CH719741A2 - Processes for manufacturing and hardening a watch or jewelry component comprising an at least binary alloy based on gold and copper. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids, ledit procédé comprenant au moins l'étape a) de fournir une pièce (1) comprenant au moins une partie massive composée dudit alliage métallique et l'étape b) d'appliquer sur la pièce différentes opérations de fabrication pour obtenir le composant horloger (6) ou de bijouterie. Ledit procédé comprend au moins une étape c) de stabilisation de la géométrie de la pièce et de maîtrise des variations dimensionnelles de la pièce au cours du procédé, par application à ladite pièce d'un traitement thermique de stabilisation de l'alliage dans un état dans lequel il possède au moins 25% de phase ordonnée AuCuI, ledit traitement thermique comprenant une première montée en température à une température TR comprise entre la température de transition de phase AuCuα / AuCuI et la température de fusion de l'alliage, suivie d'un premier maintien à la température TR pendant au moins 1 minutes, suivi d'une descente en température jusqu'à 25°C comprenant, immédiatement après le premier maintien à la température TR une première descente en température à une vitesse comprise entre 0.1°C/min et 6 000°C/min, préférentiellement entre 1°C/min et 10°C/min, plus préférentiellement entre 2°C/min et 5°C/min, au moins jusqu'à une température TP comprise entre 100°C et la température de transition de phase AuCuα / AuCuI, un deuxième maintien à la température TP pendant une durée comprise entre 0 à 48h choisie pour permettre à l'alliage de se transformer dans un état dans lequel il possède au moins 25% de phase ordonnée AuCuI, suivi d'une deuxième descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C, l'étape c) étant mise en oeuvre avant l'étape b) et/ou pendant l'étape b. L'invention concerne également un composant horloger ou de bijouterie obtenu selon ledit procédé de fabrication.The present invention relates to a process for manufacturing a watch or jewelry component comprising at least one part made of a metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% gold by weight, said process comprising at least step a) of providing a part (1) comprising at least one solid part composed of said metal alloy and step b) of applying different manufacturing operations to the part to obtain the watch component (6) or jewelry. Said method comprises at least one step c) of stabilizing the geometry of the part and controlling dimensional variations of the part during the process, by applying to said part a heat treatment to stabilize the alloy in a state in which it has at least 25% of AuCuI ordered phase, said heat treatment comprising a first rise in temperature to a temperature TR between the AuCuα / AuCuI phase transition temperature and the melting temperature of the alloy, followed by a first maintenance at the temperature TR for at least 1 minute, followed by a reduction in temperature to 25°C comprising, immediately after the first maintenance at the temperature TR, a first reduction in temperature at a speed of between 0.1°C /min and 6,000°C/min, preferably between 1°C/min and 10°C/min, more preferably between 2°C/min and 5°C/min, at least up to a temperature TP of between 100 °C and the phase transition temperature AuCuα / AuCuI, a second maintenance at the temperature TP for a period between 0 to 48h chosen to allow the alloy to transform into a state in which it has at least 25% of AuCuI ordered phase, followed by a second temperature drop to the ambient temperature of 25°C, step c) being carried out before step b) and/or during step b. The invention also relates to a watch or jewelry component obtained according to said manufacturing process.
Description
Domaine techniqueTechnical area
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids par rapport au poids total de l'alliage. [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a watch or jewelry component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% gold by weight relative to to the total weight of the alloy.
[0002] La présente invention concerne également ledit composant horloger ou de bijouterie obtenu par ledit procédé de fabrication. [0002] The present invention also relates to said watch or jewelry component obtained by said manufacturing process.
Etat de la techniqueState of the art
[0003] Les alliages d'or comprenant au moins 14K (c'est-à-dire comprenant au moins 58% d'or en poids par rapport au poids total de l'alliage) et une forte teneur en cuivre sont très largement utilisés en horlogerie, bijouterie et joaillerie. La maîtrise dimensionnelle et esthétique est nécessaire afin d'assurer un produit de qualité. [0003] Gold alloys comprising at least 14K (that is to say comprising at least 58% gold by weight relative to the total weight of the alloy) and a high copper content are very widely used. in watchmaking, jewelry and jewelry. Dimensional and aesthetic control is necessary to ensure a quality product.
