CH716669B1 - Procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps (12) pourvu de pivots (13) aux extrémités dudit corps (12), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : injection d'un alliage métallique en fusion dans un moule (1), refroidissement de l'alliage fondu pour obtenir une ébauche (10') d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche (10') de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.

Description

DOMAINE TECHNIQUE

[0001] La présente invention concerne, de manière générale, le domaine des mouvements horlogers et en particulier celui des arbres de pivotement d'organes régulateurs tels que des balanciers. Plus précisément, la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'un tel arbre de pivotement, ainsi que sur un arbre de pivotement obtenu par un tel procédé.

ART ANTÉRIEUR

[0002] La fabrication des arbres ou axes de pivotement horlogers, de type axe de balancier, consiste traditionnellement à réaliser une succession d'opérations permettant, à partir d'une barre de matière brute, de former un arbre ou axe ayant des caractéristiques dimensionnelles précises ainsi qu'une résistance mécanique suffisante au regard de l'application envisagée. De par leur forme générale de révolution, les arbres ou axes de pivotement horlogers sont réalisés de manière connue par des opérations de décolletage ou de tournage de précision, à partir d'une barre en acier martensitique au carbone. Ces opérations d'usinage permettent de définir des surfaces fonctionnelles, tels que dégagements, butées ou pivots, nécessaires d'une part au bon fonctionnement de l'axe et d'autre part à l'assemblage des différents composants comme l'assise de balancier, la portée du plateau ou la portée de la virole par exemple.

[0003] L'axe décolleté subit ensuite une opération d'ébavurage puis, une ou plusieurs opérations de traitement thermique comprenant au moins une trempe pour améliorer la dureté de l'axe et un revenu pour en améliorer la ténacité. Une opération de roulage des pivots, destinée à améliorer l'état de surface, la dureté et la précision géométrique, est généralement réalisée en cours ou en fin de fabrication. L'opération de roulage peut être assimilée à une opération de meulage et/ou de polissage des pivots. Pour améliorer les états de surface et éliminer les bavures, il est également possible d'entreprendre une étape de polissage vrac, de type tribofinition réalisée avant ou après le roulage.

[0004] Les nuances d'aciers de décolletage utilisés dans la réalisation des axes de balancier sont généralement des aciers martensitiques au carbone incluant du plomb et des sulfures de manganèse pour améliorer leur usinabilité. L'acier portant la désignation commerciale 20AP est typiquement un de ces aciers. En plus d'être facilement usinable, cet acier peut présenter des caractéristiques mécaniques très intéressantes pour la réalisation d'axes de pivotement horlogers. En effet, la dureté Vickers des pivots réalisés dans un tel acier dépasse les 600 HV1 après traitements.

[0005] Les propriétés mécaniques élevées des aciers 20AP sont en adéquation avec les sollicitations rencontrées par les axes de pivotement lors de leur fonctionnement. L'axe de balancier, en particulier ses pivots situés en ses extrémités, doit pouvoir résister à des chocs équivalents à des forces soumises à plusieurs centaines de fois l'accélération de la pesanteur terrestre sans se rompre ni présenter de déformations permanentes. Ces forces sont notamment engendrées lorsque la serge, à savoir le volant d'inertie monté sur l'axe de balancier, présente une masse importante.

[0006] L'usure du contact entre le pivot d'un axe de balancier et la pierre de pivotement qui le maintient est fonction de nombreux paramètres chimiques, tels que la nature chimique des matériaux ou la lubrification utilisée, mais est également fonction de paramètres mécaniques tels que la dureté des éléments en contact, la géométrie du contact et les efforts exercés sur le contact. Ces paramètres mécaniques sont généralement quantifiés et vérifiés lors du calcul de la pression de Hertz au niveau du pivotement de l'axe. La pression maximum est proportionnelle à la racine carrée du module d'élasticité servant à déterminer la rigidité du contact. Ce module d'élasticité dépend du module d'Young des deux matériaux en contact. Il a donc été constaté qu'il était très intéressant de disposer d'alliages présentant un faible module d'Young et une haute limite élastique. Pour mémoire, un matériau présentant un faible module d'Young peut être qualifié de matériau plutôt souple ou flexible, alors qu'une haute limite élastique qualifie un matériau qui, soumis à une forte contrainte, présente une déformation réversible ou élastique à la suppression de cette contrainte.

