CH286912A - Feder, insbesondere für Uhren. - Google Patents

Feder, insbesondere für Uhren.

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CH286912A
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Description


  Feder, insbesondere für Uhren.    Die Erfindung bezieht sich auf eine Feder,  welche aus einer     Kobalt-Chrom-Nickel-Legie-          rung    besteht. Neben diesen drei     1letallen    ent  hält die Feder bildende Legierung noch Eisen,       Beryllium        und    Kohlenstoff, wobei     gewünseh-          tenfalls        noeli        Molcbdän    zugegen sein kann.  Es kann     aueli    wünschenswert sein,     Mangan          einzuverleiben:    ferner können Spuren von  noch andern Metallen zugegen sein.  



  Es     wurde    festgestellt, dass die     erfindungs-          gemässe    Feder     ungewöhnliche    Eigenschaften  besitzt, und     ausgedehnte    Versuche haben er  wiesen,     dass    dieselbe insbesondere zur Anwen  dung für     Präzisionsfederwerke    in     chronome-          trischen    Instrumenten, beispielsweise als  Hauptfeder für Uhren, sehr geeignet. ist.  



  Hauptfedern für Uhren sind im allge  meinen aus     Kohlenstoffstahl    mit einem Koh  lenstoffgehalt von etwa     1.,00    bis 1,30      /o    her  gestellt. In der Praxis ist es nötig, das Feder  band auf eine verhältnismässig hohe Tempera  tur     zti    erhitzen und hierauf zur Entwicklung  des gewünschten Härtegrades dasselbe     ge-          wöhnlieli    im Öl     abzuschrecken.    Dieser     Erhit-          zungsvorgang    kann die Oberflächenzusammen  setzung des Stahls ändern und     rauht    im allge  meinen die Oberfläche unter gleichzeitiger  Erzeugung einer     

  Oxvdfärbung        auf.    Nach     dein     Härten muss das Stück zur Erzeugung einer  glatten Oberfläche aufpoliert. werden. Das  gehärtete Band ist. zum Gebrauch als Uhr  feder allzu brüchig und     muss    erneut erhitzt    (angelassen) werden, um eine genügende  Zähigkeit bzw.     Widerstandsfähigkeit    zur  praktischen Anwendung     aufzuweisen.    Da  durch wird erneut eine     Verfärbung    hervorge  rufen.  



  Neben den soeben     erwähnten    Schwierig  keiten begegnet man bei dieser Hitzebehand  lung von Uhrfedern aus Stahl noch andern  Schwierigkeiten. So ist der     Härteprozess    be  züglich Temperatur und Dauer des Härte  vorganges bei der in Frage stehenden Tempe  ratur empfindlich. Ist die Temperatur zu  niedrig oder die Dauer zu kurz, so erhält man  eine weiche Feder, die nicht verwendet wer  den kann. Bei zu hoher Temperatur oder bei  zu langer Einwirkungsdauer bei der festge  setzten Temperatur entwickelt der Stahl mög  licherweise ein grobes Korn und wird selbst.  nach dem Anlassen zur Anwendung als  Hauptfeder in Uhrwerken zu brüchig.  



  Auch in jenen Fällen, wo solchen Kohlen  stoffstahlfedern die bestmögliche Hitzebehand  lung, die man sieh nur denken kann, zu     _Teil-          wird,    ermangelt sie     gewisser        wünschenswerter     Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit,  hohe Widerstandsfähigkeit gegen  Kriechen ;  ausserdem sind sie magnetisch. Es ist im Han  del eine bekannte Tatsache, dass     als    Ursache  beim Springen von Federn meistens die Korro  sion des Stahls zu betrachten ist. Selbst. win  zige Roststellen beeinträchtigen die Wirkung  einer Uhrfeder in     beträehtlichein    Masse.

   Es  ist den Fachleuten bekannt, dass Korrosions-      stellen Brüche v     erursaehen    und so zu einer  frühzeitigen     Unbenützbarkeit    führen.  