[0004] Pour l'habillement, les alliages 18K 2N/3N/4N/5N/6N et tout autre alliage avec une composition chimique très similaire auxquels ont été ajoutés d'autres éléments, souvent métalliques, dans le but de modifier la couleur ou la résistance au changement de couleur, sont en général livrés aux horlogers ou bijoutiers sous forme de pièce brute ou d'ébauche, sous la phase α austénitique qui a été obtenue par un refroidissement rapide après un recuit à haute température, tel qu'un recuit à 650°C suivi d'une trempe dans de l'eau à température ambiante de 25°C. [0004] For clothing, 18K 2N/3N/4N/5N/6N alloys and any other alloy with a very similar chemical composition to which other elements, often metallic, have been added in order to modify the color or resistance to color change, are generally delivered to watchmakers or jewelers in the form of a raw part or blank, in the austenitic α phase which has been obtained by rapid cooling after annealing at high temperature, such as annealing at 650°C followed by quenching in water at room temperature of 25°C.
[0005] Il a été observé que la dureté des pièces augmentait au cours de leur stockage à température ambiante (25°C) et que lesdites pièces se déformaient, avec également des variations dimensionnelles significatives par rapport aux précisions recherchées dans les domaines de l'horlogerie et de la bijouterie. Cette évolution serait liée à la transformation de la phase α qui est instable à température ambiante. [0005] It was observed that the hardness of the parts increased during their storage at room temperature (25°C) and that said parts deformed, also with significant dimensional variations compared to the precisions sought in the fields of watches and jewelry. This evolution would be linked to the transformation of the α phase which is unstable at room temperature.
[0006] Ces alliages 18K 2N/3N/4N/5N/6N et tout autre alliage avec une composition chimique très similaire ont tous la particularité d'être durcissables par traitement thermique. Ce durcissement se produit par un changement de la phase (AuCu)α austénitique, désordonnée, dans laquelle se trouve l'alliage fourni par l'affineur, vers la phase AuCuI martensitique, ordonnée qui est stable en dessous de la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI qui se situe autour de 350°C. Cette transformation de phase se produit dans des alliages avec des teneurs entre 14 K et 22K, dont les 18K. [0006] These 18K 2N/3N/4N/5N/6N alloys and any other alloy with a very similar chemical composition all have the particularity of being hardenable by heat treatment. This hardening occurs by a change from the disordered, austenitic (AuCu)α phase, in which the alloy supplied by the refiner is located, to the ordered, martensitic AuCuI phase which is stable below the phase transition temperature. (AuCu)α / AuCuI which is around 350°C. This phase transformation occurs in alloys with contents between 14 K and 22K, including 18K.
[0007] Toutefois, lorsque les horlogers ou bijoutiers souhaitent durcir l'alliage à base d'or et de cuivre par une technique classique de revenu à 300°C par exemple, la formation de la phase AuCuI lors du durcissement engendre bien souvent des distorsions pouvant aller jusqu'à la fissuration et la fracture des pièces. [0007] However, when watchmakers or jewelers wish to harden the alloy based on gold and copper by a conventional tempering technique at 300°C for example, the formation of the AuCuI phase during hardening very often causes distortions. which can lead to cracking and fracture of parts.
[0008] De plus, les déformations générées lors de la fabrication des composants entrainent des difficultés à respecter les tolérances d'usinage requises dans les domaines de l'horlogerie et de la bijouterie. Ces déformations sont de l'ordre de 0.1 à 0.5 % et sont imprévisibles en raison d'un changement de phase de l'alliage non maîtrisé. Elles ne peuvent donc pas être anticipées. Ces déformations induisent des composants hors tolérance de fabrication et entrainent une quantité élevée de déchets, un important retravail des pièces, c'est-à-dire des opérations d'ajustement, de modification ou de retouches. Cela a pour inconvénient d'allonger les temps de fabrication. [0008] Furthermore, the deformations generated during the manufacture of the components cause difficulties in respecting the machining tolerances required in the fields of watchmaking and jewelry. These deformations are of the order of 0.1 to 0.5% and are unpredictable due to an uncontrolled phase change of the alloy. They cannot therefore be anticipated. These deformations induce components outside manufacturing tolerances and lead to a high quantity of waste and significant rework of parts, i.e. adjustment, modification or retouching operations. This has the disadvantage of extending manufacturing times.
