CH715727B1 - Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy. - Google Patents

Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy. Download PDF

Info

Publication number
CH715727B1
CH715727B1 CH00033/19A CH332019A CH715727B1 CH 715727 B1 CH715727 B1 CH 715727B1 CH 00033/19 A CH00033/19 A CH 00033/19A CH 332019 A CH332019 A CH 332019A CH 715727 B1 CH715727 B1 CH 715727B1
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
screw
hardness
alloy
component
plastic deformation
Prior art date
Application number
CH00033/19A
Other languages
French (fr)
Other versions
CH715727A1 (en
Inventor
Colas Damien
Diologent Frédéric
Original Assignee
Richemont Int Sa
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 Richemont Int Sa filed Critical Richemont Int Sa
Priority to CH00033/19A priority Critical patent/CH715727B1/en
Publication of CH715727A1 publication Critical patent/CH715727A1/en
Publication of CH715727B1 publication Critical patent/CH715727B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/02Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A44HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44CPERSONAL ADORNMENTS, e.g. JEWELLERY; COINS
    • A44C27/00Making jewellery or other personal adornments
    • A44C27/001Materials for manufacturing jewellery
    • A44C27/002Metallic materials
    • A44C27/003Metallic alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/001Extruding metal; Impact extrusion to improve the material properties, e.g. lateral extrusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/002Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
    • B21C37/045Manufacture of wire or bars with particular section or properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/02Alloys based on gold
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B29/00Frameworks
    • G04B29/04Connecting or supporting parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J7/00Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
    • B21J7/02Special design or construction
    • B21J7/14Forging machines working with several hammers
    • B21J7/16Forging machines working with several hammers in rotary arrangements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/10Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the whole cross-section, e.g. of concrete reinforcing bars

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé d'obtention d'un composant fonctionnel destiné à des applications horlogère, joaillère ou micromécaniques, le procédé comprenant les étapes suivantes: fournir un matériau brut (12) formé d'un alliage comprenant au moins 750‰ massique d'or et ayant une première dureté; réaliser une étape d'écrouissage dudit matériau de manière à obtenir un produit semi-fini ayant une seconde dureté plus élevée que la première dureté; et une étape d'usinage du produit semi-fini pour obtenir le composant; l'étape d'écrouissage comportant au moins un cycle de déformation plastique sévère de sorte que la structure cristallographique de l'alliage est transformée en une structure à grain inférieure à 10 µm.The present invention relates to a process for obtaining a functional component intended for horological, jewelery or micromechanical applications, the process comprising the following steps: supplying a raw material (12) formed of an alloy comprising at least 750‰ by mass of gold and having a first hardness; performing a work hardening step of said material so as to obtain a semi-finished product having a second hardness higher than the first hardness; and a step of machining the semi-finished product to obtain the component; the strain hardening step comprising at least one cycle of severe plastic deformation such that the crystallographic structure of the alloy is transformed into a grain structure smaller than 10 µm.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne un procédé d'obtention d'un composant micromécanique en alliage d'or ayant une dureté et une ductilité élevées. Le composant obtenu par le procédé de l'invention est destiné à des applications horlogère ou micromécaniques, en particulier lorsque le composant est soumis à de fortes contraintes mécaniques. The present invention relates to a process for obtaining a micromechanical component in gold alloy having high hardness and ductility. The component obtained by the method of the invention is intended for horological or micromechanical applications, in particular when the component is subjected to high mechanical stresses.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Il peut être souhaitable d'utiliser des composant en alliage d'or, par exemple un or 18 carats 3N, 4N, 5N ou gris pour des applications en horlogerie ou en micromécaniques, où ces composants sont soumis à de fortes contraintes mécaniques. Cependant, les propriétés mécaniques de ces types d'alliages ne sont souvent pas satisfaisantes, notamment en raison d'une faible dureté. [0002] It may be desirable to use gold alloy components, for example 18-carat 3N, 4N, 5N or gray gold for watchmaking or micromechanical applications, where these components are subjected to high mechanical stresses. . However, the mechanical properties of these types of alloys are often not satisfactory, in particular due to low hardness.

Bref résumé de l'inventionBrief summary of the invention

[0003] La présente invention concerne un procédé d'obtention d'un composant fonctionnel destiné à des applications horlogère ou micromécaniques, le procédé comprenant les étapes suivantes: fournir un matériau brut formé d'un alliage comprenant au moins 750‰ massique d'or et ayant une première dureté; réaliser une étape d'écrouissage dudit matériau de manière à obtenir un produit semi-fini ayant une seconde dureté plus élevée que la première dureté; et une étape d'usinage du produit semi-fini pour obtenir le composant; dans lequel l'étape d'écrouissage comporte au moins un cycle de déformation plastique sévère de sorte que la structure cristallographique de l'alliage est transformée en une structure à grain inférieure à 10 µm.The present invention relates to a process for obtaining a functional component intended for horological or micromechanical applications, the process comprising the following steps: supplying a raw material formed from an alloy comprising at least 750‰ by mass of gold and having a first hardness; performing a work hardening step of said material so as to obtain a semi-finished product having a second hardness higher than the first hardness; and a step of machining the semi-finished product to obtain the component; wherein the strain hardening step includes at least one cycle of severe plastic deformation such that the crystallographic structure of the alloy is transformed into a grain structure smaller than 10 µm.

