CH711882A2 - Procédé d'amélioration d'un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères. - Google Patents
Procédé d'amélioration d'un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères. Download PDFInfo
- Publication number
- CH711882A2 CH711882A2 CH01758/15A CH17582015A CH711882A2 CH 711882 A2 CH711882 A2 CH 711882A2 CH 01758/15 A CH01758/15 A CH 01758/15A CH 17582015 A CH17582015 A CH 17582015A CH 711882 A2 CH711882 A2 CH 711882A2
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- carbon
- nitrogen
- alloy
- chromium
- iron
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C22/00—Alloys based on manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/06—Alloys based on chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
- C22C33/06—Making ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
- G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
- G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
- G04B17/066—Manufacture of the spiral spring
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
- G04B43/007—Antimagnetic alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
L’invention concerne un procédé d’amélioration d’un alliage fer-nickel-chrome-manganèse et l’utilisation d’un tel alliage pour la fabrication d’un spiral d’horlogerie, on choisit et on élabore un alliage de base comportant, en masse: – de 9,0% à 13,0% de nickel, – de 4,0% à 12,0% de chrome, – de 21,0% à 25,0% de manganèse, – le complément en fer, puis on effectue un durcissement dudit alliage, tout en maintenant ses propriétés antiferromagnétiques, par introduction de carbone et d’azote en interstitiel, avec, en proportion de la masse dudit alliage de base: – de 0,10% à 1,20% de carbone, et/ou – de 0,10% à 1,20% d’azote.
Description
Description
Domaine de l’invention [0001] L’invention concerne un procédé d’amélioration d’un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères.
[0002] L’invention concerne encore l’utilisation d’un tel alliage pour la réalisation d’un spiral.
Arrière-plan de l’invention [0003] Les alliages thermo-compensateurs utilisés pour les spiraux d’horlogerie sont en grande majorité issus des travaux de Charles-Edouard Guillaume et basés sur l’Elinvar Fe-Ni-Cr. Des éléments durcissants ont, depuis, été ajoutés: W+C, ou Ti+AI, ou Be, ou Nb, qui ont notamment donné naissance aux alliages «Elinvar», «Ni-Span», «Nivarox», «Isoval».
[0004] Tous ces alliages, qui conviennent à l’application en raison de leurs propriétés mécaniques, sont toutefois ferromagnétiques, et donc sensibles aux champs magnétiques, ce qui est préjudiciable à la marche d’une montre.
[0005] Dans les années 1970-1990, des travaux sur des alliages antiferromagnétiques ont été publiés mais n’ont pas donné lieu à des développements industriels. Ces alliages sont quasiment insensibles à l’effet d’un champ magnétique, mais présentent quelques difficultés industrielles et l’arrivée de la crise horlogère des années 80 a stoppé les développements. Résumé de l’invention [0006] On connaît, notamment par les travaux du Dr. Ing. Manfred Müller, une famille d’alliages antiferromagnétiques particulièrement intéressante, de type Fe-Mn-Ni-Cr.
[0007] Il est possible de durcir de tels alliages par adjonction de Be, ou par adjonction de Ti+AI.
[0008] Le Be n’est pas souhaitable en raison de sa toxicité. Et l’ajout de Ti+AI est délicat, car Ti et Al réagissent avec le Ni présent dans l’alliage, et en modifient localement la composition, rendant par là-même difficile la maîtrise du coefficient thermique de l’alliage; de plus, le durcissement structural par précipitation de Ni3AI et Ti3AI tend à réduire la ductilité de l’alliage.
[0009] L’objet de l’invention est de trouver une alternative permettant un durcissement satisfaisant.
[0010] A cet effet, l’invention concerne un procédé d’amélioration d’un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères, selon la revendication 1.
[0011] En résumé, la présente invention permet de durcir un alliage de type Fe-Mn-Ni-Cr, par l’introduction de carbone et d’azote en interstitiel, selon le principe des aciers HIS.
[0012] Un tel durcissement par C+N permet le développement d’alliages comportant de bonnes propriétés mécaniques, qui sont antiferromagnétiques, et écologiques.
[0013] L’invention concerne encore l’utilisation d’un tel alliage pour la réalisation d’un spiral d’horlogerie.
Description détaillée des modes de réalisation préférés [0014] L’invention concerne un procédé d’amélioration d’un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères.
[0015] Selon l’invention, on choisit et on élabore un alliage de base comportant, en masse: - de 4,0% à 13,0% de nickel, - de 4,0% à 12,0% de chrome, - de 21,0% à 25,0% de manganèse, - le complément en fer, et on effectue un durcissement de cet alliage, tout en maintenant ses propriétés antiferromagnétiques, par introduction de carbone et d’azote en interstitiel, avec, en proportion de la masse de l’alliage de base: - de 0,10% à 1,20% de carbone, et/ou - de 0,10% à 1,20% d’azote.