[0009] Par ailleurs, une pièce subissant une longue exposition à température ambiante et différents process de fabrication impliquant un faible échauffement a très probablement déjà amorcé de façon significative la transformation de phase dans l'alliage mais d'une manière non maitrisée. Cela peut résulter en une non-maîtrise de la géométrie au cours de la fabrication en particulier si celle-ci implique un traitement thermique lors d'une brasure par exemple. [0009] Furthermore, a part undergoing long exposure at room temperature and different manufacturing processes involving low heating has very probably already significantly initiated the phase transformation in the alloy but in an uncontrolled manner. This can result in failure to control the geometry during manufacturing, particularly if this involves heat treatment during soldering, for example.
[0010] La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d'un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids par rapport au poids total de l'alliage permettant de garantir le respect des tolérances de fabrication imposées dans les domaines de l'horlogerie et de la bijouterie. [0010] The present invention aims to remedy these drawbacks by proposing a process for manufacturing a watch or jewelry component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% of gold by weight in relation to the total weight of the alloy to guarantee compliance with the manufacturing tolerances imposed in the fields of watchmaking and jewelry.
[0011] Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d'un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids présentant des propriétés mécaniques améliorées. [0011] Another aim of the present invention is to propose a method of manufacturing a watch or jewelry component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% d gold by weight with improved mechanical properties.
Divulgation de l'inventionDisclosure of the invention
[0012] A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids, ledit procédé comprenant au moins les étapes suivantes : a) fournir une pièce comprenant au moins une partie massive composée dudit alliage métallique ; b) appliquer sur la pièce différentes opérations de fabrication pour obtenir le composant horloger ou de bijouterie.[0012] To this end, the invention relates to a method of manufacturing a watch or jewelry component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% gold by weight, said method comprising at least the following steps: a) providing a part comprising at least one massive part composed of said metal alloy; b) apply different manufacturing operations to the part to obtain the watch or jewelry component.
[0013] Selon l'invention, ledit procédé comprend au moins une étape c) de stabilisation de la géométrie de la pièce et de maîtrise des variations dimensionnelles de la pièce au cours du procédé, par application à ladite pièce d'un traitement thermique de stabilisation dudit alliage dans un état dans lequel il possède au moins 25%, préférentiellement au moins 60%, plus préférentiellement au moins 95%, et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCul, ledit traitement thermique comprenant une première montée en température à une température TR comprise entre la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI et la température de fusion de l'alliage, directement suivie d'un premier maintien à la température TR pendant une période d'au moins 1 minute, de préférence comprise entre 5 minutes et 48h, préférentiellement entre 10 minutes et 300 minutes, et plus préférentiellement entre 30 minutes et 90 minutes, directement suivi d'une descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C, ladite descente en température comprenant, immédiatement après le premier maintien à la température TR une première descente en température à une vitesse comprise entre 0.1°C/min et 6 000°C/min, préférentiellement entre 1°C/min et 10°C/min, plus préférentiellement entre 2°C/min et 5°C/min, au moins jusqu'à une température TP comprise entre 100°C et la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI, ainsi qu'un deuxième maintien à la température TP pendant une durée comprise entre 0 à 48h choisie pour permettre à l'alliage de se transformer dans un état dans lequel il possède au moins 25%, préférentiellement au moins 60%, plus au moins préférentiellement 95% et plus préférentiellement au moins 99%, de phase ordonnée AuCuI, ledit deuxième maintien à la température TP étant directement suivi d'une deuxième descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C à une vitesse supérieure ou égale à celle de la première descente, préférentiellement comprise entre 20°C/min et 100°C/min, l'étape c) étant mise en oeuvre avant l'étape b) et/ou pendant l'étape b). [0013] According to the invention, said method comprises at least one step c) of stabilizing the geometry of the part and controlling dimensional variations of the part during the process, by applying to said part a heat treatment of stabilization of said alloy in a state in which it has at least 25%, preferably at least 60%, more preferably at least 95%, and more preferably at least 99% of AuCul ordered phase, said heat treatment comprising a first rise in temperature at a temperature TR between the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI and the melting temperature of the alloy, directly followed by a first maintenance at the temperature TR for a period of at least 1 minute, preferably between 5 minutes and 48 hours, preferably between 10 minutes and 300 minutes, and more preferably between 30 minutes and 90 minutes, directly followed by a drop in temperature to the ambient temperature of 25°C, said drop in temperature comprising, immediately after the first maintenance at the temperature TR a first drop in temperature at a speed of between 0.1°C/min and 6,000°C/min, preferably between 1°C/min and 10°C/min, more preferably between 2 °C/min and 5°C/min, at least up to a temperature TP between 100°C and the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI, as well as a second maintenance at the temperature TP for a duration between 0 to 48 hours chosen to allow the alloy to transform into a state in which it has at least 25%, preferably at least 60%, more at least preferably 95% and more preferably at least 99%, of phase ordered AuCuI, said second maintenance at the temperature TP being directly followed by a second descent in temperature to the ambient temperature of 25°C at a speed greater than or equal to that of the first descent, preferably between 20°C/ min and 100°C/min, step c) being implemented before step b) and/or during step b).