[0004] La présente invention concerne également un composant obtenu par le procédé de l'invention. The present invention also relates to a component obtained by the method of the invention.

[0005] Le composant obtenu par le procédé de l'invention possède de meilleures caractéristiques mécaniques, par exemple une dureté et une ductilité plus élevées, qu'un composant obtenu de manière conventionnelle. The component obtained by the method of the invention has better mechanical characteristics, for example higher hardness and ductility, than a component obtained conventionally.

Brève description des figuresBrief description of figures

[0006] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : la figure 1 illustre un dispositif de martelage rotatif; la figure 2 montre un composant; et les figure 3 à 8 comparent une vue de dessus de la tête d'une vis obtenue par un procédé conventionnel et par le procédé de l'invention, avant serrage (figure 3), serrage jusqu'au couple nominal de 2.7 N.cm (figure 4), serrage jusqu'au couple nominal de 5 N.cm (figure 5), serrage jusqu'au couple nominal de 6.5 N.cm (figure 6), serrage jusqu'au couple nominal de 7 N.cm (figure 7), serrage jusqu'au couple nominal de 8.5 à 9 N.cm (figure 8).Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which: FIG. 1 illustrates a rotary hammering device; Figure 2 shows a component; and Figures 3 to 8 compare a top view of the head of a screw obtained by a conventional method and by the method of the invention, before tightening (Figure 3), tightening to the nominal torque of 2.7 N.cm (figure 4), tightening up to the nominal torque of 5 N.cm (figure 5), tightening up to the nominal torque of 6.5 N.cm (figure 6), tightening up to the nominal torque of 7 N.cm (figure 7), tightening up to the nominal torque of 8.5 to 9 N.cm (figure 8).

Exemple(s) de mode de réalisation de l'inventionExample(s) of embodiment of the invention

[0007] Selon un mode de réalisation, un procédé d'obtention d'un composant fonctionnel destiné à des applications horlogère ou micromécaniques, comprend les étapes suivantes: fournir un matériau brut formé d'un alliage comprenant au moins 750‰ massique d'or et ayant une première dureté; réaliser une étape d'écrouissage dudit matériau de manière à obtenir un produit semi-fini ayant une seconde dureté plus élevée que la première dureté; et usiner le produit semi-fini pour obtenir le composant;dans lequel l'étape d'écrouissage comporte au moins un cycle de déformation plastique sévère de sorte que la structure cristallographique de l'alliage est transformée en une structure à grain inférieure à 10 µm. [0007] According to one embodiment, a method for obtaining a functional component intended for watchmaking or micromechanical applications, comprises the following steps: supplying a raw material formed of an alloy comprising at least 750‰ by mass of gold and having a first hardness; performing a work hardening step of said material so as to obtain a semi-finished product having a second hardness higher than the first hardness; and machining the semi-finished product to obtain the component;wherein the strain hardening step includes at least one cycle of severe plastic deformation such that the crystallographic structure of the alloy is transformed into a grain structure smaller than 10 µm .

[0008] L'étape d'écrouissage comportant au moins un cycle de déformation plastique sévère résulte dans une structure de grain où la taille des grains n'est pas nécessairement égale dans les trois dimensions du grain. En particulier, l'étape d'écrouissage comportant au moins un cycle de déformation plastique sévère peut produire des grains ayant une forme allongée. Ici, la structure de grain est définie par la taille des grains selon leur dimension la plus petite. Par exemple, la dimension la plus petite dans le cas d'un grain allongé est sa section transversale tandis que la dimension la plus grande est sa section longitudinale. [0008] The hardening step comprising at least one cycle of severe plastic deformation results in a grain structure where the size of the grains is not necessarily equal in the three dimensions of the grain. In particular, the hardening step comprising at least one severe plastic deformation cycle can produce grains having an elongated shape. Here, the grain structure is defined by the size of the grains according to their smallest dimension. For example, the smallest dimension in the case of an elongated grain is its cross section while the largest dimension is its longitudinal section.

[0009] Selon le nombre de cycles de déformation plastique sévère, la taille transversale des grains de la structure à grain ultrafins peut être inférieure à 10 µm, et même inférieure à 5 µm, voire 1 µm. [0009] Depending on the number of severe plastic deformation cycles, the transverse size of the grains of the ultrafine grain structure may be less than 10 μm, and even less than 5 μm, or even 1 μm.