       Unbenützbarkeit    einer Uhrfeder zufolge  Bruch ist     schwerwiegend,    doch kann in nor  malen Zeiten die Feder bei verhältnismässig  niedrigen Kosten ersetzt werden. Uhrfedern  aus Stahl weisen aber noch einen ernsthafteren  Mangel vom Standpunkte einer gutgehenden  Uhr auf. Dieser Mangel ist in der Industrie  als Annahme einer bleibenden Dehnung be  kannt     und    lässt sich auch als  Kriechvorgang   auffassen, da sich eine kontinuierliche Defor  mation beim Gebrauch bildet.

   Eine Uhrfeder,  welche beim Gebrauch zufolge wiederholten  Aufziehens und     Ablaufens    eine bleibende Deh  nung erfährt, verliert ihre Kraft zum Antrei  ben des Uhrwerkes unter den     ursprünglieh     festgesetzten Bedingungen, worauf die Uhr  nicht. mehr die richtige Zeit angeben wird.  Unter solchen Umständen ist es unmöglich,  den Gang der Uhr in der Fabrik richtig einzu  stellen und     zii    standardisieren     und    die Uhr  derart     einzustellen,    dass sie die richtige Zeit  angibt. Diese Eigenschaft bleibender Dehnung  bzw.  Kriecheigenschaft  von Uhrfedern ist  vom     '-Material    abhängig.  



  Es ist ferner sehr schwierig, hohe elasti  sche     Eigenschaften    und gleichzeitig eine zu  friedenstellende Widerstandsfähigkeit gegen  Bruch zu erreichen, obzwar in der Industrie  seit Jahren dieses Problem studiert wird.  Dieses Problem wurde mit, der Forderung  nach kleineren Uhren     noeh    schwieriger. Wird  eine Uhrfeder einem magnetischen Feld aus  gesetzt, so wird der Stahl magnetisiert, worauf  die Uhr die richtige Zeit     nieht    mehr einhält.  und schliesslich überhaupt nicht mehr funk       tioniert.-          Man    hat. bisher eine begrenzte Anzahl be  stimmter Legierungen für Uhrfedern verwen  det.

   Eine solche Legierung besteht. beispiels  weise aus     Nickel-Eisen-Chrom-Grundmaterial     mit kleineren Mengen     Molybdän,    Mangan und       Beryllium.        Die        Analysenwerte        lauten:

          60        %          Nickel,        15        1/a        Chrom,        15        %        Eisen,    7     %        Molyb-          dän,        \?         /o        Mangan        und        etwa        0,

  6        %        Beryllium.     Eine derartige Feder besitzt eine erhöhte         Korrosionswiderstandsfähigkeit    wegen ihres  Chromgehaltes,     vergliehen        mit    Kohlenstoff  stahl;

   ein höherer Chromgehalt in der     Legie-          rung,        z.        B.        ?0        %        oder        mehr,        ergibt        jedoch        eine          noeh    bessere     Korrosionswiderstandsfähigkeit.          Versuehe    mit.

   einer     solehen    Feder haben ge  zeigt, dass die elastischen     Eigensehaften,    bei  spielsweise die     Proportionalitätsgrenze,    und  die Lebensdauer     nielit        ausreiehen,    und dass  sie     tatsäehlicli    geringere elastische Eigenschaf  ten besitzen als     gewöhnlielie    Stahlfedern.

   Fer  ner haben Versuche gezeigt, dass der     Beryl-          liumgehalt    sehr heikel ist. und innerhalb  enger Grenzen gehalten werden muss, was  beim     Sehmelzen    und beim anderweitigen Be  arbeiten der für die Uhrfeder zu verwenden  den Legierung     Sehwierigkeiten    bereitet.  