[0014] Un tel procédé permet avantageusement d'obtenir un composant horloger ou de bijouterie en alliage or/cuivre au moins 14K qui respecte les tolérances de fabrication. Le procédé de l'invention permet avantageusement d'améliorer la maîtrise dimensionnelle des pièces et ainsi de réduire le nombre de composants défectueux et d'opérations de retouche. [0014] Such a process advantageously makes it possible to obtain a watch or jewelry component in a gold/copper alloy of at least 14K which respects manufacturing tolerances. The method of the invention advantageously makes it possible to improve the dimensional control of the parts and thus to reduce the number of defective components and retouching operations.
[0015] De plus, le procédé selon l'invention permet d'améliorer les propriétés mécaniques de l'alliage telles que la limite d'élasticité tant en conservant une ductilité très acceptable, ainsi qu'une augmentation avantageuse de la dureté. [0015] Furthermore, the method according to the invention makes it possible to improve the mechanical properties of the alloy such as the elastic limit while maintaining a very acceptable ductility, as well as an advantageous increase in hardness.
[0016] La présente invention concerne également un composant horloger ou de bijouterie obtenu par le procédé de fabrication tel que défini ci-dessus. [0016] The present invention also relates to a watch or jewelry component obtained by the manufacturing process as defined above.
[0017] La présente invention concerne également un procédé pour augmenter la dureté d'un composant horloger ou de bijouterie lors de sa fabrication, ledit composant comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or, en permettant de conserver la géométrie et de maîtriser les variations dimensionnelles dudit composant horloger ou de bijouterie lors de sa fabrication, par application audit composant horloger ou de bijouterie lors de sa fabrication d'un traitement thermique de stabilisation de l'alliage dans un état dans lequel il possède au moins 25%, préférentiellement au moins 60%, plus préférentiellement au moins 95% et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCul, ledit traitement thermique comprenant une première montée en température à une température TR comprise entre la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI et la température de fusion de l'alliage, directement suivie d'un premier maintien à la température TR pendant une période d'au moins 1 minute, de préférence comprise entre 5 minutes et 48h, préférentiellement entre 10 minutes et 300 minutes, et plus préférentiellement entre 30 minutes et 90 minutes, directement suivi d'une descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C comprenant, immédiatement après le premier maintien à la température TR une première descente en température à une vitesse comprise entre 0.1°C/min et 6 000°C/min, préférentiellement entre 1°C/min et 10°C/min, plus préférentiellement entre 2°C/min et 5°C/min, au moins jusqu'à une température TP comprise entre 100°C et la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI, un deuxième maintien à la température TP pendant une durée comprise entre 0 à 48h choisie pour permettre à l'alliage de se transformer dans un état dans lequel il possède au moins 25%, préférentiellement au moins 60%, plus préférentiellement au moins 95% et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCuI, ledit deuxième maintien à la température TP étant directement suivi d'une deuxième descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C à une vitesse supérieure ou égale à celle de la première descente. [0017] The present invention also relates to a method for increasing the hardness of a watch or jewelry component during its manufacture, said component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least least 58% gold, by making it possible to preserve the geometry and to control the dimensional variations of said watch or jewelry component during its manufacture, by applying to said watch or jewelry component during its manufacture a heat treatment for stabilization of the alloy in a state in which it has at least 25%, preferably at least 60%, more preferably at least 95% and more preferably at least 99% of AuCul ordered phase, said heat treatment comprising a first rise in temperature to a temperature TR between the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI and the melting temperature of the alloy, directly followed by a first maintenance at the temperature TR for a period of at least 1 minute, preferably between between 5 minutes and 48 hours, preferably between 10 minutes and 300 minutes, and more preferably between 30 minutes and 90 minutes, directly followed by a drop in temperature to the ambient temperature of 25°C including, immediately after the first hold at the temperature TR a first drop in temperature at a speed of between 0.1°C/min and 6,000°C/min, preferably between 1°C/min and 10°C/min, more preferably between 2°C/min and 5 °C/min, at least up to a temperature TP between 100°C and the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI, a second maintenance at the temperature TP for a period between 0 to 48h chosen to allow for the alloy to transform into a state in which it has at least 25%, preferably at least 60%, more preferably at least 95% and more preferably at least 99% of AuCuI ordered phase, said second maintenance at the temperature TP being directly followed by a second descent in temperature to the ambient temperature of 25°C at a speed greater than or equal to that of the first descent.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
