Claims (1)
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Gegenstand der Erfindung ist eine Welle für Zeitmessgerät, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Eisenkern und eine auf dessen Oberfläche durch Gasphasenreaktion niedergeschlagene Schicht aus Titannitrid aufweist.
The subject of the invention is a shaft for a timepiece, which is characterized in that it has an iron core and a layer of titanium nitride deposited on its surface by a gas phase reaction.
In der Feintechnik ist es erforderlich, dass die Achsen, insbesondere die Lagerachsen in Uhren, weitgehend bruch-, verschleiss- und korrosionsfest sind und an der Oberfläche einen möglichst niedrigen Reibungswiderstand zeigen. Als Material wählt man für diesen Zweck daher Stahl, vorzugsweise rostfreien Stahl, Nivapoint (Cobaltlegierung), Hartmetall oder Rubin, wobei jedoch jedes Material die erwünschten Eigenschaften nur zum Teil aufweist, sowohl hinsichtlich der Qualität als auch der Quantität derselben. Hartmetall- und Rubinachsen sind beispielsweise verhältnismässig stark bruchempfindlich. Hinzu kommt die Frage der Wirtschaftlichkeit des gewählten Materials, denn je aufwendiger die Bearbeitung ist, desto unrentabler ist dessen Verwendung, wobei sich die Ausbeute an einwandfreien Stücken durch eine Vielzahl von Bearbeitungsmassnahmen ausserdem noch verringert.
In precision engineering, it is necessary that the axes, especially the bearing axes in watches, are largely resistant to breakage, wear and tear and corrosion and have the lowest possible frictional resistance on the surface. The material chosen for this purpose is therefore steel, preferably stainless steel, Nivapoint (cobalt alloy), hard metal or ruby, although each material only partially exhibits the desired properties, both in terms of quality and quantity. Tungsten carbide and ruby axles, for example, are relatively fragile. In addition, there is the question of the economic viability of the selected material, because the more complex the processing, the more unprofitable is its use, and the yield of flawless pieces is further reduced by a large number of processing measures.
Wellen aus Hartmetall müssen beispielsweise gepresst, gesintert, geschliffen und poliert werden.
For example, hard metal shafts have to be pressed, sintered, ground and polished.
Es wurde nun gefunden, dass Wellen aus Eisen, vorzugsweise Stahl, auf deren Oberfläche eine Titannitridschicht abgelagert wurde, alle Forderungen erfüllt, die man an sie stellt.
It has now been found that shafts made of iron, preferably steel, on the surface of which a titanium nitride layer has been deposited, meet all the requirements that are placed on them.
Die Herstellung der Titannitridüberzüge durch Gasphasenreaktion erfolgt nach bekannten Verfahren, vorzugsweise aus einer ein Titanhalogenid und Stickstoff und/oder Ammoniak enthaltenden Atmosphäre. Ein Überzug aus Titannitrid kann auch durch Reaktion einer organischen Titanverbindung mit Stickstoff und Wasserstoff bei erhöhten Temperaturen abgeschieden werden. Die Verfahren der Gasplattierung von Titannitrid und ihre Modifikationen sind u. a. aus den deutschen Patentschriften Nrn. 600 374, 970 456, 1 056 449, 1 056 450, 1 065 442 und 1 089 240 sowie der britischen Patentschrift Nr. 588 239 und der US-Patentschrift Nr. 2 865 791 bekannt.
The production of the titanium nitride coatings by gas phase reaction takes place according to known processes, preferably from an atmosphere containing a titanium halide and nitrogen and / or ammonia. A coating of titanium nitride can also be deposited by reacting an organic titanium compound with nitrogen and hydrogen at elevated temperatures. The methods of gas plating titanium nitride and their modifications include: a. from German Patent Nos. 600,374, 970,456, 1,056,449, 1,056,450, 1,065,442 and 1,089,240 as well as British Patent No. 588,239 and US Patent No. 2,865,791.
Die in bekannter Weise abgeschiedene Titannitridschicht haftet ausgezeichnet auf dem Eisen, wobei die Schichtstärke 1 bis 10,um, vorzugsweise 2 bis 6 ,tm, beträgt und ein Wert für die Mikrohärte dieser Schicht von HVo,05 > < x 1800 1800 bis 2800 kp/mm2 gemessen werden kann. Die Schicht erweckt einen metallischen Eindruck und sieht messingfarben aus. Wel len aus einer Stahl-Titannitrid-Kombination sind weder spröde noch bruchempfindlich, wie z. B. Hartmetallachsen. Die Herstellung der Stahl-Titannitrid-Wellen ist wesentlich einfacher und billiger als die der Wellen aus Hartmetall und Rubin, da mehrere 10 000 Stück Stahlwellen gleichzeitig mit Titannitrid beschichtet werden können. Der Verschleiss von Titannitrid ist geringer als von Hartmetall und entspricht ungefähr dem von Rubin.