[0007] Parmi les matériaux présentant un faible module d'Young et une haute limite élastique, on connait les alliages métalliques amorphes appelés aussi „verres métalliques“ ou BMG qui est l'acronyme de „Bulk Metallic Glasses“ en anglais. Ces types d'alliages sont des alliages dotés d'une structure amorphe plutôt que cristalline. Un matériau amorphe est composé d'atomes qui ne respectent plus d'ordre à moyenne et grande distance. Ces matériaux se distinguent des matériaux cristallins qui sont dotés d'un réseau d'atomes présentant un arrangement très rigoureux. Les alliages métalliques amorphes sont par exemple obtenus, à partir de leur état fondu, au moyen d'un refroidissement extrêmement rapide. Une telle vitesse de refroidissement vise à priver les atomes du temps qu'il leur est normalement nécessaire pour passer d'une structure désordonnée, lorsque la matière est en fusion, à une structure cristalline, lorsque la matière est refroidie.

[0008] Le document US8079754B2 divulgue l'utilisation d'un alliage amorphe, en particulier de verre métallique, pour une pièce d'engrenage d'un mouvement horloger. Cette pièce d'engrenage est formée d'un pignon coaxial à un arbre, à l'extrémité duquel se trouve une roue dentée de plus grand diamètre que le pignon. L'arbre est constitué d'un métal cristallin contenant du cuivre, tel que le laiton, ou formé à partir d'un acier ou d'un autre métal cristallin. Le pignon et la roue dentée sont obtenus par moulage en disposant d'abord l'arbre dans un moule, puis en injectant dans ce dernier un alliage de type verre métallique. En fabriquant le pignon et la roue dentée par moulage à partir d'un alliage amorphe, ce document enseigne que la résistance à l'abrasion des parties dentées peut ainsi être améliorée et que cette pièce d'engrenage peu avantageusement être réalisée à faible coût du fait que la denture soit réalisée par moulage plutôt que par usinage. Ce document enseigne donc qu'il existe un réel intérêt pour la fabrication des pièces d'engrenage.

[0009] Les documents CH713264, CH712718 et CH712720 font quant à eux référence à des axes de pivotement réalisés en matériau léger (Ti, Al ou Mg) ou en alliage de cuivre ou d'aluminium puis traités par un durcissement de surface. Ces documents enseignent que ces axes de pivotement sont notamment destinés à la réalisation d'axes de balancier et présentent l'avantage de pouvoir être aisément obtenus par usinage tout en étant réalisés à partir de matériaux amagnétiques afin de limiter leur sensibilité aux champs magnétiques.

[0010] De l'art antérieur, on constate que la fabrication d'arbres de pivotement de balancier pour mouvement horlogers demeure focalisée sur des procédés d'usinage parfaitement maîtrisés qui permettent d'obtenir des résultats de très haute qualité. Or, la satisfaction que procurent ces procédés empêche l'exploration de solutions alternatives innovantes conduisant à l'obtention de procédés encore plus performants, notamment sur le plan qualitatif ou économique du moins.

[0011] Par conséquent, il existe un intérêt de trouver une solution qui permette au moins en partie de résoudre les inconvénients précités en proposant un procédé de fabrication d'axes de balancier plus optimal.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION

[0012] Dans ce but, le premier aspect de la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps pourvu de pivots aux extrémités dudit corps. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : injection d'un alliage métallique en fusion dans un moule, refroidissement de l'alliage fondu pour obtenir une ébauche d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.

[0013] Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier (appelé généralement axe de balancier par l'homme du métier) associe avantageusement une étape préalable de moulage suivie d'au moins une étape de terminaison dans une phase de finition. L'étape de moulage permet avantageusement d'obtenir une ébauche d'arbre de pivotement de balancier réalisée dans un matériau amorphe, tel qu'un verre métallique. Cette étape de moulage permet également d'obtenir des géométries qui sont d'obtention difficile voire impossible par usinage, et d'acquérir, au sein du matériau, des structures atomiques qui ne peuvent pas être obtenues autrement. En outre, cette ébauche présente non seulement des caractéristiques physiques recherchées en parfaite adéquation avec la fonction pour laquelle cet arbre de pivotement est destiné, mais permet également d'optimiser l'usinage en limitant ce dernier aux zones fonctionnelles nécessaire à un axe de balancier. L'enlèvement de matière par usinage s'en trouve minimisé et le temps d'usinage réduit à son strict minimum. Au final, ce procédé permet d'obtenir un arbre de pivotement de balancier terminé (en référence à l'étape de terminaison), qui bénéficie de caractéristiques physiques et mécaniques avantageuses tout en garantissant, aux zones fonctionnelles, des valeurs dimensionnelles de haute précision et des états de surface de grande qualité.