[0018] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de différents modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : – la figure 1 représente schématiquement les étapes du procédé de fabrication selon l'invention ; – les figures 2 à 4 représentent les courbes de températures pour différentes variantes de traitement thermique appliqué à l'étape c) du procédé de fabrication selon l'invention ; – la figure 5 représente les enchaînements thermiques pour un procédé de fabrication selon l'invention comprenant un brasage ; – les figures 6, 7 et 8 représentent respectivement les mesures du diamètre extérieur, de planéité et de circularité de trois mêmes pièces, en fonction de chaque traitement thermique selon les courbes de température de la figure 5 ; – les figures 9 , 10 et 11 représentent respectivement les mesures du diamètre extérieur, de planéité et de circularité de trois mêmes pièces en fonction de différents traitements thermiques appliqués, comprenant un traitement thermique de stabilisation TM selon les courbes de température de la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant de 0 ; – la figure 12 représente les mesures du diamètre extérieur de trois mêmes pièces en fonction de différents traitements thermiques appliqués, comprenant un traitement thermique de stabilisation maximisée TMM selon les courbes de température de la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant de 60 minutes ; – les figures 13, 14 et 15 représentent respectivement les mesures du diamètre extérieur, de planéité et de circularité de trois mêmes pièces en fonction de différents traitements thermiques appliqués, comprenant un traitement thermique de durcissement TD à 300°C standard à partir d'une pièce recuite à 650°C et trempée dans de l'eau à température ambiante; – la figure 16 représente la diminution relative du diamètre extérieur de quatre pièces de géométries différentes en fonction de différents traitements thermiques appliqués, comprenant un traitement thermique de stabilisation TM selon les courbes de température de la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant de 0 ; – la figure 17 représente la contrainte en fonction de l'élongation pour des éprouvettes ayant subi différents traitements thermiques ; – la figure 18 est une image optique de la microstructure après attaque électrochimique de l'alliage obtenu après un durcissement traditionnel ;et – la figure 19 est une image optique de la microstructure après attaque électrochimique de la microstructure de l'alliage obtenu après un durcissement selon un traitement thermique appliqué selon le procédé de l'invention.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following detailed description of different embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, and made with reference to the appended drawings in which : – Figure 1 schematically represents the steps of the manufacturing process according to the invention; – Figures 2 to 4 represent the temperature curves for different variants of heat treatment applied to step c) of the manufacturing process according to the invention; – Figure 5 represents the thermal sequences for a manufacturing process according to the invention comprising brazing; – Figures 6, 7 and 8 respectively represent the measurements of the external diameter, flatness and circularity of three same parts, as a function of each heat treatment according to the temperature curves of Figure 5; – Figures 9, 10 and 11 respectively represent the measurements of the external diameter, flatness and circularity of three same parts as a function of different heat treatments applied, including a stabilization heat treatment TM according to the temperature curves of Figure 3, the duration of the second maintenance at the temperature TP being 0; – Figure 12 represents the measurements of the external diameter of the same three parts as a function of different heat treatments applied, including a maximized stabilization heat treatment TMM according to the temperature curves of Figure 3, the duration of the second maintenance at the temperature TP being 60 minutes; – Figures 13, 14 and 15 respectively represent the measurements of the external diameter, flatness and circularity of three same parts as a function of different heat treatments applied, including a TD hardening heat treatment at 300°C standard from a standard part annealed at 650°C and quenched in water at room temperature; – Figure 16 represents the relative reduction in the external diameter of four parts of different geometries as a function of different heat treatments applied, including a stabilization heat treatment TM according to the temperature curves of Figure 3, the duration of the second maintenance at the temperature TP being 0; – Figure 17 represents the stress as a function of elongation for specimens having undergone different heat treatments; – Figure 18 is an optical image of the microstructure after electrochemical attack of the alloy obtained after traditional hardening; and – Figure 19 is an optical image of the microstructure after electrochemical attack of the microstructure of the alloy obtained after hardening according to a heat treatment applied according to the process of the invention.