[0010] Dans le cadre de la déformation plastique sévère, une très forte contrainte hydrostatique est introduite lors de la mise en oeuvre, retardant voire empêchant la localisation de la déformation et donc l'apparition de fissures. La déformation est plus homogène que pour les techniques conventionnelles telles que le laminage ou le tréfilage, où une texture liée à la direction de déformation subsiste. Dans les techniques de déformation à froid usuelles, le durcissement est engendré par la création de dislocations (sources de Frank-Read) qui vont s'empiler sur les joints de grains initiaux, pour progressivement former une structure de sous-joints (ou cellules) dont les parois contiennent une très grand densité de dislocations. Dans des matériaux ayant subi une déformation plastique sévère, la déformation est telle que de nouveaux grains sont formés, avec des joints de grains plus nets que les parois des cellules et contenant peu de dislocations. C'est la très grande densité de joints de grains qui induit les propriétés mécaniques des matériaux ayant subi une déformation plastique sévère. [0010] In the context of severe plastic deformation, a very strong hydrostatic stress is introduced during implementation, delaying or even preventing the localization of the deformation and therefore the appearance of cracks. The deformation is more homogeneous than for conventional techniques such as rolling or drawing, where a texture linked to the direction of deformation remains. In the usual cold deformation techniques, the hardening is generated by the creation of dislocations (Frank-Read sources) which will pile up on the initial grain boundaries, to gradually form a structure of sub-boundaries (or cells) whose walls contain a very high density of dislocations. In materials that have undergone severe plastic deformation, the deformation is such that new grains are formed, with grain boundaries sharper than the cell walls and containing few dislocations. It is the very high density of grain boundaries that induces the mechanical properties of materials that have undergone severe plastic deformation.

[0011] La taille des grains d'une structure cristallographique d'un alliage ayant subi „au moins un cycle de déformation plastique sévère“ peut dépendre de la composition de l'alliage et des conditions de la méthode de déformation plastique sévère. Cependant, la taille des grains peut être vérifiée directement et avec succès au moyen de tests et de procédures connus de l'homme du métier et ne nécessitant pas une somme déraisonnable d'expérimentations. Par exemple, selon la composition de l'alliage comprenant au moins 750‰ massique d'or, le nombre de cycles de déformation plastique sévère sera ajusté afin d'obtenir une structure à grains ultrafins, inférieure à 10 µm. [0011] The grain size of a crystallographic structure of an alloy having undergone "at least one severe plastic deformation cycle" can depend on the composition of the alloy and the conditions of the severe plastic deformation method. However, grain size can be verified directly and successfully using tests and procedures known to those skilled in the art and not requiring an unreasonable amount of experimentation. For example, depending on the composition of the alloy comprising at least 750‰ by weight of gold, the number of severe plastic deformation cycles will be adjusted in order to obtain a structure with ultrafine grains, less than 10 µm.

[0012] Selon une forme préférée, le matériau brut peut prendre la forme d'une barre, par exemple une barre ayant un diamètre d'environ 10mm. Le matériau brut peut être à l'état recuit. [0012] According to a preferred form, the raw material can take the form of a bar, for example a bar having a diameter of approximately 10 mm. The raw material may be in the annealed state.

[0013] Selon une forme particulière, le matériau brut peut être formé d'un alliage d'or 3N comprenant: 750‰ Au, 125‰ Cu et 125‰ Ag. According to a particular form, the raw material can be formed from a 3N gold alloy comprising: 750‰ Au, 125‰ Cu and 125‰ Ag.

[0014] Par exemple, un tel alliage d'or 3N Nuance classique du commerce présentant les caractéristiques ci-dessous : Recuit* 145 550 375 40 Ecroui 70% 240 890 810 2 Recuit + durci** 230 750 630 16.5 Ecroui 70% + durci** 290 1010 970 1.5 *le recuit correspond à 650°C pendant 30min sous atmosphère H2/N2puis trempe à l'eau. **le durcissement thermique est réalisé à 280°C pendant 60min. [0014] For example, such a conventional commercial grade 3N gold alloy having the characteristics below: Annealed* 145 550 375 40 Hardened 70% 240 890 810 2 Annealed + hardened** 230 750 630 16.5 Hardened 70% + hardened** 290 1010 970 1.5 *annealing corresponds to 650°C for 30min under an H2/N2 atmosphere then quenching in water. **thermal hardening is carried out at 280°C for 60min.

[0015] L'écrouissage à 70% peut être réalisé par une méthode de laminage et/ou tréfilage, typiquement après entre 3 et 10 passages. [0015] The work hardening at 70% can be achieved by a rolling and/or drawing method, typically after between 3 and 10 passes.

[0016] Selon d'autres formes possibles, le matériau brut peut être formé d'un alliage d'or selon les nuances commerciales classiques de 3N (750Au-125Cu-125Ag 3N), 4N (750Au-160Cu-90Ag 4N), 5N (750Au-205Cu-45Ag 5N) ou or gris (750Au-125Pd-95Cu-30Ag). Ces compositions sont données à titre indicatif, d'autres variantes sont également possibles. [0016] According to other possible shapes, the raw material can be formed from a gold alloy according to the classic commercial grades of 3N (750Au-125Cu-125Ag 3N), 4N (750Au-160Cu-90Ag 4N), 5N (750Au-205Cu-45Ag 5N) or white gold (750Au-125Pd-95Cu-30Ag). These compositions are given as an indication, other variants are also possible.

[0017] Selon une forme d'exécution, le ou les cycles de déformation plastique sévère sont réalisés à l'aide d'une méthode de martelage rotatif (rotary swaging), également connu sous le nom de rétreinte rotative. [0017] According to one embodiment, the severe plastic deformation cycle(s) are carried out using a rotary swaging method, also known as rotary shrinking.