[0014] Dans un mode de réalisation, l'étape de terminaison est précédée par une étape d'usinage de sorte que ce procédé permette également d'obtenir un arbre de pivotement de balancier usiné.

[0015] Dans un mode de réalisation, le refroidissement de l'ébauche est configuré pour que le corps présente en partie une structure amorphe, et en partie une structure semi-cristalline ou cristalline.

[0016] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend en outre une étape préparatoire de structuration dudit moule.

[0017] En variante ou en complément à l'un quelconque de ces modes de réalisation, le procédé de l'invention pourrait comprendre une étape d'implantation ionique et/ou une étape de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots.

[0018] Dans un autre mode de réalisation, l'ébauche ne constitue pas un volume de révolution.

[0019] De préférence, l'injection de l'alliage métallique en fusion dans le moule se fait par au moins un canal d'alimentation du moule disposé en dehors desdites zones fonctionnelles.

[0020] De façon préférentielle, lesdites zones fonctionnelles comprennent au moins en partie : au moins un desdits pivots, au moins une portée de l'arbre de pivotement, au moins un épaulement et/ou un chanfrein de l'arbre de pivotement.

[0021] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend une étape préalable de disposition d'une partie centrale du corps dans le moule avant l'injection, ladite partie centrale du corps étant pourvue desdits pivots en ses extrémités et étant constituée d'une structure cristalline.

[0022] Dans un second aspect non couvert par les revendications annexées, la divulgation pourrait porter sur un procédé de fabrication d'un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps pourvu de pivots aux extrémités dudit corps, dans lequel ce procédé comprendrait les étapes suivantes : usinage d'un cylindre au moins en partie en alliage métallique amagnétique amorphe pour obtenir une ébauche d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.

[0023] Dans un dernier aspect, la présente invention a également pour objet un arbre de pivotement de balancier pour un mouvement horloger obtenu par le procédé selon l'un desdits aspects et selon l'un quelconque des modes de réalisation issu de la présente description ou selon l'une quelconque combinaison possible de ces modes de réalisation.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0024] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre et qui présente différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les figures annexées dans lesquelles : la Fig. 1 est une représentation schématique d'un moule configuré pour l'obtention de l'ébauche d'un arbre de pivotement de balancier d'un mouvement horloger conformément à une des étapes du procédé de l'invention ; la Fig. 2 est une illustration schématique d'une ébauche issue du moule de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une illustration schématique de l'arbre de pivotement de balancier obtenu après l'étape d'usinage, ou du moins de terminaison, de l'ébauche illustrée à la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une illustration comparative des profils d'un des pivots de l'arbre de pivotement de balancier obtenu avant et après l'étape d'usinage, ou du moins de terminaison, du procédé de l'invention ; la Fig. 5 est une représentation schématique d'exemples d'alliages amorphes pouvant être utilisés comme alliage métallique injecté lors de l'étape d'injection du procédé de l'invention, et la Fig. 6 est une illustration, dans une vue en coupe verticale partielle, d'une variante de la Fig. 3 dans laquelle l'arbre de pivotement de balancier est formé par une partie centrale du corps préalablement disposée dans le moule avant l'étape d'injection.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[0025] Le mouvement horloger auquel fait référence l'arbre de pivotement du procédé de fabrication de la présente invention est typiquement celui d'une montre-bracelet. Toutefois, il pourrait néanmoins faire référence au mouvement d'une autre pièce d'horlogerie. L'arbre de pivotement de balancier est généralement connu sous la terminologie d'axe de balancier par l'homme du métier. Dans le présent exposé, on comprendra que ces deux appellations sont équivalentes et désignent le même élément au sein du mouvement de la pièce d'horlogerie. Ainsi, dans l'expression „axe de balancier, „le terme „axe“ désigne un objet matériel et ne doit donc pas être confondu avec une référence immatérielle telle qu'une ligne ou une droite d'une figure géométrique par exemple.