Modes de réalisation de l'inventionModes of carrying out the invention
[0019] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids, et par exemple 34% de cuivre et 8% d'argent, ce qui correspond à un alliage à 14K. L'alliage métallique peut comprendre jusqu'à 92% d'or en poids, avec 8% de cuivre, ce qui correspond à un alliage à 22K. The present invention relates to a method of manufacturing a watch or jewelry component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% gold by weight, and for example 34% copper and 8% silver, which corresponds to a 14K alloy. The metal alloy can include up to 92% gold by weight, with 8% copper, which corresponds to a 22K alloy.
[0020] De préférence, ledit alliage comprend en poids 75% d'or, et entre 9% et 25% de cuivre, le reste pour atteindre les 100% en poids étant un ou plusieurs éléments choisis parmi le groupe comprenant par exemple l'argent, le palladium, le platine, l'indium, le zinc, etc...Toutefois, ces éléments sont ajoutés en faible quantité de sorte que l'or et le cuivre restent suffisamment concentrés en termes de proportions massiques et notamment atomiques. Cela inclue les alliages 2N/3N/4N/5N/6N qui correspondent chacune à une couleur dont il existe plusieurs compositions pour les obtenir. [0020] Preferably, said alloy comprises by weight 75% of gold, and between 9% and 25% of copper, the remainder to reach 100% by weight being one or more elements chosen from the group comprising for example silver, palladium, platinum, indium, zinc, etc. However, these elements are added in small quantities so that the gold and copper remain sufficiently concentrated in terms of mass and in particular atomic proportions. This includes the 2N/3N/4N/5N/6N alloys which each correspond to a color of which there are several compositions to obtain them.
[0021] Les alliages ternaires utilisés peuvent par exemple présenter les compositions définies dans le tableau I ci-dessous, données en pourcentages massiques : [0021] The ternary alloys used can for example have the compositions defined in Table I below, given in percentages by weight:
Tableau ITable I
[0022] 6N 75 24.5 0.5 5N 75 20.5 4.5 4N 75 16 9 3N 75 12.5 12.5 2N 75 9 16[0022] 6N 75 24.5 0.5 5N 75 20.5 4.5 4N 75 16 9 3N 75 12.5 12.5 2N 75 9 16
[0023] De préférence, l'alliage utilisé est l'alliage 5N comprenant en poids 75% d'or, 20.5% de cuivre et 4.5% d'argent. Preferably, the alloy used is the 5N alloy comprising by weight 75% gold, 20.5% copper and 4.5% silver.
[0024] En référence à la figure 1, le procédé selon l'invention comprend au moins une étape a) consistant à fournir une pièce comprenant au moins une partie massive composée de l'alliage métallique défini ci-dessus. Ces alliages sont très généralement fournis aux utilisateurs horlogers et bijoutiers préparés par les affineurs dans un état recuit (par exemple à 650°C) puis trempés dans de l'eau à 25°C, de sorte que lesdits alliages se trouvent dans la phase (AuCu)α qui est molle (environ 165 HV pour un alliage 5N tel que défini ci-dessus) lorsque les pièces arrivent chez les utilisateurs horlogers et bijoutiers. With reference to Figure 1, the method according to the invention comprises at least one step a) consisting of providing a part comprising at least one solid part composed of the metal alloy defined above. These alloys are very generally supplied to watchmakers and jewelers prepared by refiners in an annealed state (for example at 650°C) then quenched in water at 25°C, so that said alloys are in the phase ( AuCu)α which is soft (around 165 HV for a 5N alloy as defined above) when the parts arrive at watchmaking and jeweler users.
