированный Nb в бета-фазе имеет сильно положительный TEC, в то время как Ti в альфа-фазе имеет сильно отрицательный TEC, позволяя двухфазному сплаву принимать значение TEC почти равное нулю, что особенно благоприятно для TC.
Однако при использовании двойных сплавов Nb-Ti для изготовления спиральных пружин имеются несколько недостатков. Двойной сплав Nb-Ti является особенно благоприятным для низкого TC, как упомянуто выше. С другой стороны, его состав не оптимизирован в отношении вторичной погрешности, которая является оценкой кривизны хода, которая определяется с помощью прямой линии, проходящей через две точки (8°C и 38°C). Ход может отклоняться от этой линейной характеристики между 8°C и 38°C, и вторичная погрешность при 23°C является оценкой этого отклонения при температуре 23°C. Для сплава NbTi47 вторичная погрешность составляет 4,5 с/сут, однако предпочтительно она должна составлять от -3 до+3 с/сут.
Другой недостаток двойных сплавов Nb-Ti относится к выделению титана, которое имеет место в основном после этапа навивки во время этапа фиксации. Этот этап является критически важным, поскольку он позволяет зафиксировать форму спиральной пружины и получить TC после выделения Ti, равное почти нулю. Практически, время выделения очень длительное, и для сплава NbTi47 это время составляют 8 - 30 часов, в среднем приблизительно 20 часов, что значительно увеличивает время изготовления. Помимо проблемы длительного времени изготовления слишком высокое процентное содержание титана может привести к формированию хрупких мартенситных фаз, что делает сложным или даже невозможным деформирование материала для изготовления спиральной пружины. Таким образом, целесообразно не добавлять слишком много титана в сплав.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить новый химический состав спиральной пружины, позволяющий устранить вышеперечисленные недостатки.
С этой целью изобретение относится к спиральной пружине часов, изготавливаемой по меньшей мере из тройного сплава на основе ниобия и титана. Согласно изобретению Nb частично заменяется танталом Та и/или ванадием V для уменьшения вторичной погрешности. Преимущественно, Ti частично заменяется цирконием Zr и/или гафнием Hf для ускорения выделений или, другими словами, для увеличения движущей силы выделений во время фиксации, в то же время сохраняя такой же TC. Кроме того, присутствие в сплаве по меньшей мере трех элементов в значительном количестве позволяет повысить механические свойства и, в частности, предел упругости сплава.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к спиральной пружине, предназначенной для установки на балансе часового механизма, причем указанная спиральная пружина изготовлена из по меньшей мере тройного сплава, состоящего из:
- Nb, Ti и по меньшей мере одного элемента, выбранного из V и Ta,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из Zr и Hf,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из W и Mo,
- возможно следов других элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al,
при следующем содержании элементов, мас.%:
- суммарное содержание Nb, V и Ta составляет 40 - 85%,
- суммарное содержание Ti, Zr и Hf составляет 15 - 55%,
- содержание W и Mo каждого составляет 0 - 2,5%,
- содержание каждого из указанных элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, составляет 0 - 1600 млн-1 с суммой указанных следовых элементов меньше или равной 0,3 мас.%.
Предпочтительно, содержание Nb должно быть больше 45 мас.% с целью получения достаточного процентного содержания бета-фазы, имеющей сильно положительный TEC, предназначенный для компенсации отрицательным TEC альфа-фазы Ti, Zr, Hf.
Предпочтительно, содержание Ti составляет по меньшей мере 15 мас.%.
Изобретение также относится к способу изготовления указанной спиральной пружины для часов.
Другие признаки и преимущества изобретения станут понятными из приведенного ниже подробного описания.
Подробное описание
Настоящее изобретение относится к спиральной пружине для часов, изготовленной по меньшей мере из тройного сплава, содержащего ниобий и титан и один или несколько дополнительных элементов.
Согласно изобретению, указанный сплав состоит из:
- Nb, Ti и по меньшей мере одного элемента, выбранного из V и Ta,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из Zr и Hf,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из W и Mo,
- возможно следов других элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al,
при следующем массовом содержании элементов, суммарное количество которых составляет 100%:
- суммарное содержание Nb, V и Ta составляет 40 - 85%, предпочтительно с содержанием Nb больше 45% или даже больше или равным 50%,
- суммарное содержание Ti, Zr и Hf составляет 15 - 55% предпочтительно с минимальным содержанием Ti равным 15%,
- содержание W и Mo каждого составляет 0 - 2,5%,
- содержание каждого из указанных элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, составляет 0 - 1600 млн-1 с суммой указанных следовых элементов меньше или равной 0,3 мас.%.