[0026] La Fig. 1 est une illustration d'un moule 1 pour un arbre de pivotement de balancier. Ce moule est illustré selon une coupe verticale qui laisse apparaitre deux parties 1a, 1b du moule dans lesquelles une ébauche 10' de l'arbre de pivotement de balancier s'y trouve encore logée. Il est à relever que le nombre de parties constitutives du moule 1 ne présente aucune importance particulière dans la compréhension de l'invention, mais dépend plutôt de la complexité et de la forme générale de l'ébauche 10' à obtenir par moulage. Tel qu'illustré de façon schématique à la Fig. 1, le moule 1 comprend au moins un canal d'alimentation 2, en l'occurrence deux canaux d'alimentation 2 destinés à l'injection dans le moule d'un alliage métallique en fusion.

[0027] La Fig. 2 est une illustration de l'ébauche 10' de l'arbre de pivotement de balancier. Cette ébauche 10' correspond à la pièce obtenue à l'issue du démoulage.

[0028] La Fig. 3 donne quant à elle une illustration de l'arbre 10 de pivotement de balancier après usinage, ou du moins après terminaison, d'au moins une partie de l'ébauche 10', conformément au procédé de l'invention qui va être à présent détaillé.

[0029] Le procédé de fabrication de l'invention vise à obtenir un arbre, en particulier un arbre 10 de pivotement de balancier. Cet arbre 10 comprend un corps 12 pourvu de pivots 13 ou d'au moins une zone destinée au pivotement de l'arbre 10. Une telle zone de pivotement pourrait être par exemple une portée destinée à être en prise avec un roulement, tel qu'un roulement à billes. Les pivots 13, ou autres zones de pivotement, sont situés aux extrémités du corps 12. Le procédé comprend au moins les trois étapes suivantes :

[0030] La première étape consiste à injecter un alliage métallique en fusion dans le moule. L'injection de cet alliage sous-entend que ce dernier est introduit sous pression dans le moule. Toutefois, on pourrait également procéder à un coulage par gravité de l'alliage dans le moule. Lors de l'opération de moulage, l'alliage métallique est en fusion, c'est-à-dire qu'il se trouve dans un état liquide, du moins à une température située au-delà de celle de la transition vitreuse. Enfin, dans son état de fusion, l'alliage métallique peut être magnétique ou amagnétique.

[0031] La seconde étape consiste à refroidir l'alliage fondu afin d'obtenir une ébauche 10' d'arbre comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe. Le caractère amagnétique de l'alliage métallique qui constitue l'ébauche 10' vise à obtenir un arbre 10 de pivotement de balancier insensible aux champs magnétiques. Cette propriété permet avantageusement de garantir qu'aucune perturbation d'ordre magnétique ne pourra perturber ou influencer l'axe de balancier qu'est l'arbre 10 de pivotement.

[0032] L'axe de balancier constitue l'élément central de l'organe régulateur dans un mouvement mécanique. Il importe donc que cet élément puisse garantir la précision et la marche du mouvement. Le caractère amorphe de l'alliage métallique qui constitue au moins une partie de l'ébauche 10 fait référence à une structure non cristalline, en particulier à une structure dans laquelle les atomes ne respectent aucun ordre à moyenne et grande distance, contrairement aux structures cristallines.

[0033] La troisième étape consiste en la terminaison d'au moins une partie de l'ébauche 10' de sorte à obtenir un arbre 10 de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées (en référence à l'opération dite de terminaison). Dans un mode de réalisation, l'étape de terminaison est précédée par une étape d'usinage. Les zones fonctionnelles sont des portions de l'arbre, tels que les pivots 13, qui présentent une fonction particulièrement importante pour pouvoir assurer un fonctionnement précis de l'organe régulateur. Ces zones fonctionnelles, que l'on pourrait qualifier de zones de précision, doivent présenter des dimensions, des états de surface ainsi que des propriétés (tels que dureté, élasticité, résistance à la rupture, à l'usure et aux chocs, etc... ) particulières. Pour ces raisons, les zones fonctionnelles sont usinées, ou du moins terminées, après que l'ébauche 10' ait été obtenue par moulage.