[0018] Lafigure 1illustre schématiquement un dispositif de martelage rotatif 10, pouvant réaliser le ou les cycles de déformation plastique sévère par la méthode de martelage rotative. Des marteaux 11 sont positionnés autour du matériau brut, par exemple une barre 12. Les marteaux 11 exécutent des mouvements radiaux (indiqués par les flèches 13) à haute fréquence. Les mouvements radiaux 13 des marteaux 11 se font dans le plan de la section du matériau 12, perpendiculairement à l'axe longitudinal 15 du matériau 12. Par exemple, la fréquence des mouvements radiaux varie de 1 500 à 10 000 par minute selon la taille du dispositif. La course latérale des marteaux 11 courses est d'environ de 0.2 à 5 mm. Habituellement, le dispositif de martelage rotatif 10 comprend quatre marteaux 11. En fonction de l'application et de la taille du dispositif 10, il est possible d'utiliser des jeux de deux, trois, six ou, dans des cas particuliers, jusqu'à huit marteaux 11. Pour éviter la formation de bavures longitudinales aux interstices entre les marteaux 11, le dispositif 10 peut imprimer un mouvement de rotation relatif entre les marteaux 11 et la barre de travail 12. Dans ce cas, les marteaux 11 tournent autour de l'axe longitudinal 15, dans un sens horaire ou antihoraire. Lors d'un cycle de déformation, le matériau 12 est avancé dans la direction de l'axe longitudinal 15, par exemple dans le sens indiqué par la flèche 16. [0018] Figure 1 schematically illustrates a rotary hammering device 10, capable of carrying out the severe plastic deformation cycle(s) by the rotary hammering method. Hammers 11 are positioned around the raw material, for example a bar 12. The hammers 11 perform radial movements (indicated by arrows 13) at high frequency. The radial movements 13 of the hammers 11 take place in the plane of the section of the material 12, perpendicular to the longitudinal axis 15 of the material 12. For example, the frequency of the radial movements varies from 1,500 to 10,000 per minute depending on the size of the device. The lateral stroke of the 11-stroke hammers is approximately 0.2 to 5 mm. Usually, the rotary hammering device 10 comprises four hammers 11. Depending on the application and the size of the device 10, it is possible to use sets of two, three, six or, in particular cases, up to with eight hammers 11. To avoid the formation of longitudinal burrs at the interstices between the hammers 11, the device 10 can impart a relative rotational movement between the hammers 11 and the work bar 12. In this case, the hammers 11 rotate around the longitudinal axis 15, in a clockwise or counterclockwise direction. During a deformation cycle, the material 12 is advanced in the direction of the longitudinal axis 15, for example in the direction indicated by the arrow 16.

[0019] Le martelage rotatif est un processus de formage incrémental. Selon une forme d'exécution, la déformation finale de la barre 12 est atteinte après une succession de déformations sévère intermédiaires (une succession de cycles de déformation plastique sévère). Par exemple, une barre 12 d'un diamètre initial de 10 mm peut voir son diamètre réduit à 2 mm à la suite de déformations successives (cycles successifs) réalisées à l'aide de la méthode de martelage rotatif, soit 96% de taux de déformation (sur la section). Par exemple, des cycles successifs, chaque cycle permettant de réduire le diamètre de la barre 12 d'environ 1 mm, sont réalisés pour diminuer le diamètre de la barre 12 de 10 mm à 5 mm. Des cycles successifs, chaque cycle permettant de réduire le diamètre de la barre 12 d'environ 0.5 mm, sont réalisées pour diminuer le diamètre de la barre 12 de 5 mm à 2 mm. [0019] Rotary hammering is an incremental forming process. According to one embodiment, the final deformation of bar 12 is reached after a succession of intermediate severe deformations (a succession of cycles of severe plastic deformation). For example, a bar 12 with an initial diameter of 10 mm can see its diameter reduced to 2 mm following successive deformations (successive cycles) carried out using the rotary hammering method, i.e. 96% rate of deformation (on the section). For example, successive cycles, each cycle making it possible to reduce the diameter of the bar 12 by approximately 1 mm, are carried out to reduce the diameter of the bar 12 from 10 mm to 5 mm. Successive cycles, each cycle making it possible to reduce the diameter of the bar 12 by approximately 0.5 mm, are carried out to reduce the diameter of the bar 12 from 5 mm to 2 mm.

[0020] La déformation est plutôt de la compression plane, qui engendre un état de contrainte assez complexe avec beaucoup de compression. C'est ce qui permet de retarder la fissuration. Pour l'alliage d'or 3N comprenant: 750‰ Au, 125‰ Cu et 125‰ Ag ayant subi une déformation de 96% par l'étape de martelage rotatif selon l'invention, un produit semi-fini ayant une dureté de 350HV est obtenu. Selon le nombre de cycles de déformation plastique sévère, la taille transverse des grains de la structure à grain ultrafins peut être inférieure à 10 microns, et même inférieure à 5 microns, voire 1 micron. [0020] The deformation is rather plane compression, which generates a rather complex state of stress with a great deal of compression. This is what delays cracking. For the 3N gold alloy comprising: 750‰ Au, 125‰ Cu and 125‰ Ag having undergone a deformation of 96% by the rotary hammering step according to the invention, a semi-finished product having a hardness of 350HV is obtained. Depending on the number of severe plastic deformation cycles, the transverse grain size of the ultrafine grain structure can be less than 10 microns, and even less than 5 microns, or even 1 micron.