The titanium nitride layer deposited in a known manner adheres excellently to the iron, the layer thickness being 1 to 10 μm, preferably 2 to 6 μm, and a value for the microhardness of this layer of HVo.05 x 1800 1800 to 2800 kp / mm2 can be measured. The layer creates a metallic impression and looks brass-colored. Wel len from a steel-titanium nitride combination are neither brittle nor fragile, such. B. Carbide axles. The production of steel-titanium nitride shafts is much easier and cheaper than that of hard metal and ruby shafts, since several tens of thousands of steel shafts can be coated with titanium nitride at the same time. The wear of titanium nitride is less than that of hard metal and roughly corresponds to that of ruby.
Der Vorteil der Titannitrid-Beschichtung gegenüber der Titancarbid-Beschichtung, wie sie in den schweizerischen Patenten Nrn. 452 205 und 455 856 beschrieben wird, besteht vor allem darin, dass auch kohlenstoffarmer Stahl mit Titannitrid beschichtet werden kann, während derselbe für eine Titancarbid-Beschichtung mit ausreichender Haftung zunächst aufgekohlt werden müsste. Schliesslich entfällt bei der Beschichtung mit Titannitrid auch das Zwischenpolieren, das beim Titancarbid erforderlich ist.
The advantage of the titanium nitride coating compared to the titanium carbide coating, as it is described in the Swiss patent nos. 452 205 and 455 856, is above all that low-carbon steel can also be coated with titanium nitride, while the same applies to a titanium carbide coating would first have to be carburized with sufficient adhesion. Finally, when coating with titanium nitride, there is no need for intermediate polishing, which is necessary with titanium carbide.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Schaffung möglichst wartungsfreier Uhrenwellen, da der Reibungswiderstand dieser Wellen überraschenderweise so gering ist, dass sich die Schmierung der Lager erübrigt oder zumindest erheblich verringern lässt.
The present invention makes it possible to create watch shafts that are as maintenance-free as possible, since the frictional resistance of these shafts is surprisingly so low that the lubrication of the bearings is unnecessary or at least considerably reduced.
Beispiel
Eine Anzahl Lagerwellen von 1 bis 5 mm Länge und 0,1 mm Durchmesser aus rostfreiem Stahl 18 X C34HV Sandvik, die in Uhren Verwendung finden, wurden in einem Quarzrohr derart deponiert, dass eine allseitige Beschichtung möglich war. Die zu beschichtenden Lagerwellen lagen im polierten Zustand vor. Über sie wurde nun bei einer Temperatur von 950" C und einem Druck von 100 Torr ein Gasgemisch geleitet, das 94 Vol. % Wasserstoff, 4 Vol. % Stickstoff und 2 Vol.% Titantetrachlorid enthielt. Die Strömungsgeschwindigkeit betrug 2 1/min und die Beschichtungsdauer 4 Stunden.
example
A number of bearing shafts 1 to 5 mm long and 0.1 mm in diameter made of stainless steel 18 X C34HV Sandvik, which are used in watches, were deposited in a quartz tube in such a way that coating on all sides was possible. The bearing shafts to be coated were in the polished state. A gas mixture containing 94% by volume of hydrogen, 4% by volume of nitrogen and 2% by volume of titanium tetrachloride was then passed over it at a temperature of 950 ° C. and a pressure of 100 torr. The flow rate was 2 l / min and the Coating time 4 hours.
Danach waren die Lagerwellen mit einer Titannitridschicht von 5 ,um Dicke versehen, wobei es empfehlenswert, jedoch nicht notwendig war, die beschichteten Achsen mit Diamantpaste nachzupolieren.
Thereafter, the bearing shafts were provided with a titanium nitride layer with a thickness of 5 μm, whereby it was recommended, but not necessary, to polish the coated axles with diamond paste.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Welle für Zeitmessgerät, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Eisenkern und eine auf dessen Oberfläche durch Gasphasenreaktion niedergeschlagene Schicht aus Titannitrid aufweist.
Shaft for timepiece, characterized in that it has an iron core and a layer of titanium nitride deposited on its surface by means of a gas phase reaction.