Согласно изобретению, Nb частично заменяется танталом Ta и/или ванадием V. Частичная замена Nb танталом Ta и/или ванадием V служит для уменьшения вторичной погрешности. Для того чтобы показать влияние V и Ta на вторичную погрешность, были проведены испытания двойных сплавов Nb-V и Nb-Ta. Вторичную погрешность измеряли при 23°C. Существует различие в ходе при 23°C по отношению к прямой линии, связывающей ход при 8°C с ходом при 38°C. Например, ход при 8°C, 23°C и 38°C может измеряться с помощью прибора типа хроноскопа производства компании Witschi.
Ниже в таблице 1 приведены справочные данные для чистого Nb, чистого V, чистого Ta и сплава NbTi47 и значения, полученные как функция процентного содержания по массе V и Ta в двойном сплаве Nb-V и Nb-Ta соответственно. Чистый Nb имеет вторичную погрешность при 23°C, равную -6,6 с/сут.Выделение Ti в сплаве NbTi47 компенсирует отрицательное влияние Nb, однако, с чрезмерным увеличением величины, достигающей 4,5 с/сут, другими словами, дельта составляет 11 с/сут после добавления Ti. Чистый ванадий и чистый тантал имеют значительно бóльшую отрицательную вторичную погрешность, чем чистый ниобий со значениями -24,9 с/сут и -28,7 с/сут соответственно. Частичная замена Nb ванадием V и/или танталом Ta позволяет уменьшить вторичную погрешность до отрицательных значений меньше -7 с/сут.Таким образом, увеличение замены Nb ванадием V и/или танталом Ta в диапазоне 5 - 25% снижает вторичную погрешность приблизительно от -7 с/сут до -12 с/сут.Таким образом, для достижения указанного диапазона значений Nb можно заменять ванадием V и/или танталом Ta или комбинацией V и Ta. Вторичная погрешность составляет от -7 с/сут до -12 с/сут в случае присутствия только Ta, только V или суммарного содержания Ta и V от 5 мас.до 25 мас.%. Предпочтительно, вторичная погрешность составляет от -9 с/сут до -12 с/сут в случае присутствия только Ta, только V или суммарного содержания Ta и V от 10 мас.% до 25 мас.%. или более предпочтительно от 15 мас.% до 25 мас.%. Добавление в сплав Nb-V/Ta одного или нескольких элементов, образующих альфа-фазу выделений во время фиксации, позволяет компенсировать это отрицательное значение и достичь значения, близкого к 0 с/сут.Предпочтительно, содержание элемента (элементов), образующих альфа-фазу выделений, составляет 15 - 55 мас.%. Элементом, образующим альфа-фазу, является по меньшей мере Ti предпочтительно с минимальным содержанием 15%. Помимо Ti этим элементом может быть Hf и/или Zr, который образует с Ti отдельную альфа-фазу выделений во время этапа фиксации. Когда сплав содержит Zr и/или Hf, суммарное содержание Zr и Hf составляет 1 - 40 мас.%, предпочтительно 5 - 25 мас.%, более предпочтительно 10 - 25 мас.%, еще более предпочтительно 15 - 25 мас.%.
Таблица 1
Сплав V/Ta
мас.%
Вторичная погрешность при 23°C
Чистый ниобий -6,6 с/сут
Чистый ванадий -24,9 с/сут
Чистый тантал -28,7 с/сут
NbTi47 4,5 с/сут
Nb100 0% -6,6 с/сут
Nb95V5 5% -7,2 с/сут
Nb90V10 10% -8,6 с/сут
Nb85V15 15% -9,0 с/сут
Nb80V20 20% -11,0 с/сут
Nb75V25 25% -11,5 с/сут
Nb100 0% -6,6 с/сут
Nb95Ta5 5% -8,0 с/сут
Nb90Ta10 10% -8,7 с/сут
Nb85Ta15 15% -10,5 с/сут
Nb80Ta20 20% -11,6 с/сут
Nb75Ta25 25% -12,0 с/сут
Сплав также может включать в себя W и Mo с массовым содержанием каждого из указанных элементов 0 - 2,5% для увеличения модуля Юнга сплава, что позволяет для заданного крутящего момента пружины уменьшить толщину спирали и, следовательно, уменьшить вес спирали.
Как особое преимущество, сплав, используемый в настоящем изобретении, не содержит других элементов за исключением возможных и неизбежных примесей.