  Es wurde auch v     ersuelit,    gewisse rostfreie  Stähle, z. B. eine Legierung von etwa. 18 0/0       Chrom        und        8%        Niekel,        in        kalt.        bearbeitetem     Zustande als Uhrfeder zu v     erwenden.    Ob  gleich Uhrfedern aus einer     solehen    Legierung  eine beträchtliche Korrosionsbeständigkeit zu  verzeichnen haben,

   besitzen sie     jedoeli    nur  sehr geringe     inechanisehe        Eigensehaften    und  nicht die hohe     Proportionalitätsgrenze    und  Haltbarkeit, wie dies für Uhrfedern verlangt  wird. Ihr     Elastizitätsmodul    in kalt bearbeite  ter Zustande ist ebenfalls niedrig; ferner  kann eine derartige aus einer Stahllegierung  bestehende Uhrfeder     dureh    Hitzebehandlun  gen, wie sie bei     gewöhnliehen    Kohlenstoff  stahlfedern zur Anwendung gelangen, nicht  genügend gehärtet werden, sondern es ist er  forderlich, diese     Eigenschaften    durch Kalt  bearbeitung zu     erreiehen.     



  Wenn     aueh    gewisse     Stahllegierungen    für  die     Verwendung    als Federn für grössere     lIa-          schinen    sehr geeignet sind, erfordern sie den  noch zum Härten eine hohe Temperatur, wo  dureh     Oberflächenoxydation    eintritt.     Solehe     Stähle haben für     Uhrwerk-federn    keine     zufrie-          denstellende    Resultate ergeben, da     solehe    Fe  dern einen dünnen Querschnitt von beispiels  weise 0,1.     nim    und selbst.

       noeh    weniger     er-          heisehen.     



  Es haben sieh somit manche     Naehteile    in  den     'Materialien,        welehe    verwendet oder nur           versuchsweise    für die Erzeugung von Uhr  federn untersucht wurden, gezeigt.  



  Die erfindungsgemässe Feder ist dadurch  gekennzeichnet, dass sie aus einer     Kobalt-          Chrom-Niekel-Legierung    besteht, welche 20  bis     601/o    Kobalt, 15 bis     301/o    Chrom,     höch-          stens        18%        Eisen,        0,01        bis        0,09%        Beryllium          und        0,05        bis        0,

  30        %        Kohlenstoff        enthält,        wobei     der Totalgehalt an Nickel und Eisen 20 bis       40        %        beträgt        und        der        Nickelgehalt        grösser        als     der Eisengehalt ist.  



  Die     erfindungsgemässe    Feder hat. sich  gegen Korrosion als sehr widerstandsfähig er  wiesen und ist im wesentlichen nicht magne  tisch, leicht zu verformen und gegen  Krie  chen  oder bleibende Dehnung während ihrer  Tätigkeit. äusserst widerstandsfähig.  



  Es wurde ferner gefunden, dass durch Zu  satz von     Molybdän    in gewissen     Mengenver-          hältnissen    eine Uhrfeder erreicht werden  kann, welche sich für die gesteckten Ziele  noch besser eignet. Neben den vorgenannten  Metallen enthält diese Uhrfeder zweckmässig       noch        0,5        bis    2     %        Mangan        und        geringe,        un-          bedeutende        --Heugen    anderer Elemente, wie  Silicium.

   Die wünschenswerten Eigenschaften  dieser Uhrfeder wurden durch unzählige     Ver-          sdelie        bestätigt.     



  Kobalt ist ein wesentlicher Bestandteil der  erfindungsgemässen Feder, dient es doch dazu,  die Festigkeit der Feder zu erhöhen und ihre       1"'nipfindlichkeit    für die durch Altern be  wirkte Härtung zu verbessern. Während     Ko-          balt.        in        einer        Menge        von        20        bis        60        %        verwen-          det    werden kann, beträgt der bevorzugte Be  reich 30 bis 40 0/0.

   Bei einem Gehalt von 50  bis 60     0./o    neigen die Uhrfedern zum     Brüehig-          werden    und lassen sieh nur schwierig kalt       walzen.     



       Chrom    stellt ebenfalls einen wesentlichen  Bestandteil dar, insbesondere für die Korro  sionsbeständigkeit. Es wurde festgestellt, dass       mindestens        15        %        Chrom        und        zweckmässig          mehr        als        20        %        Chrom        zur        Erreichung        einer     zufriedenstellenden Korrosionswiderstands  fähigkeit vorhanden sein sollen.