[0034] La Fig. 4 donne une illustration comparative des profils A et B d'un des pivots 13 de l'arbre 10 de pivotement de balancier obtenu respectivement avant et après l'étape d'usinage, ou du moins de terminaison, du procédé de l'invention. On remarque sur cette figure que la quantité de matière enlevée entre les profils A et B est avantageusement minime. Ceci permet d'optimiser les ressources en termes de quantité de matière nécessaire pour obtenir l'arbre 10 et en termes d'usinage, comparativement à l'obtention d'une telle pièce à partir d'une barre de matière brute. Pour passer du profil A au profil B, l'étape d'usinage fait référence à des méthodes d'usinage courantes, tels que tournage, décolletage ou reprise de décolletage au moyen d'outils de coupe, ou encore usinage laser par exemple. L'étape de terminaison fait référence à des opérations de finition tels que traitement de surfaces, rectification, roulage, polissage laser ou mécano-chimique, tribofinition ou polissage vrac. Les opérations de terminaison pourraient encore comprendre une opération d'implantation ionique.

[0035] De préférence, l'alliage métallique amagnétique de l'ébauche 10 comprend une base métallique formée d'au moins un métal parmi le cuivre, le zirconium, le fer le nickel et le hafnium. Ainsi, l'alliage métallique amorphe qui constitue au moins une partie de l'ébauche peut par exemple être un des alliages parmi les formules chimiques suivantes : les alliages base Cuivre - Zirconium (Cu64Zr36, Cu46Zr42Al7Y5, Cu46Zr54, CU50Zr45Ti5), les alliages de Zirconium divers (Zr2NixCu(1-x), Zr41Ti14Cu13Ni10Be22, Zr55Cu30Al10Ni5, Zr57Nb5Al10CU15,4Ni12,6ou Zr61Ti4Nb4Cu14Ni9Al9) les alliages de Titane - Cuivre - Nickel (Ti34CU47Ni8Zr11, Ti50Cu28Ni15Sn7), les alliages d'Aluminium - Yttrium - Fer (A185Y10Fe5, Al88Y9Fe5, Al88Y5Fe7) ou enfin les alliages de Magnésium - Cuivre (Mg53Cu37Nd10, Mg65Cu25Tb10).

[0036] Comme autres exemples, tirés de l'ouvrage intitulé „Mechanical Properties and Déformation Behavior of Bulk Metallic Glasses“ (Dmitri V. Louzguine-Luzgin, Larissa V. Louzguina-Luzgina and Alexander Yu. Churyumov), on citera: AlLaCu; CuHfAl; CuHfTi; CuZrAg; CuZrAl; CuZrGa; CuZrTi; ZrCoAl; ZrFeAlCu; ZrCuNiAl; ZrAlNiPd; ZrAlCoCu; TiNiCuSn; PdCuSiP; NiNbTiZr; MgCuNiGd.

[0037] A titre d'exemple, l'alliage Zr57Cu20Al10Ni8Ti5, particulièrement intéressant car amagnétique et inoxydable, possède les caractéristiques suivantes à l'état amorphe: Densité : 6.6 Module d'Young : 64 GPa Limite élastique : 1560 N/mm<2> Limite à la rupture : 1650 N/mm<2> Dureté Vickers : 520 HV1000 Température de transition vitreuse : 650 K Température de cristallisation : 705 K.

[0038] D'autres alliages possibles sont encore indiqués à la Fig. 5, en particulier dans la zone Z ovale délimitée par un trait interrompu sur cette figure qui donne une représentation schématique d'exemples d'alliages amorphes connus pouvant être utilisés comme alliage métallique injecté lors de l'étape d'injection du procédé de l'invention.

[0039] Selon au moins un des modes de réalisation, l'étape d'injection de l'alliage métallique en fusion se fait dans un moule vide.

[0040] De préférence, le corps 12 et les pivots 13 constituent un solide d'un seul tenant, en particulier un solide pouvant être intégralement obtenu par moulage, en dehors des opérations de terminaison incluant, le cas échéant, les opérations d'usinage.

[0041] L'étape de refroidissement est au moins en partie obtenue par le contact de l'alliage métallique en fusion avec le moule dans lequel il est injecté. Ainsi, le refroidissement s'opère principalement au contact du moule. Ce refroidissement pourrait toutefois être accentué par une action additionnelle complémentaire. Par exemple, ce refroidissement pourrait être accentué par des conditions environnementales d'utilisation et/ou de stockage du moule à une température volontairement abaissée par rapport aux conditions usuelles. Dans ce cas, le moule pourrait alors être préalablement refroidi avant son utilisation afin d'accentuer le refroidissement de l'alliage une fois injecté. Dans un autre mode de réalisation, le moule pourrait également être doté ou au contact d'un circuit de refroidissement durant l'injection de l'alliage. Un tel circuit de refroidissement pourrait être obtenu au moyen d'un fluide caloporteur quelconque.