В частности, процентное содержание по массе кислорода меньше или равно 0,10% от общей массы или даже меньше или равно 0,085% от общей массы.
В частности, процентное содержание по массе углерода меньше или равно 0,04% от общей массы, в частности, меньше или равно 0,020% от общей массы, или даже меньше или равно 0,0175% от общей массы.
В частности, процентное содержание по массе железа меньше или равно 0,03% от общей массы, в частности, меньше или равно 0,025% от общей массы, или даже меньше или равно 0,020% от общей массы.
Процентное содержание по массе азота меньше или равно 0,02% от общей массы, в частности, меньше или равно 0,015% от общей массы, или даже меньше или равно 0,0075% от общей массы.
Процентное содержание по массе водорода меньше или равно 0,10% от общей массы, в частности, меньше или равно 0,0035% от общей массы, или даже меньше или равно 0,0005% от общей массы.
Процентное содержание по массе кремния меньше или равно 0,01% от общей массы.
Процентное содержание по весу никеля меньше или равно 0,01% от общей массы, в частности, меньше или равно 0,16% от общей массы.
Процентное содержание по массе меди меньше или равно 0,01% от общей массы, в частности, меньше или равно 0,005% от общей массы.
Процентное содержание по массе алюминия меньше или равно 0,01% от общей массы.
Предпочтительно, указанная спиральная пружина имеет многофазную микроструктуру, включающую в себя отдельную бета-фазу ниобия, ванадия и/или тантала, и отдельную альфа-фазу титана и гафния и/или циркония, когда сплав содержит гафний и/или цирконий. В присутствии тантала и ванадия микроструктура также могла бы включать в себя интерметаллид типа TaV2. Для получения такой микроструктуры необходимо выделить альфа-фазу (Ti, Hf, Zr) посредством термообработки, как описано ниже.
Спиральная пружина, изготовленная из этого сплава, имеет предел упругости выше или равный 500 МПа и более точно 500 - 1000 МПа. Преимущественно, она имеет модуль упругости выше или равный 100 ГПа и предпочтительно выше или равный 110 ГПа.
Изобретение также относится к способу изготовления спиральной пружины для часов, отличающемуся тем, что последовательно осуществляют следующие этапы:
a) изготовление или обеспечение наличия заготовки из сплава, состоящего из:
- Nb, Ti и по меньшей мере одного элемента, выбранного из V и Ta,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из Zr и Hf,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из W и Mo,
- возможно следов других элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al,
при следующем массовом содержании элементов, суммарное количество которых составляет 100%:
(суммарное содержание Nb, V и Ta составляет 40 - 85%, предпочтительно, с содержанием Nb больше 45%,
(суммарное содержание Ti, Zr и Hf составляет 15 - 55%, предпочтительно, с минимальным содержанием Ti равным 15% (включая это значение),
(содержание W и Mo каждого составляет 0 - 2,5%,
(содержание каждого из указанных элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, составляет 0 - 1600 млн-1 с суммой указанных следовых элементов меньше или равной 0,3 мас.%,
b) этап бета-закалки указанной заготовки, осуществляемый так, что титан и цирконий и гафний, когда они присутствуют, из указанного сплава, по существу, находятся в форме твердого раствора с ниобием, а также танталом и/или ванадием в бета-фазе;
c) этап, на котором указанный сплав подвергается последовательности деформирования с промежуточной термообработкой. Деформирование означает деформирование посредством волочения и/или прокатки. При необходимости волочение может потребовать использования одной или нескольких фильер во время выполнения одной и той же последовательности или во время выполнения разных последовательностей. Волочение выполняется до тех пор, пока не будет получена проволока круглого сечения. Прокатка может выполняться в одной и той же последовательности деформирования, как и волочение, или в другой последовательности. Преимущественно, последняя последовательность при обработке сплава является прокаткой, предпочтительно с получением прямоугольного профиля, который соответствует входному сечению оси для навивки,
d) этап навивки для формирования спиральной пружины с последующим заключительным этапом термообработки с фиксацией.
Во время выполнения этих взаимосвязанных последовательностей деформирование-термообработка, каждое деформирование выполняют с заданным количеством деформирований от 1 до 5, причем это количество деформирований соответствует классической формуле 2ln(d0/d), где d0 - диаметр во время последней бета-закалки, и d - диаметр холоднодеформированной проволоки. Общее накопление деформирований в этом ряду последовательностей равно полному количеству деформирований от 1 до 14. Каждая взаимосвязанная последовательность деформирование-термообработка каждый раз включает в себя термообработку с выделением альфа-фазы (Ti, Zr и/или Hf).