[0021] Selon une forme d'exécution, le procédé comporte en outre une étape de traitement thermique de durcissement par précipitation (ou encore, traitement de durcissement thermique). Par exemple, le durcissement thermique peut être réalisé à une température de 280°C à 300°C, pendant un temps de 60 min à 8 heures. Le durcissement thermique peut être réalisé sous une atmosphère d'argon. L'étape de durcissement thermique peut être réalisée à la suite de l'étape d'écrouissage. Le procédé peut également comporter le traitement de durcissement thermique. [0021] According to one embodiment, the method further comprises a precipitation hardening heat treatment step (or alternatively, heat hardening treatment). For example, the thermal hardening can be carried out at a temperature of 280° C. to 300° C., for a time of 60 min to 8 hours. The thermal hardening can be carried out under an argon atmosphere. The heat hardening step can be carried out following the strain hardening step. The method may also include the heat hardening treatment.

[0022] L'étape d'usinage peut être réalisée avant et/ou après l'étape de durcissement thermique. [0022] The machining step can be carried out before and/or after the thermal hardening step.

[0023] Le ou les cycles de déformation plastique sévère permettent de passer d'une première dureté de 145 HV pour le matériau brut recuit, à une seconde dureté de 350HV. [0023] The severe plastic deformation cycle or cycles make it possible to pass from a first hardness of 145 HV for the annealed raw material, to a second hardness of 350 HV.

[0024] Alternativement, le ou les cycles de déformation plastique sévère peuvent être réalisés à l'aide d'une des méthodes, ou une combinaison de ces méthodes, comprenant: l'extrusion angulaire à canaux égaux (equal channel angular pressing, ECAP), l'extrusion angulaire conforme à canaux égaux (ECAP-conform), torsion à haute pression (high pressure torsion or high pressure tube twisting, HPT ou HPTT), colaminage accumulatif (accumulative roll bonding, ARB), corrugation répétitive et redressage (repetitive corrugation and straightening, RCS), laminage asymétrique (asymmetric rolling, ASR), extrusion-compression cyclique (cyclic extrusion-compression, CEC), martelage rotatif, ou toute autre méthode appropriée pour obtenir ladite structure à grains ultrafins. [0024] Alternatively, the severe plastic deformation cycle(s) can be achieved using one of the methods, or a combination of these methods, including: equal channel angular pressing (ECAP) extrusion, equal channel conformal angular extrusion (ECAP-conform), high pressure torsion or high pressure tube twisting, HPT or HPTT, accumulative roll bonding (ARB), repetitive corrugation and straightening (repetitive corrugation and straightening, RCS), asymmetric rolling (ASR), cyclic extrusion-compression (CEC), rotary hammering, or any other method suitable for obtaining said ultrafine grain structure.

[0025] En fonction de la méthode avec laquelle sont réalisés le ou les cycles de déformation plastique sévère, la taille et la forme/géométrie des grains peuvent changer. Par exemple pour les process dérivés du laminage et de l'étirage les grains présenteront une forme allongée. Dans tous les cas leur taille sera réduite par rapport au matériau brut. [0025] Depending on the method with which the severe plastic deformation cycle or cycles are carried out, the size and shape/geometry of the grains may change. For example, for processes derived from rolling and drawing, the grains will have an elongated shape. In all cases their size will be reduced compared to the raw material.

[0026] L'étape d'usinage peut comprendre un procédé d'enlèvement de matière tel que le tournage, le fraisage, la rectification, l'électroérosion, le découpage, le découpage par laser ou jet d'eau, ou tout autre procédé approprié. L'étape d'usinage peut aussi comprendre un procédé de mise en forme par déformation, ou par assemblage. L'étape d'usinage peut également comprendre un ou des traitements de finition, tels que l'usinage, le roulage, le satinage, le polissage, le sablage, le microbillage, la gravure ou tout autre procédé mécanique adapté. [0026] The machining step can include a material removal process such as turning, milling, grinding, spark erosion, cutting, laser or water jet cutting, or any other process. appropriate. The machining step can also include a shaping process by deformation, or by assembly. The machining step can also include one or more finishing treatments, such as machining, rolling, satin-finishing, polishing, sandblasting, microblasting, etching or any other suitable mechanical process.

[0027] Des tests comparatifs ont été réalisés afin de comparer un composant obtenu avec le procédé de l'invention, comprenant l'étape d'écrouissage comportant le ou les cycles de déformation plastique sévère, avec un composant obtenu par un procédé dans lequel l'étape d'écrouissage est réalisée par une méthode de laminage et/ou tréfilage, typiquement après entre 3 et 10 cycles jusqu'à 70% de taux de déformation. Les tests ont été réalisés pour un composant comprenant une vis 20 ayant une partie filetée 21 et une tête 22 pourvue d'une fente 23 (voir lafigure 2). Le diamètre des vis de test est de 1 mm. [0027] Comparative tests were carried out in order to compare a component obtained with the process of the invention, comprising the hardening step comprising the severe plastic deformation cycle or cycles, with a component obtained by a process in which the The hardening step is carried out by a rolling and/or drawing method, typically after between 3 and 10 cycles up to 70% deformation rate. The tests were carried out for a component comprising a screw 20 having a threaded part 21 and a head 22 provided with a slot 23 (see FIG. 2). The diameter of the test screws is 1 mm.