   Bei einem  höheren Chromgehalt begegnet. man beim    Schmelzen und bei der übrigen Bearbeitung  der Uhrfedern gewissen Schwierigkeiten. Als  bevorzugter Bereich gilt ein Chromgehalt von  20 bis 26 0/0. Durch Erhöhen des     Chromgehal-          tes        über        30        %        würde        die        Korrosionsbeständig-          keit.der    Uhrfeder nicht mehr wesentlich ge  steigert.    Nickel ist ebenfalls ein wesentlicher Be  standteil der Feder. Der Nickelgehalt beträgt  zweckmässig<B>1.5</B> bis 30 0/0. Versuche wurden mit  einem Nickelgehalt bis über 30 0/0 angestellt.

    Nickel und Eisen ergänzen sich gegenseitig bis  zu einem gewissen     Masse;    die besten Resultate  werden aber mit Federn erzielt, welche mehr  Nickel als Eisen enthalten. Es wurde gefun  den, dass die Summe des Nickels plus Eisens  im Bereiche von 20 bis 40 0/0 liegen soll;     be-          vorzugterweise    beträgt die Menge an Nickel       plus        Eisen        25        bis        35        %,        wobei        vorzugsweise     weniger als 15 0/a Eisen zugegen sind.

   Federn  mit. einem Eisengehalt von mehr als 18 0/0  haben sieh als unbefriedigend erwiesen, da. sie  eine verminderte Widerstandsfähigkeit gegen  Abblättern besitzen und geringe     Kaltwalz-          eigensehaften    aufweisen.  



  Beryllium ist ebenfalls ein massgebender  Bestandteil der für die Feder verwendeten  Legierung und soll weitgehend zur Verbesse  rung der Festigkeitseigenschaften bei der nach  einer     Abschreekbehandlung    erfolgenden Alte  rung, und zwar     insbesondere    dann, wenn die  Alterung nach einer Warm- und Kaltverfor  mung erfolgt, dienen.

   Es wurde beobachtet,  dass in einer Uhrfeder dieser Art verhältnis  mässig geringe     Mengen    Beryllium genügen,  um erwünschte Eigenschaften der Feder zu     er-          halten;        -Mengen        selbst        bis        zu        0,01        %        hinunter     vermögen die Festigkeit der Feder und  namentlich ihre Härte und Festigkeit bei einer  Alterung nach dem Abschrecken und Kalt  walzen zu erhöhen.

   Äusserst zufriedenstellende  Resultate wurden mit einem     Berylliumgehalt          von        0,02        bis        0,05        %        erzielt.        Bei        einem        niedri-          gen    Kohlenstoffgehalt empfiehlt es sich, etwas  mehr Beryllium, bis zu<B>0,090/e,</B> zu verwenden.

    Es ist ein     -Ierkinal    der Erfindung, dass der  erforderliche     Berylliumgehalt    in der Feder      wesentlich geringer ist als der bis heute in  anderen Federn als nötig     erachtete    Gehalt.  So beträgt beispielsweise in einer bekannten  für Uhrfedern verwendeten Legierung der       Berylliumgehalt        0,5        bis        0,6        %        und        darf        bis        zu          1,

  0        %        ansteigen.        In        der        erfindungsgemässen     Feder jedoch genügt im allgemeinen ein     Beryl-          liumgehalt        von        0,02        bis        0,05        %,        wobei        man          stets        weniger        als        0,

  09        %        Beryllium        verwendet,     weil durch einen höheren     Berylliumgehalt    die       schlussendlich    erreichten mechanischen Eigen  schaften nicht verbessert. werden, die Feder  teurer zu stehen kommt und ausserdem ein  gewisses Problem beim Heiss- und Kaltwalzen  sowie in der geeigneten Lösung des Über  schusses an Beryllium sieh stellt.  