Бета-закалка перед выполнением последовательностей деформирование-термообработка представляет собой термообработку на твердый раствор продолжительностью от 5 минут до 2 часов при температуре 700 - 1000°C в вакууме с последующим охлаждением в газовой атмосфере. Более конкретно, указанная бета-закалка представляет собой термообработку на твердый раствор продолжительностью 1 час при температуре 800°C в вакууме с последующим охлаждением в газовой атмосфере.
Возвращаясь к взаимосвязанным последовательностям деформирование-термообработка, термообработка представляет собой термообработку с выделениями продолжительностью 1 - 200 часов при температуре 300 - 700°C. Более конкретно, продолжительность составляет 5 - 30 часов при температуре 400 - 600°C.
Более конкретно, способ включает в себя от одной до пяти взаимосвязанных последовательностей деформирование-термообработка.
Более конкретно, первая взаимосвязанная последовательность деформирование-термообработка включает в себя первое деформирование по меньшей мере с 30% обжатием по сечению.
Более конкретно, каждая взаимосвязанная последовательность деформирование-термообработка, помимо первой, включает в себя одно деформирование между двумя термообработками по меньшей мере с 25% обжатием по сечению.
В частности, после такого изготовления указанной заготовки сплава и перед выполнением последовательностей деформирование-термообработка на дополнительном этапе к заготовке добавляется поверхностный слой пластичного материала из меди, никеля, купроникеля, купромарганца, золота, серебра, никель-фосфора Ni-P или никель-бора Ni-B и т.п. для способствования приданию формы проволоке во время деформирования. После выполнения последовательностей деформирование-термообработка или после этапа навивки с проволоки удаляют слой пластичного материала, в частности, посредством химического воздействия.
Как вариант, поверхностный слой пластичного материала наносят для формирования спиральной пружины, шаг которой не является величиной, кратной толщине полотна. В другом варианте поверхностный слой пластичного материала наносят для формирования пружины, имеющий переменный шаг.
В конкретном применении, относящемся к часам, пластичный материал или медь добавляют в заданный момент для способствования приданию формы проволоке, так чтобы его толщина на проволоке составляла 10 - 500 микрон при окончательном диаметре 0,3 - 1 миллиметр. С проволоки удаляют слой пластичного материала или меди, в частности, посредством химического воздействия, после чего она подвергается прокатке до плоского состояния перед изготовлением окончательной пружины посредством навивки.
Подача пластичного материала или меди может выполняться гальваническим путем или даже механическим путем, и в этом случае оболочка или трубка из пластичного материала или меди, которая регулируется на прутке большого диаметра из сплава, утончается во время этапов деформирования составного прутка.
Удаление слоя, в частности, возможно посредством химического воздействия с помощью раствора на основе цианидов или кислот, например, на основе азотной кислоты.
Заключительная термообработка выполняется в течение 1 - 200 часов при температуре 300 - 700°C. Более конкретно, продолжительность составляет 5 - 30 часов при температуре 400 - 600°C. Во время указанной заключительной термообработки завершается выделение альфа-фазы. В присутствии гафния и/или циркония заключительная термообработка может быть уменьшена на несколько часов со временем выделения 4 - 8 часов с выдержкой при температуре 400 - 600°C.
Благодаря приемлемому сочетанию последовательностей деформирования и термообработки существует возможность получения очень тонкой микроструктуры, которая, в частности, является нанометрической, включающей бета-фазу ниобия, тантала и/или ванадия и альфа-фазу титана и циркония и/или гафния. Этот сплав сочетает в себе очень высокий предел упругости выше по меньшей мере 500 МПа и модуль упругости выше или равный 100 ГПа. Это сочетание свойств является оптимальным для спиральной пружины. Кроме того, этот сплав по изобретению может быть легко покрыт пластичным материалом или медью, что в значительной степени способствует его деформированию посредством волочения.
Этот сплав, который является по меньшей мере тройным сплавом, содержащим ниобий, титан, тантал и/или ванадий, и выбран для осуществления изобретения, также демонстрирует эффект, подобный тому, что демонстрируют сплавы группы Elinvar при практически нулевом температурном коэффициенте упругости в обычном температурном диапазоне использования наручных часов, и подходит для использования при изготовлении самокомпенсирующихся спиральных пружин.