[0028] Les tests comparatifs comprennent des tests de tenue mécanique de la vis 20. Plus particulièrement, les tests comparatifs comprennent un serrage de la vis 20 dans une plaque taraudée en acier jusqu'au couple nominal de 2.7 N.cm, réalisé avec un tournevis dynamométrique. Le couple nominal de 2.7 N.cm correspond à une valeur de référence préconisée pour ce type de vis. Les tests comparatifs comprennent également un serrage par palier de la vis 20 jusqu'à la rupture et le serrage de la vis 20 au couple maximal jusqu'à la rupture. The comparative tests include mechanical strength tests of the screw 20. More specifically, the comparative tests include tightening the screw 20 in a threaded steel plate up to the nominal torque of 2.7 N.cm, carried out with a torque screwdriver. The nominal torque of 2.7 N.cm corresponds to a reference value recommended for this type of screw. The comparative tests also include tightening the screw 20 in stages until it breaks and tightening the screw 20 at the maximum torque until it breaks.

[0029] La vis 20 obtenue par le procédé de l'invention et la vis obtenue de manière conventionnelle ont été usinés de la même façon. The screw 20 obtained by the method of the invention and the screw obtained conventionally were machined in the same way.

[0030] Lesfigures 3 à 8comparent une vue de dessus de la tête 22 d'une vis 20 obtenue par un procédé conventionnel (noté standard) et par le procédé de l'invention (noté invention). Dans chaque figure, la comparaison est montrée pour trois vis standard et trois vis de l'invention (correspondant aux figures a, b et c). Figures 3 to 8 compare a top view of the head 22 of a screw 20 obtained by a conventional method (denoted standard) and by the method of the invention (denoted invention). In each figure, the comparison is shown for three standard screws and three screws of the invention (corresponding to figures a, b and c).

[0031] La figure 3 correspond à la situation avant serrage. Figure 3 corresponds to the situation before tightening.

[0032] La figure 4 correspond au serrage de la vis 20 jusqu'au couple nominal de 2.7 N.cm. On ne voit pas de différence notable dans la tenue mécanique entre la vis standard et la vis de l'invention. La déformation de la fente 23 de la vis 20 négligeable dans les deux cas. Figure 4 corresponds to the tightening of the screw 20 to the nominal torque of 2.7 N.cm. No notable difference can be seen in the mechanical strength between the standard screw and the screw of the invention. The deformation of the slot 23 of the screw 20 negligible in both cases.

[0033] La figure 5 correspond au serrage de la vis 20 jusqu'au couple nominal de 5 N.cm. On observe une différence dans l'aspect de la zone de déformation de la fente 23 entre la vis standard et la vis de l'invention. Figure 5 corresponds to the tightening of the screw 20 to the nominal torque of 5 N.cm. A difference is observed in the appearance of the deformation zone of the slot 23 between the standard screw and the screw of the invention.

[0034] La figure 6 correspond au serrage de la vis 20 jusqu'au couple nominal de 6.5 N.cm. Dans ce cas, la différence dans l'aspect de la zone de déformation de la fente 23 entre la vis standard et la vis de l'invention est plus marquée. La zone de déformation est plus localisée que pour un couple nominal de 7 N.cm (voir figure 7). On observe la formation de bandes de glissement sur la tête 22 de la vis de l'invention. Figure 6 corresponds to the tightening of the screw 20 to the nominal torque of 6.5 N.cm. In this case, the difference in the appearance of the deformation zone of the slot 23 between the standard screw and the screw of the invention is more marked. The deformation zone is more localized than for a nominal torque of 7 N.cm (see figure 7). The formation of sliding bands is observed on the head 22 of the screw of the invention.

[0035] La figure 7 correspond au serrage de la vis 20 jusqu'au couple nominal de 7 N.cm. A partir de 7 N.cm, on observe une rupture au niveau de la partie filetée 21 pour la vis standard. Sinon, il y a une déformation très importante de la fente 23 de la tête de vis standard. L'aspect de la tête 22 de la vis de l'invention change peu par rapport à l'application d'un couple nominal de 6.5 N.cm. Figure 7 corresponds to the tightening of the screw 20 to the nominal torque of 7 N.cm. From 7 N.cm, a rupture is observed at the level of the threaded part 21 for the standard screw. Otherwise, there is a very significant deformation of the slot 23 of the standard screw head. The appearance of the head 22 of the screw of the invention changes little compared to the application of a nominal torque of 6.5 N.cm.