[0016] Plus particulièrement, on ajuste cette introduction de carbone et d’azote, telle que la somme des proportions, en masse de l’alliage de base, du carbone et de l’azote, est comprise entre 0,60% et 0,95%.
[0017] Plus particulièrement, on ajuste cette introduction de carbone et d’azote, telle que la somme des proportions, en masse de l’alliage de base, du carbone et de l’azote, est comprise entre 0,75% et 0,95%.
[0018] Plus particulièrement, on ajuste cette introduction de carbone et d’azote, telle que la somme des proportions, en masse de l’alliage de base, du carbone et de l’azote, est comprise entre 0,80% et 0,85%.
[0019] Plus particulièrement, on ajuste cette introduction de carbone et d’azote, telle que le rapport des pourcentages de carbone et d’azote en masse totale de l’alliage de base est compris entre 0,5 et 2,0.
Claims (13)
- [0020] Plus particulièrement, on ajuste cette introduction de carbone et d’azote, telle que le rapport des pourcentages de carbone et d’azote en masse totale de l’alliage de base est compris entre 1,0 et 1,5. [0021] Plus particulièrement, on choisit cet alliage de base comportant, en masse, au moins 8,0% de chrome. [0022] Plus particulièrement, on incorpore à l’alliage de base, en proportion de la masse de l’alliage de base, entre 0,5% et 5,0% de molybdène et/ou de cuivre afin d’améliorer sa tenue à la corrosion. [0023] Plus particulièrement, on ajoute du ferrochrome à l’azote pour arriver à la bonne composition chimique. [0024] Plus particulièrement, on ajoute du ferromanganèse au carbone pour arriver à la bonne composition chimique. [0025] Plus particulièrement, on ajoute du ferrochrome à l’azote, et du ferromanganèse au carbone pour arriver à la bonne composition chimique. [0026] Plus particulièrement, l’élaboration de cet alliage inclut un procédé de coulée, comportant les étapes suivantes: - préparer dans les proportions adéquates, d’une part les métaux purs, nickel, chrome, fer, et d’autre part des pré-alliages du type: ferrochrome à bas carbone dit Nitrided Low Carbon Ferro Chromium, avec 65% de chrome, 3% d’azote, le reste en fer, ferromanganèse à haut carbone dit High Carbon Ferro Manganèse, avec 75% de manganèse, 7% de carbone, le reste en fer, ferromanganèse à bas carbone dit Low Carbon Ferro Manganèse, avec 95% de manganèse, le reste en fer, - dans un four à induction sous vide, fondre sous pression partielle d’azote le fer, le nickel et le chrome, - ajouter le ferromanganèse à bas carbone et le ferromanganèse à haut carbone, - contrôler la température et la maintenir environ 20 °C au-dessus du liquidus de l’alliage, ou à au moins 20 °C au-dessus du liquidus de l’alliage, - ajouter le ferrochrome à l’azote à bas carbone, qui est la source d’azote principale, - contrôler la température et la maintenir environ 20 °C au-dessus du liquidus de l’alliage, ou à au moins 20 °C au-dessus du liquidus de l’alliage, - procéder à la coulée du lingot. [0027] L’invention concerne encore l’utilisation d’un tel alliage pour la réalisation d’un spiral d’horlogerie, notamment un ressort spiral pour oscillateur. Revendications1. Procédé d’amélioration d’un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères, caractérisé en ce qu’on choisit et on élabore un alliage de base comportant, en masse: - 4,0% à 13,0% de nickel, - de 4,0% à 12,0% de chrome, - de 21,0% à 25,0% de manganèse, - le complément en fer, et en ce qu’on effectue un durcissement dudit alliage, tout en maintenant ses propriétés antiferromagnétiques, par introduction de carbone et d’azote en interstitiel, avec, en proportion de la masse dudit alliage de base: - de 0,10% à 1,20% de carbone, et/ou - de 0,10% à 1,20% d’azote.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’on ajuste ladite introduction de carbone et d’azote, telle que la somme des proportions, en masse dudit alliage de base, du carbone et de l’azote, est comprise entre 0,60% et 0,95%.
- 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’on ajuste ladite introduction de carbone et d’azote, telle que la somme des proportions, en masse dudit alliage de base, du carbone et de l’azote, est comprise entre 0,75% et 0,95%.
- 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’on ajuste ladite introduction de carbone et d’azote, telle que la somme des proportions, en masse dudit alliage de base, du carbone et de l’azote, est comprise entre 0,80% et 0,85%.
- 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’on ajuste ladite introduction de carbone et d’azote, telle que le rapport des pourcentages de carbone et d’azote en masse totale dudit alliage de base est compris entre 0,5 et 2,0.
- 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’on ajuste ladite introduction de carbone et d’azote, telle que le rapport des pourcentages de carbone et d’azote en masse totale dudit alliage de base est compris entre 1,0 et 1,5.
- 7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’on choisit ledit alliage de base comportant, en masse, au moins 8,0% de chrome.