  Kohlenstoff ist ein wichtiger Bestandteil,  doch muss der Kohlenstoff innerhalb eines  bestimmten Bereiches gehalten werden, weil  bei zu hohem Kohlenstoffgehalt die Feder  leicht brüchig wird     und    ausserdem bei der  Kaltreduktion übermässiger Bruch zu erwar  ten ist. Der     zweckdienliche    Bereich liegt bei       0,10        bis        0,20        %;        äusserst        zufriedenstellende     Resultate wurden mit.

   Uhrfedern erreicht,     wel-          che        0,13        bis        0,18        %        Kohlenstoff        enthielten.     Der Kohlenstoff hat. ebenfalls eine Verbesse  rung der Festigkeit. der Feder zur Folge und  fördert ausserdem die     Ausscheidungshär        tung.     



  Wird die erfindungsgemässe Feder für       ehronometrische    Instrumente verwendet; so  enthält sie vorzugsweise noch     Molybdän,    wo  bei man dasselbe zweckmässig in     Mengen    von  6     bis    7     %        zusetzt.        Bei        einem        Molybdängehalt          von        nur    3     %        besitzt        die        Feder        eine        etwas     niedrigere Festigkeit als bei 

  höheren Mengen,  und überdies wird keine wesentliche Verbesse-         rung    der     Bearbeitbarkeit    erreicht. Bei solchen  Federn ist. es empfehlenswert, den     Beryllium-          gehalt    in     dein    obern Bereich anzuwenden. Der  übliche     Hol@-bdängehalt    beträgt 3 bis 10 0/0.  



  Mangan wird gewöhnlich in Mengen bis       zu    3     0/0,        zweckmässig        in        Mengen        von    1     bis    2     %,          mitv        erwendet    und stellt eines der zusätzlichen  Elemente zur Verbesserung der     Bearbeit-          barkeit    der die Feder bildenden Legierung  beim Heiss- und Kaltwalzen war.

      Eine spezielle     Uhrfeder    mit einem Gehalt       von        40        %        Kobalt,        20        %        Chrom,        15,5        %        Nickel,          15        %        Eisen        und        0,03        %        Beryllium,    7     0/0        Molvb-          dän,

      ?     0/0        Mangan        und        etwa        0,15        %        Kohlen-          stoff    hat sich als besonders geeignet.     erwiesen     und genügt in jeder Hinsieht, den an sie ge  stellten Anforderungen während der     meehani-          sehen    und Wärmebehandlungen.  



  Legierungskompositionen, welche für die       erfindungsgemässen    Federn verwendet werden,  nebst deren     Eigenschaften    sind in Tabelle 1.  aufgezählt, welche eine Komposition (Legie  rung Nr. 7) einschliesst.,      -elche    ausserhalb des  Erfindungsbereiches liegt, indem sie 26 0/0       Eisen        und    5     %        Nickel        enthält;        dieselbe        ist     für ein zufriedenstellendes Kaltwalzen     zri     brüchig und neigt zum     Abblättern    während  des Heisswalzens.  



  Die übrigen Legierungen dienen bloss zu       Erläuterungszwecken    und sollen nicht als  Grenzwerte für den Umfang- des ganzen Be  reiches von Legierungen, wie sie für die erfin  dungsgemässen Federn verwendet werden, aus  gelegt werden. Es wurden auch Komposi  tionen, die hier nicht aufgezählt sind, mit  gutem Resultat verwendet.    
EMI0005.0001     
      Die in der Tabelle 1 angegebenen Werte  sind approximativ gehalten; lediglich die mit  einem     *    bezeichneten Zahlen sind das Resul  tat einer chemischen Analyse. Der Beryllium  gehalt wurde in allen Legierungen seiner  Wichtigkeit wegen und zur Feststellung, dass  die gewünschte Menge in der     Legierung    vor  handen sei, analytisch bestimmt.