[0042] De préférence encore, l'étape de refroidissement de l'alliage vise à obtenir une ébauche 10 dont au moins les pivots 13 sont en alliage métallique amagnétique amorphe et possèdent donc une structure non cristalline.

[0043] Dans un mode de réalisation avantageux, le refroidissement de l'ébauche 10 pourrait être configuré pour que le corps 12 présente en partie une structure amorphe et en partie une structure semi-cristalline ou cristalline. Par exemple, la structure amorphe pourrait être obtenue en surface de l'ébauche, alors qu'à coeur cette même ébauche pourrait avoir une structure semi-cristalline ou cristalline. De telles structures différentiées pour une même pièce pourraient être obtenues en agissant sur des paramètres tels que la vitesse de refroidissement de l'ébauche et/ou le choix des zones refroidies à des vitesses différentes. Avantageusement, il est ainsi possible d'obtenir, de façon relativement aisée, notamment grâce à l'étape de moulage, un solide d'un seul tenant pourvu de deux structures (atomiques) différentes. Ce solide fait en particulier référence à l'arbre 10 de pivotement de balancier qui peut ainsi acquérir des caractéristiques physico-mécaniques particulières par l'intermédiaire d'un procédé de fabrication relativement simple.

[0044] Pour ce faire, on remarquera que ce procédé fait plus particulièrement référence à : l'injection d'un alliage métallique de type verre métallique (BMG), une étape de refroidissement spécifique configurée pour qu'au moins une partie de l'ébauche 10 puisse être amorphe et amagnétique, et une étape de terminaison d'au moins une partie de l'ébauche pour pouvoir garantir, aux zones fonctionnelles de l'arbre de pivotement, des caractéristiques courantes requises pour que cet arbre puisse être utilisé comme axe de balancier.

[0045] Dans un mode de réalisation préféré, l'étape de terminaison est précédée d'une étape d'usinage.

[0046] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend en outre une étape préparatoire de structuration du moule 1. Effectuée préalablement à l'étape d'injection, cette étape préparatoire pourrait par exemple consister à pouvoir obtenir, en surface de l'ébauche 10, des stries, des cavités ou tout autres lignes ou formes structurales qui marquent la surface de certaines parties, zones ou portions de l'ébauche. De telles formes structurales pouvant être destinées à favoriser l'assemblage (maintien) de l'arbre 10 de pivotement avec un ou plusieurs éléments d'assemblage ultérieur, tels que le plateau (ou double plateau), l'anneau de balancier ou l'ensemble spiral-virole. Typiquement, l'assemblage ultérieur de ces éléments à l'axe du balancier se fait par chassage. Ces formes structurales pourraient, en outre ou de façon alternative, constituer des réserves d'huile utiles à la lubrification.

[0047] Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots. Ce durcissement pourrait par exemple être obtenu par un processus de revêtement de surface, typiquement un revêtement obtenu par un dépôt physique en phase vapeur connu sous l'acronyme PVD. Un tel processus consisterait en un dépôt métallique dur à partir d'une vapeur métallique ionisée.

[0048] Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend en outre une étape d'implantation ionique. Une telle étape consiste à implanter des ions d'un matériau additionnel dans au moins une partie de l'ébauche 10' ou de l'arbre 10 de pivotement de balancier, notamment pour en changer ses propriétés physiques. En particulier, cette implantation à l'avantage de prévenir la propagation de fissures et rend le matériau plus résistant à la rupture, à l'usure et à la corrosion. L'implantation ionique pourrait de préférence être mise en oeuvre par un bombardement d'au moins une surface de l'arbre 10 de pivotement, ou de son ébauche 10', avec des ions de carbone, d'azote et/ou d'oxygène.

[0049] Le procédé de l'invention pourrait également comprendre une étape de durcissement chimique de la surface, tel qu'une opération de cémentation typiquement.