Claims (40)

1. Спиральная пружина для установки на балансе часового механизма, отличающаяся тем, что спиральная пружина изготовлена из сплава, состоящего из:
- Nb, Ti и по меньшей мере одного элемента, выбранного из V и Ta,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из Zr и Hf,
- при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из W и Mo,
- возможных следов других элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al,
при следующем массовом содержании элементов, суммарное количество которых составляет 100%:
суммарное содержание Nb, V и Ta составляет 40–85%, причем содержание только Ta, только V или суммарное содержание Ta и V составляет от 5 мас. до 25 мас.%,
суммарное содержание Ti, Zr и Hf составляет 15–55%,
содержание W и Mo каждого составляет 0–2,5%,
содержание каждого из указанных элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, составляет 0–1600 млн-1 с суммой указанных следовым элементов, меньше или равной 0,3 мас.%.
2. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что содержание Nb больше 45 мас.%.
3. Спиральная пружина по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержание Ti больше или равно 15 мас.%.
4. Спиральная пружина по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что суммарное содержание V и Ta составляет 5–25 мас.%.
5. Спиральная пружина по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что суммарное содержание V и Ta составляет 10–25 мас.%.
6. Спиральная пружина по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что суммарное содержание V и Ta составляет 15–25 мас.%.
7. Спиральная пружина по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что она содержит Zr и/или Hf с суммарным содержанием Zr и Hf, равным 1–40 мас.%.
8. Спиральная пружина по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что она содержит Zr и/или Hf с суммарным содержанием Zr и Hf, равным 5–25 мас.%.
9. Спиральная пружина по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что она содержит Zr и/или Hf с суммарным содержанием Zr и Hf, равным 10–25 мас.%.
10. Спиральная пружина по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что она содержит Zr и/или Hf с суммарным содержанием Zr и Hf, равным 15–25 мас.%.
11. Спиральная пружина по любому из пп. 1-10, имеющая микроструктуру, включающую бета-фазу Nb и V и/или Та, и альфа-фазу Ti и Zr и/или Hf, когда сплав содержит Zr и/или Hf.
12. Спиральная пружина по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что она имеет предел упругости, выше или равный 500 МПа, и модуль упругости, выше или равный 100 ГПа, предпочтительно выше или равный 110 ГПа.
13. Способ изготовления спиральной пружины для установки на балансе часового механизма, отличающийся тем, что он включает в себя последовательные этапы:
- этап изготовления заготовки из по меньшей мере тройного сплава, состоящего из:
Nb, Ti и по меньшей мере одного элемента, выбранного из V и Ta,
при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из Zr и Hf,
при необходимости по меньшей мере одного элемента, выбранного из W и Mo,
возможно следов других элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al,
при следующем массовом содержании элементов, суммарное количество которых составляет 100%:
суммарное содержание Nb, V и Ta составляет 40–85%, причем содержание только Ta, только V или суммарное содержание Ta и V составляет от 5 мас. до 25 мас.%;
суммарное содержание Ti, Zr и Hf составляет 15–55%,
содержание W и Mo каждого составляет 0–2,5%,
содержание каждого из указанных элементов, выбранных из O, H, C, Fe, N, Ni, Si, Cu, Al, составляет 0–1600 млн-1 с суммой указанных следовых элементов, меньше или равной 0,3 мас.%,
- этап бета-закалки указанной заготовки, осуществляемый так, что титан указанного сплава, по существу, находится в форме твердого раствора с ниобием и ванадием и/или танталом в бета-фазе, и цирконий и/или гафний указанного сплава также, по существу, находятся в форме твердого раствора, когда сплав содержит цирконий и/или гафний,
- этап, на котором указанный сплав подвергают ряду последовательностей деформирования с промежуточной термообработкой,
- этап навивки для формирования спиральной пружины,
- заключительный этап термообработки.
14. Способ изготовления спиральной пружины по п. 13, отличающийся тем, что бета-закалка представляет собой термообработку на твердый раствор продолжительностью от 5 минут до 2 часов при температуре 700-1000°C в вакууме с последующим охлаждением в газовой атмосфере.
15. Способ изготовления спиральной пружины по п. 13 или 14, отличающийся тем, что заключительная термообработка, а также промежуточная термообработка для каждой последовательности представляет собой термообработку с выделением Ti и Zr и/или Hf, когда сплав содержит Zr и/или Hf, в альфа-фазу, продолжительностью 1–200 часов с поддержанием температуры 300-700°C.