   Ferner wur  den auch andere Bestandteile analytisch be  stimmt, wobei eine gute Übereinstimmung zwi  schen den beabsichtigten Mengenwerten und  den vorhandenen Mengen festgestellt wurde.  So     wurden    beispielsweise durch Analyse fol  gende Werte gefunden:  
EMI0006.0004     
  
    Legierung <SEP> Metall <SEP> beabsichtigt <SEP> vorhanden
<tb>  <U>Nr.</U>
<tb>  8 <SEP> Kobalt <SEP> 40,0 <SEP> 39,8
<tb>  8 <SEP> Mangan <SEP> 2,0 <SEP> 1,89
<tb>  9 <SEP> Mangan <SEP> 0,5 <SEP> 0,55
<tb>  9 <SEP> Beryllium <SEP> 0,02-0,03 <SEP> 0,02
<tb>  7.0 <SEP> Beryllium <SEP> 0,02-0,03 <SEP> 0,03       In der Tabelle 1 werden die Festigkeits  und Härteeigenschaften für jede     Legierung     unter zwei     Bedingungen    wiedergegeben:

         a)     kaltgewalzt , was für die angegebenen  Werkstücke einer Reduktion von 15:1 bis  <B>1.0</B> :1 unter Verwendung einer heissgewalzten  Stange von etwa 0,15 bis 0,125 mm als Aus  gangsstoff, welche zuerst     ausgeglüht    und ab  geschreckt und hierauf einem     Kaltwalzvor-          gang    unterworfen wurde, gleichkommt;       h)     gealtert , indem die genannten Stan  gen in der vorgenannten Weise bearbeitet und  anschliessend während 5 Stunden bei etwa       482     C erhitzt. werden.  



  Ein Vergleich der Eigenschaften unter  diesen beiden     Bedingungen    zeigt die wün  schenswerten Eigenschaften des kaltgewalzten  Stückes und überdies die wirksamen Verbesse  rungen der Zugfestigkeit, insbesondere auch  der     Proportionalitätsgrenze    sowie der     Streck-          oder    Fliessgrenze, welche bei der     Alterungs-          behandlung    resultieren. Die Härte wird eben  falls durch Altern erhöht, doch trifft dies  nicht für alle Fälle zu.

      Die Legierung 6 ohne     Molybdänzusat.z    be  sitzt eine etwas geringere Festigkeit als Le  gierungen gleichwertiger ähnlicher     Komposi-          tionen,        welche    6     bis    7     %        Molybdän        enthalten.     Die     Legierung    6 eignet. sieh für mechanische  Federn, für Federn in elektrischen Kontakt  elementen, wo hohe Temperaturen zur An  wendung gelangen,     usw.     



       Die        Legierung    8     mit        nur        0,05        %        Kohlen-          stoff    besitzt eine etwas schlechtere Zugfestig  keit sowohl in kaltgewalztem als auch in ge  altertem Zustande als sonst ähnliche Legie  rungen mit einem höheren Kohlenstoffgehalt,  z. B. die Legierung 1. Die Legierung 8 besitzt  eine etwas höhere     Duktilität    als die Legie  rung 1 und lässt sich etwas leichter     kaltwal-          zen.     



  Die in Tabelle 1 angegebenen Werte zei  gen, dass die  gealterten  Legierungen ohne  Ausnahme eine Streck-     bzw.    Fliessgrenze von  über 14000 kg pro     em2,    eine Zugfestigkeit  von mehr als 21000 kg pro     em2,    eine Pro  portionalitätsgrenze von mehr als<B>13350</B> kg  pro     em2,    einen     Elastizitätsmodul    von über  2010000 kg pro     cm\=    und eine Härte     (Vickers)     von über 480 aufweisen, was darauf schliessen  lässt, dass sie sieh für Federn     ebronometri-          seher    Instrumente besonders eignen.  



  Die für die erfindungsgemässen Federn  verwendeten     Legierungen    lassen sich nach  üblichen Methoden schmelzen und giessen,  doch werden sie vorzugsweise in einem Hoch  frequenz-Induktionsofen erzeugt, in Platten  oder Blöcken gegossen, welche zuerst geschmie  det. und hierauf in die gewünschte Dicke  heiss gewalzt werden, worauf der Streifen ab  schreckt und durch Erhitzen auf. Tempera  turen von 1093 bis 1200  C ausgeglüht wird,  um eine Lösung der     sekundären    Phase bzw.  Phasen unter Abnahme der Härte zu bewir  ken. Die so behandelte Legierung besitzt eine  Härte von beispielsweise 250     Brinell.    Durch  die Kaltbearbeitung wird die Festigkeit der  Legierung wesentlich erhöht. und die Korn  struktur verfeinert.