[0036] La figure 8 correspond au serrage de la vis 20 jusqu'au couple nominal de 8.5 à 9 N.cm et montre une rupture de la vis de l'invention au niveau de la partie filetée 21, ou encore d'une déformation très importante de la fente 23 de la tête de l'invention. Le comportement de la vis de l'invention au couple de 8.5 à 9 N.cm, est similaire à celui de la vis standard au couple de 7 N.cm. Pour un couple de 8.5 à 9 N.cm, toutes les vus standard ont subies une rupture et ne sont donc pas montrées dans la figure. [0036] Figure 8 corresponds to the tightening of the screw 20 up to the nominal torque of 8.5 to 9 N.cm and shows a breakage of the screw of the invention at the level of the threaded part 21, or even a deformation very important slot 23 of the head of the invention. The behavior of the screw of the invention at a torque of 8.5 to 9 N.cm is similar to that of the standard screw at a torque of 7 N.cm. For a torque of 8.5 to 9 N.cm, all the standard saws have suffered a break and are therefore not shown in the figure.

[0037] La valeur moyenne de rupture de la vis standard correspond donc en moyenne à un couple nominal de serrage de l'ordre de 7 N.cm, tandis que la valeur moyenne de rupture de la vis de l'invention correspond en moyenne à un couple nominal de serrage au-delà de 8 N.cm. The average breaking value of the standard screw therefore corresponds on average to a nominal tightening torque of the order of 7 N.cm, while the average breaking value of the screw of the invention corresponds on average to a nominal tightening torque in excess of 8 N.cm.

[0038] La rupture au niveau de la partie filetée 21 n'a pu être atteinte qu'une seule fois à un couple de 9 N.cm pour la vis de l'invention. The rupture at the level of the threaded part 21 could only be achieved once at a torque of 9 N.cm for the screw of the invention.

[0039] Pour la vis de l'invention, la limite à la rupture est nettement augmentée par rapport à la limite à la rupture de la vis standard. Selon les tests, la limite à la rupture de la vis de l'invention est de l'ordre de + 14 %, si on se base sur la moyenne 7 N.cm à 8 N.cm, ou de l'ordre de + 28%, si on se base sur la rupture de la partie fileté 21 à 9 N.cm. [0039] For the screw of the invention, the breaking point is significantly increased compared to the breaking point of the standard screw. According to the tests, the breakage limit of the screw of the invention is of the order of + 14%, if we base ourselves on the average 7 N.cm to 8 N.cm, or of the order of + 28%, based on the rupture of the threaded part 21 at 9 N.cm.

[0040] Le composant obtenu par le procédé de l'invention peut comprendre tout composant fonctionnel destiné à des applications horlogère ou micromécaniques. Plus particulièrement, le procédé est particulièrement adapté à l'obtention de tels composants qui sont soumis à de fortes contraintes. Par exemple, le composant peut comprendre un composant horloger tel qu'un axe, une vis, une goupille ou une barrette, etc. The component obtained by the method of the invention may comprise any functional component intended for horological or micromechanical applications. More particularly, the method is particularly suitable for obtaining such components which are subjected to high stresses. For example, the component can comprise a horological component such as an axle, a screw, a pin or a bar, etc.

[0041] Le composant obtenu par le procédé de l'invention possède de meilleures caractéristiques mécaniques, par exemple une dureté et une ductilité plus élevées, qu'un composant obtenu de manière conventionnelle. Le composant obtenu par le procédé de l'invention permet donc de réduire les retours SAV. The component obtained by the method of the invention has better mechanical characteristics, for example higher hardness and ductility, than a component obtained conventionally. The component obtained by the method of the invention therefore makes it possible to reduce after-sales service returns.

[0042] Comme le composant obtenu par le procédé de l'invention peut avoir un diamètre réduit à résistance égale, il peut permettre un allègement des designs. Le composant permet également d'obtenir une étanchéité améliorée. [0042] As the component obtained by the process of the invention can have a reduced diameter for equal strength, it can allow a reduction of the designs. The component also makes it possible to obtain an improved seal.

Numéros de référence employés sur les figuresReference numbers used in the figures

[0043] 10 dispositif de martelage rotatif 11 marteau 12 matériau brut 13 mouvements radiaux 15 axe longitudinal 16 direction d'avancement 20 composant, vis 21 partie filetée 22 tête 23 fente [0043] 10 rotary hammering device 11 hammer 12 raw material 13 radial movements 15 longitudinal axis 16 direction of advancement 20 component, screw 21 threaded part 22 head 23 slot

Claims (8)