- 8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’on incorpore audit alliage de base, en proportion de la masse dudit alliage de base, entre 0,5% et 5,0% de molybdène et/ou de cuivre afin d’améliorer sa tenue à la corrosion.
- 9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’on ajoute du ferrochrome à l’azote pour arriver à la bonne composition chimique.
- 10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’on ajoute du ferromanganèse au carbone pour arriver à la bonne composition chimique.
- 11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’on ajoute du ferrochrome à l’azote, et du ferromanganèse au carbone, pour arriver à la bonne composition chimique.
- 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l’élaboration dudit alliage inclut un procédé de coulée, comportant les étapes suivantes: - préparer dans les proportions adéquates, d’une part les métaux purs, nickel, chrome, fer, et d’autre part des préalliages du type: ferrochrome à bas carbone dit Nitrided Low Carbon Ferro Chromium, avec 65% de chrome, 3% d’azote, le reste en fer, ferromanganèse à haut carbone dit High Carbon Ferro Manganèse, avec 75% de manganèse, 7% de carbone, le reste en fer, ferromanganèse à bas carbone dit Low Carbon Ferro Manganèse, avec 95% de manganèse, le reste en fer, - dans un four à induction sous vide, fondre sous pression partielle d’azote le fer, le nickel et le chrome, - ajouter le ferromanganèse à bas carbone et le ferromanganèse à haut carbone, - contrôler la température et la maintenir à au moins 20 °C au-dessus du liquidus de l’alliage, - ajouter le ferrochrome à l’azote à bas carbone, - contrôler la température et la maintenir à au moins 20 °C au-dessus du liquidus de l’alliage, - procéder à la coulée du lingot.
- 13. Utilisation d’un alliage réalisé selon l’une des revendications 1 à 12 pour la réalisation d’un spiral d’horlogerie.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01758/15A CH711882B1 (fr) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Procédé de durcissement d'un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01758/15A CH711882B1 (fr) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Procédé de durcissement d'un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH711882A2 true CH711882A2 (fr) | 2017-06-15 |
CH711882B1 CH711882B1 (fr) | 2019-06-28 |
Family
ID=59030689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH01758/15A CH711882B1 (fr) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Procédé de durcissement d'un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH711882B1 (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113126466A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 尼瓦罗克斯-法尔股份公司 | 用于钟表机芯的摆轮游丝及其制造方法 |
-
2015
- 2015-12-02 CH CH01758/15A patent/CH711882B1/fr unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113126466A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 尼瓦罗克斯-法尔股份公司 | 用于钟表机芯的摆轮游丝及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH711882B1 (fr) | 2019-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2725206C (fr) | Alliage fer-nickel | |
SA119410180B1 (ar) | سبيكة مقاومة للأكسدة ومقاومة للحرارة وطريقة التحضير | |
BR112017009295B1 (pt) | Liga resistente ao desgaste | |
MX2010005531A (es) | Aleacion de resistencia ultra alta para ambientes severos de petroleo y gas y metodo de preparacion. | |
FR3085967B1 (fr) | Superalliages a base de nickel | |
KR20010040446A (ko) | 표면 침탄 2차 경화강 | |
CN102586693B (zh) | 高尔夫球杆头合金及其制造方法 | |
FR3078978A1 (fr) | Composition d'acier | |
JP6142080B2 (ja) | 計時器ムーブメント用部品 | |
Sheng | Phase selection rules for complex multi-component alloys with equiatomic or close-to-equiatomic compositions | |
WO2012132679A1 (fr) | Acier inoxydable austénitique coulé | |
CH711882A2 (fr) | Procédé d'amélioration d'un alliage fer-nickel-chrome-manganèse pour des applications horlogères. | |
EP3176281B1 (fr) | Procede d'amelioration d'un alliage fer-nickel-chrome-manganese pour des applications horlogeres | |
JP6320202B2 (ja) | 耐水素脆化性の高強度鋼 | |
CH711913A2 (fr) | Procédé de fabrication d'un ressort-spiral d'horlogerie. | |
JP2013044037A (ja) | 鉄系材料およびその製造方法 | |
JP2013531130A (ja) | 高結晶粒細粒化性能及び安定結晶粒細粒化性能をもつフェライト系ステンレス鋼とその製造方法 | |
CN105132803A (zh) | 高强度定膨胀合金 | |
JP6240737B2 (ja) | 計時器用バランスばねを製造する方法 | |
JP2010285659A (ja) | 高スパッタ率を有する軟磁性膜作製用スパッタリングターゲット材 | |
Nadzri et al. | High Entropy Alloy Towards Functional Materials Application: A Review | |
JP2013044036A (ja) | 鉄系材料の製造方法 | |
FR2868083A1 (fr) | Acier pour pieces mecaniques, procede de fabrication de pieces mecaniques l'utilisant et pieces mecaniques ainsi realisees | |
US9656371B2 (en) | High-hardness atomized powder, powder for projecting material for shot peening, and shot peening method using same | |
JP5840376B2 (ja) | 鉄系材料およびその製造方法 |