   Die kalt bearbeitete Le  gierung besitzt indessen nicht die für Federn  erforderlichen hohen     Ei-enschaften.    Beim           Kaltbearbeiten    wird beispielsweise eine Pro  portionalitätsgrenze im Bereich von 9843 bis  11591 kg pro     em2,    eine Streckgrenze im  Bereiche von 11491 bis<B>12655</B> kg pro     cni2     und ein     Elast.izitätsmodul    von<B>1546750</B> bis  1898290 kg pro     em2    erreicht.

   Wird anderseits  die Legierung ausgeglüht, abgeschreckt., kalt  gewalzt und hierauf durch eine     Alterungs-          behandlung    gehärtet, beispielsweise durch Er  hitzen während 5 Stunden bei     -182     C, so kön  nen die     Proportionalitätsgrenzen    7.4061 bis  16 874 kg pro     ciu2.    die Zugfestigkeit 23 904  bis 26 717 kg pro     cm2    und die Streckgrenze  <B>17577</B> bis     '220389    kg pro e1112 betragen. Der       Elastizitätsmodul    kann nahe bei 2109200 und  manchmal sogar über diesem Wert liegen.  



  Aus der vorstehenden Beschreibung geht  hervor, dass es nicht, nötig ist, die für die  Federn verwendete Legierung durch Ab  schrecken zu härten, da sie zur Entwicklung  von verhältnismässig hohen     Werten    kalt be  arbeitet und hierauf einer     Alterungsbehand-          lung    bei 260 bis 538  C unterworfen werden  kann, wodurch die Eigenschaften, insbeson  dere     Proportionalitätsgrenze    und Streckgrenze,  verbessert werden;

   so vermag beispielsweise  eine     Alterungsbehandlung    während 5 Stunden       bei        -182         C        den        Proportionalitätswert        um        50        %     zu erhöhen, wobei ebenfalls eine     Verbesserung     der     Zugfestigkeit    erzielt wird.  



  Das     Widerstandsvermögen    der erfindungs  gemässen Feder gegen Korrosion wurde da  durch erprobt, dass Uhrwerke, welche erfin  dungsgemässe Federn enthielten, in einen Be  hälter, welcher Wasser enthielt, hineingelegt  wurden, wodurch diese     Uhrfedern    einer seit  Feuchtigkeit gesättigten Atmosphäre ausge  setzt wurden. Zu Vergleichszwecken wurden  Stahlfedern enthaltende Uhrwerke der zur  Zeit allgemein verwendeten Art dem gleichen  Versuche unterworfen.

   Diese Versuche erga  ben, dass     sämtlielie    Stahlfedern durch Korro  sionserscheinung innerhalb 48     Stunden    un  tauglieh wurden, während anderseits die er  findungsgemässen Federn      nährend    drei bis  sechs Monaten ohne Beschädigung oder irgend  welche     Korrosionserscheinung    standhielten.    Das Vermögen der erfindungsgemässen  Feder, dem  Kriechen  zu widerstehen, wurde  dadurch bestimmt, dass Federn in Uhren in  stalliert. wurden, diese Uhren während langer  Zeit in Gang gesetzt wurden und hierauf die  Federn herausgenommen     und    geprüft, wur  den, ob sie ihre ursprüngliche Form wieder  einnahmen. Im Handel befindliche Stahl  federn wurden unter den gleichen Bedingun  gen geprüft.

   Erfahrungsgemäss zeigen Stahl  federn eine gewisse bleibende Dehnung selbst  bei einer nur     mehrtätigen    Tätigkeit. Tatsäch  lich     müssen    Uhrwerke, welche mit. Stahlfedern  versehen sind, oft bereits vor dem Verlassen  der Fabrik mit neuen Federn versehen wer  den, da sich eine derartige bleibende Dehnung  zeigt, dass die Uhr nicht auf genaue Zeit ein  gestellt werden kann. Im Gegensatz zu diesem  Verhalten zeigten die erfindungsgemässen  Federn keine bleibende Dehnung nach einer  Tätigkeit von drei bis sechs Monaten.  