1. Procédé d'obtention d'un composant fonctionnel destiné à des applications horlogère ou micromécaniques, le procédé comprenant les étapes suivantes: fournir un matériau brut formé d'un alliage comprenant au moins 750‰ massique d'or et ayant une première dureté; réaliser une étape d'écrouissage dudit matériau de manière à obtenir un produit semi-fini ayant une seconde dureté plus élevée que la première dureté; et usiner le produit semi-fini pour obtenir le composant; caractérisé en ce que l'étape d'écrouissage comporte au moins un cycle de déformation plastique sévère de sorte que la structure cristallographique de l'alliage est transformée en une structure à grain inférieure à 10 µm.1. Process for obtaining a functional component intended for horological or micromechanical applications, the process comprising the following steps: providing a raw material formed from an alloy comprising at least 750‰ by weight of gold and having a first hardness; performing a work hardening step of said material so as to obtain a semi-finished product having a second hardness higher than the first hardness; and machining the semi-finished product to obtain the component; characterized in that the hardening step includes at least one cycle of severe plastic deformation so that the crystallographic structure of the alloy is transformed into a structure with a grain of less than 10 μm. 2. Procédé, selon la revendication 1, dans laquelle la structure cristallographique de l'alliage est transformée en une structure à grain inférieure à 5 µm, voire 1 µm.2. Method according to claim 1, in which the crystallographic structure of the alloy is transformed into a grain structure smaller than 5 µm, or even 1 µm. 3. Procédé, selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le ou les cycles de déformation plastique sévère sont réalisés à l'aide d'une méthode de martelage rotatif.3. Method according to claim 1 or 2, wherein the one or more severe plastic deformation cycles are carried out using a rotary hammering method. 4. Procédé, selon l'une des revendications 1 à 3, comportant en outre une étape de traitement thermique de durcissement par précipitation.4. Method, according to one of claims 1 to 3, further comprising a precipitation hardening heat treatment step. 5. Procédé, selon la revendication 4, dans lequel ledittraitement thermique est réalisé à 280°C pendant 60 min.5. Method, according to claim 4, wherein said heat treatment is carried out at 280°C for 60 min. 6. Procédé, selon la revendication 4 ou 5, dans lequel l'étape d'usinage est réalisée avant l'étape de traitement thermique de durcissement par précipitation.6. Method according to claim 4 or 5, wherein the machining step is performed prior to the precipitation hardening heat treatment step. 7. Composant horloger ou joailler obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 5.7. Watch or jewelry component obtained by the process according to one of claims 1 to 5. 8. Composant selon la revendication 6, comprenant un axe, une vis, une goupille ou une barrette.8. Component according to claim 6, comprising an axis, a screw, a pin or a bar.
CH00033/19A 2019-01-11 2019-01-11 Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy. CH715727B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00033/19A CH715727B1 (en) 2019-01-11 2019-01-11 Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00033/19A CH715727B1 (en) 2019-01-11 2019-01-11 Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH715727A1 CH715727A1 (en) 2020-07-15
CH715727B1 true CH715727B1 (en) 2022-06-15

Family

ID=65033280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00033/19A CH715727B1 (en) 2019-01-11 2019-01-11 Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH715727B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001049364A (en) * 2000-07-03 2001-02-20 Kazuo Ogasa Hard noble metal alloy member and its production
CN105008561B (en) * 2012-12-03 2018-07-03 Argor-Heraeus股份有限公司 Discoloration-resistant gold alloys

Also Published As

Publication number Publication date
CH715727A1 (en) 2020-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2984131C (en) Steel, product made of said steel, and manufacturing method thereof
EP0148688A2 (en) Method for the thermomechanical treatment of superalloys to obtain structures with great mechanical characteristics
FR2489846A1 (en) ALUMINUM ALLOYS OF HIGH MECHANICAL AND WEAR RESISTANCE AND METHOD OF MAKING THE SAME
FR2758338A1 (en) Making super elastic nickel@ titanium@ alloy wire
EP2491158A2 (en) Stress relief heat treatment of titanium alloy parts
FR2936172A1 (en) PROCESS FOR FORGING A THERMOMECHANICAL PIECE OF TITANIUM ALLOY
EP1340832A1 (en) Thin products made of beta or quasi beta titanium alloys, manufacture by forging
EP3121297B1 (en) Method for obtaining a trim component in platinum alloy
FR2742689A1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING A TITANIUM ALPHA BETA DARK COMPRISING A METASTABLE BETA TITANIUM INSERT, AND A DUST PRODUCED BY SUCH A PROCESS
EP3743230B1 (en) Method for producing a hollow part made of a metal material and use of this method for producing a landing gear rod or beam
CH715727B1 (en) Process for obtaining a micromechanical component in 18 carat gold alloy.
CH715726B1 (en) Process for obtaining a functional component for a watch movement.
CH715728B1 (en) Process for obtaining an 18 carat gold component for watchmaking and jewelery applications.
FR2745588A1 (en) METHOD FOR THE HEAT TREATMENT OF A NICKEL-BASED SUPERALLOY
WO2022064122A1 (en) Method for forging a part made of maraging steel
FR2751571A1 (en) METHOD FOR CUTTING A PIECE IN A FLAN
CH719372B1 (en) Pivot axis for watch movement.
FR2987372A1 (en) Manufacturing stainless steel part, comprises performing heat treatment to alter steel alloy part, passivating thermally altered part, and scouring thermally altered part after step of heat treatment and before step of passivation
EP1488021B1 (en) Method for the thermal treatment of a foundry piece made from an alloy based on aluminium and foundry piece
EP4273287A1 (en) Timepiece component made of polished titanium alloy
WO2023285756A1 (en) Process for manufacturing a nickel-based alloy product
CH718551A2 (en) Process for manufacturing a watchmaker's type pivot pin.
WO2022064124A1 (en) Method for forging a part made of maraging steel
EP0841107B1 (en) Process for manufacturing by cold spinning a workpiece made of inconel 718 alloy
WO2022223477A1 (en) Timepiece component and method for manufacturing such a timepiece component