16. Способ изготовления спиральной пружины по любому из пп. 13-15, отличающийся тем, что когда сплав содержит Zr и/или Hf, заключительную термообработку выполняют в течение 4–8 часов с поддержанием температуры 400-600°C.
17. Способ изготовления спиральной пружины по любому из пп. 13-16, отличающийся тем, что после этапа изготовления заготовки сплава и перед этапом выполнения ряда последовательностей к заготовке добавляют поверхностный слой пластичного материала из меди, никеля, купроникеля, купромарганца, золота, серебра, никель-фосфора Ni-P или никель-бора Ni-B для придания формы проволоке, и перед этапом навивки или после него с указанной проволоки удаляют слой указанного пластичного материала посредством химического воздействия.
RU2022106606A 2021-03-16 2022-03-15 Спиральная пружина для часового механизма RU2793588C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21162936.5 2021-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793588C1 true RU2793588C1 (ru) 2023-04-04

Family

ID=

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045532A2 (en) * 2003-11-07 2005-05-19 Seiko Epson Corporation Timepiece and mainspring
WO2015189278A3 (fr) * 2014-06-11 2016-04-07 Cartier International Ag Oscillateur pour un ensemble de balancier-spiral d'une pièce d'horlogerie
US20180373202A1 (en) * 2017-06-26 2018-12-27 Nivarox-Far S.A. Spiral timepiece spring
RU2696327C1 (ru) * 2017-12-21 2019-08-01 Ниварокс-Фар С.А. Спиральная пружина для механизма часов, в частности наручных, и способ ее изготовления
RU2696809C1 (ru) * 2017-12-21 2019-08-06 Ниварокс-Фар С.А. Способ изготовления волоска для часового механизма
RU2697060C1 (ru) * 2017-12-21 2019-08-09 Ниварокс-Фар С.А. Волосок для часового механизма и способ его изготовления
RU2715832C1 (ru) * 2016-09-30 2020-03-03 Ниварокс-Фар С.А. Деталь часов, содержащая высокоэнтропийный сплав
RU2727354C1 (ru) * 2018-12-21 2020-07-21 Ниварокс-Фар С.А. Спиральная часовая пружина на титановой основе

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045532A2 (en) * 2003-11-07 2005-05-19 Seiko Epson Corporation Timepiece and mainspring
WO2015189278A3 (fr) * 2014-06-11 2016-04-07 Cartier International Ag Oscillateur pour un ensemble de balancier-spiral d'une pièce d'horlogerie
RU2715832C1 (ru) * 2016-09-30 2020-03-03 Ниварокс-Фар С.А. Деталь часов, содержащая высокоэнтропийный сплав
US20180373202A1 (en) * 2017-06-26 2018-12-27 Nivarox-Far S.A. Spiral timepiece spring
RU2696327C1 (ru) * 2017-12-21 2019-08-01 Ниварокс-Фар С.А. Спиральная пружина для механизма часов, в частности наручных, и способ ее изготовления
RU2696809C1 (ru) * 2017-12-21 2019-08-06 Ниварокс-Фар С.А. Способ изготовления волоска для часового механизма
RU2697060C1 (ru) * 2017-12-21 2019-08-09 Ниварокс-Фар С.А. Волосок для часового механизма и способ его изготовления
RU2727354C1 (ru) * 2018-12-21 2020-07-21 Ниварокс-Фар С.А. Спиральная часовая пружина на титановой основе

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2763453C2 (ru) Спиральная пружина для часов
CN109946945B (zh) 用于钟表机芯的螺旋弹簧及其制造方法
CN109960132B (zh) 钟表机芯的游丝及其制造方法
CN110007582B (zh) 制造钟表机芯的游丝的方法
CN111349814B (zh) 钛基螺旋钟表弹簧
JP2023171660A (ja) 計時器用ムーブメントのためのバランスばね
JP2023184769A (ja) 計時器用ムーブメントのためのスパイラルばね
CN112538587B (zh) 用于钟表机芯的摆轮游丝
US11550263B2 (en) Method for manufacturing a balance spring for a horological movement
RU2793588C1 (ru) Спиральная пружина для часового механизма
RU2801168C1 (ru) Спиральная пружина для часового механизма
RU2756785C1 (ru) Балансная пружина для часового механизма и способ ее изготовления
RU2801078C1 (ru) Пружина баланса для механизма, относящегося к измерению времени
US20220413438A1 (en) Spiral spring for a horological movement and manufacturing method thereof
US11851737B2 (en) Balance spring for a horological movement
US11334028B2 (en) Method for manufacturing a balance spring for a horological movement