[0050] Dans un mode de réalisation particulier, l'ébauche 10' pourrait ne pas constituer un volume de révolution. Une telle ébauche 10' constituerait donc un solide qui se différentierait d'un corps de révolution puisque ce dernier est, par définition, un volume que l'on obtient en faisant tourner une courbe bidimensionnelle (typiquement celle du profil du corps) autour d'un axe de rotation. On comprendra alors qu'il suffit que l'ébauche 10' possède une partie asymétrique quelconque pour qu'elle ne puisse plus être considérée comme étant un corps de révolution, au sens géométrique du terme.

[0051] Une telle partie asymétrique pourrait être comparable à la cheville ou rubis actionnant l'ancre de l'échappement et qui est solidaire du plateau (ou double plateau) chassé sur l'axe de balancier. Comme autre exemple de partie asymétrique possible on citera une incision ou une fente qui pourrait être ménagée dans l'axe de balancier, de manière similaire à celle parfois pratiquée dans la virole (chassée sur l'axe de balancier) pour y maintenir l'extrémité interne du spiral de balancier. Enfin on pourrait également considérer une cavité ou un trou (même borgne) agencé dans l'axe de balancier pour y loger une goupille par exemple. Avantageusement, on remarque que le procédé de l'invention, en particulier l'étape de moulage de l'ébauche 10', permettrait d'obtenir directement (à savoir sans nécessiter d'usinage ultérieur) une ébauche 10' possédant, dans son ensemble, une forme générale dépourvue d'axe de révolution.

[0052] Dans un autre mode de réalisation possible, l'étape d'injection de l'alliage métallique en fusion dans le moule 1 pourrait se faire par au moins un canal d'alimentation 2 disposé en dehors des zones fonctionnelles de l'arbre 10 de pivotement de balancier. Avantageusement, cette caractéristique permettrait de préserver ces zones fonctionnelles de toute imperfection résultant du rattachement du canal d'alimentation à l'ébauche 10'. Alternativement, il pourrait néanmoins être possible de prévoir la disposition de tels canaux d'alimentation 2 au niveau de zones destinées à être usinées lors de l'étape d'usinage du procédé.

[0053] Typiquement et comme mieux illustré à la Fig. 3, les zones fonctionnelles de l'arbre 10 de pivotement de balancier comprennent au moins en partie : au moins un des pivots 13, au moins une portée 14 de l'arbre 10 de pivotement, au moins un épaulement 15 et/ou un chanfrein 16 de cet arbre 10.

[0054] En référence à la Fig. 6, celle-ci illustre, dans une vue en coupe verticale partielle, une variante de la Fig. 3 conformément à un autre mode de réalisation du procédé de l'invention. Ce mode de réalisation intègre, au procédé de fabrication de l'arbre 10 de pivotement de balancier, une étape préalable de disposition d'une partie centrale 11 du corps 12 de l'arbre 10 dans la moule 1 avant l'étape d'injection. Comme représenté sur la Fig. 6, la partie centrale 11 du corps 12 est pourvue des pivots 13 en ses extrémités. De plus, cette partie centrale 11 est constituée d'une structure cristalline, à savoir d'un matériau non amorphe. De préférence, la structure cristalline du matériau qui constitue la partie centrale 11 est un acier de décolletage. Cet acier de décolletage est de préférence un acier martensitique au carbone incluant du plomb et généralement des sulfures de manganèse. Un tel acier est connu de l'homme du métier sous la terminologie d'acier 20AP. Cet acier présente l'avantage de se prêter facilement au décolletage. De plus, après traitements, tels que trempe et revenu, l'acier 20AP possède des propriétés mécaniques élevées, notamment en termes de résistance à l'usure et de dureté. Ces caractéristiques demeurent adéquates pour la réalisation d'axes de balancier.

[0055] Ainsi, selon le mode de réalisation illustré au travers de la Fig. 6, le procédé de l'invention permet l'obtention d'un arbre 10 de pivotement de balancier qui est réalisé en deux parties indissociables que sont, d'une part, la partie centrale 11 et, d'autre part, le surmoulage 12' de cette partie centrale 11 qui, ensemble avec cette dernière constituent le corps 12 de l'axe de balancier. Avantageusement, ce mode de réalisation permettrait par exemple de s'affranchir des difficultés liées à la réalisation d'un trou de diamètre extrêmement petit et précis dans la partie externe du corps 12 pour garantir une insertion et une tenue de chaque pivot 13 dans le corps, notamment dans le cas où pivots 13 et corps 12 ne constituerait pas un seul et même solide. Vis-à-vis de ce cas, le présent mode de réalisation de l'invention permet également d'obtenir une amélioration globale de la concentricité entre pivots 13 et corps 12.