  Dank den Eigenschaften der erfindungs  gemässen Feder, nämlich hohen mechanischen  Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit,  können überlegene     Uhrwerkfedern    erhalten  werden.  



  Bei der Entwicklung dieser Feder wurde  insbesondere darauf Gewicht gelegt, eine Le  gierung für Hauptfedern von Uhrwerken mit  besseren Eigenschaften zu gewinnen; es wurde  jedoch festgestellt, dass die erfindungsgemässe  Feder auch für andere nützliche Gebiete an  wendbar ist. So kann sie in solchen Fällen  verwendet werden, in denen eine grosse Festig  keit und lange Lebensdauer bei hohen Arbeits  temperaturen gefordert werden. Da. die Feder  bei beispielsweise 482  C durch Altern sich  härten lässt und bei dieser Temperatur wäh  rend     :5    Stunden der     IIärtegrad    noch zunimmt,  ist es klar, dass die Feder bis hinauf zum Be  reiche dieser Temperaturen wirksam bleibt.  Dies ist. eine höhere Temperatur als jene, bei  welcher gewöhnliche Federn zu funktionieren  vermögen.

   Gewöhnliche Stahlfedern würden  ihre Elastizität bei dieser Temperatur ver  lieren. Auch die     Ber@nlliumbronzen    sind auf  eine wesentlich tiefere Temperatur begrenzt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Feder, insbesondere für Uhren, dadurch ge kennzeichnet, dass sie aus einer Kobalt-Chrom- Niekel-Legierung besteht, welche 20 bis 600/0 Kobalt, 15 bis 30 % Chrom, höchstens 18 % Eisen, 0,01 bis 0,
    09 % Beryllium und 0,05 bis 0,30 % Kohlenstoff enthält,
    wobei der Total- gehalt an Nickel und Eisen 20 bis 40 % be- trägt und der Nickelgehalt grösser als der Eisengehalt ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.
    Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Legierung noch bis zu 10 % Molvbdän enthält. 2. Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung noch bis zu 2 % Mangan enthält. 3.
    Feder nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung noch bis zu 2 % Mangan enthält. 4. Feder nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe von Eisen und Nickel in der Legierung zwischen 25 und 35 0/0 liegt. 5. Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 20 bis 26 % Chrom enthält. 6.
    Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 30 bis 40 % Kobalt enthält. 7. Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,02 bis 0,05 % Beryllium enthält. B.
    Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung ausserdem 3 bis 10 % Molybdän und bis zu 3 % Man.-an enthält. 9. Feder nach Patentanspruch und Unter anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 6 bis 7 % hIoly-bdän enthält. 10.
    Feder nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 1. bis 2 % Mangan enthält. 1.1. Feder nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0,10 bis 0,20 % Kohlenstoff enthält. 12.
    Feder nach Patentanspruch und 1\ nter- ansprüehen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet. dass die Legierung 0,13 bis 0,1.8 % Kohlen- stoff enthält. 13.
    Feder nach Patentansprtieh, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 30 bis 40 % Kobalt, 20 bis 26 % Chrom, 6 bis 7 % Molybdän, 15 bis 31'% Nickel, höchstens 15 % Eisen,
    0,5 bis 2 % Mangan, 0,05 bis 0,20 0io Kohlenstoff und 0,01 bis 0,05 % Beryllium enthält. 1.4.
    Feder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 40 11110 Kobalt, 20 % Chrom, 7 0/0 lIolybdän. 15,5 0/0 Nickel, 15 % Eisen. 2 % Mangan, 0,10 bis 0,
    20 % Kohlenstoff und 0,03 % Beryllium ent- hält.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3176651A1 (de) * 2015-12-02 2017-06-07 Nivarox-FAR S.A. Herstellungsverfahren einer spiralfeder für eine uhr

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