[0056] Avantageusement encore, le mode de réalisation illustré par la Fig. 6 permet d'obtenir facilement, à savoir sans usinage de trous pour l'agencement des pivots dans le corps, un arbre 10 de pivotement de balancier qui, d'une part, bénéficie des qualités de l'acier (tel que l'acier 20AP) pour les pivots et qui, d'autre part, est quasiment insensible aux champs magnétiques. En effet, la sensibilité aux champs magnétiques d'un tel arbre 10 est négligeable puisqu'il bénéficie également des qualités de l'alliage métallique amagnétique amorphe donné par le surmoulage 12', lequel surmoulage demeure la masse la plus importante de l'arbre 10.

[0057] Dans un second aspect non couvert par les revendications, la divulgation pourrait porter sur un procédé de fabrication d'un arbre 10 de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps 12 pourvu de pivots 13 aux extrémités dudit corps 12, dans lequel ce procédé comprendrait les étapes suivantes : usinage d'un cylindre au moins en partie en alliage métallique amagnétique amorphe pour obtenir une ébauche 10' d'arbre 10 comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et terminaison d'au moins une partie de l'ébauche 10' de sorte à obtenir un arbre de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.

[0058] Le procédé selon cet aspect pourrait en outre comprendre au moins une étape ou caractéristique déjà décrite dans la présente description qui conduirait à une variante ou à un mode de réalisation compatible avec le procédé de ce second aspect. A titre d'exemple, ce procédé pourrait en outre comprendre une étape d'implantation ionique et/ou de traitement ou de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots 13. De plus, le procédé selon ce second aspect pourrait également comprendre une quelconque combinaison possible des modes de réalisation décrits dans la présente description.

[0059] Dans un dernier aspect, l'invention porte encore sur un arbre 10 de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, obtenu par le procédé de fabrication de cet arbre selon l'un quelconque des modes de réalisation issu de la présente description ou selon l'une quelconque combinaison possible de ces modes de réalisation. Le procédé précité fait notamment référence au procédé décrit selon l'un quelconque desdits aspects.

[0060] Bien que les objets de la présente invention aient été décrits en référence à des exemples spécifiques, diverses modifications et/ou améliorations évidentes pourraient être apportées aux modes de réalisation décrits sans s'écarter de l'esprit et de l'étendue de l'invention telle que définie par les revendications.

Claims (10)

1. Procédé de fabrication d'un arbre (10) de pivotement de balancier pour un mouvement horloger, comprenant un corps (12) pourvu de pivots (13) aux extrémités dudit corps (12), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : – injection d'un alliage métallique en fusion dans un moule (1), – refroidissement de l'alliage fondu pour obtenir une ébauche (10') d'arbre (10) comprenant au moins une partie en alliage métallique amagnétique amorphe, et – terminaison d'au moins une partie de l'ébauche (10') de sorte à obtenir un arbre (10) de pivotement présentant des zones fonctionnelles terminées.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de terminaison est précédée par une étape d'usinage d'au moins une partie de l'arbre (10) correspondant aux zones fonctionnelles terminées.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le refroidissement de l'ébauche (10') est configuré pour que le corps (12) présente en partie une structure amorphe et en partie une structure semi-cristalline ou cristalline.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape préparatoire de structuration dudit moule (1).

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de terminaison comprend en outre une étape d'implantation ionique et/ou une étape de durcissement de surface appliquée au moins aux pivots (13).

6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ébauche (10') ne constitue pas un volume de révolution.

7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'injection de l'alliage métallique en fusion dans le moule (1) se fait par au moins un canal d'alimentation (2) du moule disposé en dehors desdites zones fonctionnelles.

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites zones fonctionnelles comprennent au moins en partie : au moins un desdits pivots (3), au moins une portée (14) de l'arbre (1) de pivotement, au moins un épaulement (15) et/ou un chanfrein (16) de l'arbre (10) de pivotement.

9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de disposition d'une partie centrale (11) du corps (12) dans le moule (1) avant l'injection, ladite partie centrale (11) du corps (12) étant pourvue desdits pivots (13) en ses extrémités et étant constituée d'une structure cristalline.

10. Arbre (10) de pivotement de balancier, pour un mouvement horloger, obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9.