[0025] Ladite pièce peut être fournie sous la forme d'une pièce brute massive 1, directement obtenue après la fabrication de l'alliage, comme représentée sur la figure 1. La pièce brute massive 1 peut être par exemple sous la forme de bande ou de profilé. Il est bien évident que la pièce utilisée dans le procédé de l'invention peut être fournie en étant déjà sous la forme d'une ébauche 2 ou sous le forme d'un semi-produit 4 partiellement élaboré et qui doit encore subir d'autres opérations de fabrication avant d'obtenir le composant horloger ou de bijouterie 6 dans son état fini. Sur la figure 1, le composant horloger ou de bijouterie est représenté sous la forme d'une carrure de montre à titre d'exemple. Il est bien évident que le composant horloger ou de bijouterie fabriqué selon le procédé de l'invention peut être tout composant horloger, de joaillerie ou de bijouterie réalisé au moins partiellement dans l'alliage métallique défini ci-dessus, tel qu'un élément de l'habillage ou d'un mouvement d'une montre, tel qu'une roue ou un pont, ou un bijou. Said part can be supplied in the form of a solid raw part 1, directly obtained after the manufacture of the alloy, as shown in Figure 1. The solid raw part 1 can for example be in the form of a strip or profile. It is quite obvious that the part used in the process of the invention can be supplied already in the form of a blank 2 or in the form of a partially produced semi-product 4 which must still undergo further processing. manufacturing operations before obtaining the watch or jewelry component 6 in its finished state. In Figure 1, the watch or jewelry component is represented in the form of a watch case by way of example. It is obvious that the watch or jewelry component manufactured according to the process of the invention can be any watch, jewelry or jewelry component made at least partially in the metal alloy defined above, such as an element of the exterior or movement of a watch, such as a wheel or a bridge, or a piece of jewelry.
[0026] Le procédé selon l'invention comprend également une étape b) consistant à appliquer sur la pièce différentes opérations de fabrication pour obtenir le composant horloger ou de bijouterie dans son état fini. Ces opérations de fabrication pour réaliser le composant horloger ou de bijouterie 6 selon l'étape b) comprennent toutes les opérations de productions nécessaires à l'obtention d'un produit fini. Elles peuvent être choisies par exemple dans le groupe comprenant un étampage, un usinage, tel qu'un usinage par tournage ou par fraisage, un frittage, un traitement thermique, une gravure, telle qu'une gravure laser, un poinçonnage, une impression 3D, un sertissage, un collage, un polissage, un diamantage, un lavage et un brasage, différentes opérations pouvant être utilisées en combinaison. The method according to the invention also comprises a step b) consisting of applying different manufacturing operations to the part to obtain the watch or jewelry component in its finished state. These manufacturing operations to produce the watch or jewelry component 6 according to step b) include all the production operations necessary to obtain a finished product. They can be chosen for example from the group comprising stamping, machining, such as machining by turning or milling, sintering, heat treatment, engraving, such as laser engraving, punching, 3D printing , crimping, bonding, polishing, diamond plating, washing and brazing, different operations that can be used in combination.
[0027] Conformément à l'invention, le procédé comprend au moins une étape c) de stabilisation de la géométrie donnée à la pièce assurant une maîtrise des variations dimensionnelles de la pièce au cours du procédé, de manière répétable, par application à ladite pièce d'un traitement thermique de stabilisation de l'alliage dans un état dans lequel il possède au moins 25%, préférentiellement au moins 60%, plus préférentiellement au moins 95%, et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCul, pour respectivement moins de 75%, préférentiellement moins de 40%, plus préférentiellement moins de 5%, et plus préférentiellement moins de 1% de phase désordonnée (AuCu)α. [0027] According to the invention, the method comprises at least one step c) of stabilizing the geometry given to the part ensuring control of the dimensional variations of the part during the process, in a repeatable manner, by application to said part of a heat treatment for stabilizing the alloy in a state in which it has at least 25%, preferably at least 60%, more preferably at least 95%, and more preferably at least 99% of AuCul ordered phase, for respectively less than 75%, preferably less than 40%, more preferably less than 5%, and more preferably less than 1% of disordered phase (AuCu)α.
[0028] Ledit traitement thermique comprend au moins une première montée en température, selon la courbe de température AB, à une température TR comprise entre la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI TTP et la température de fusion de l'alliage, directement et immédiatement suivie d'un premier maintien, selon la courbe de température BC, à la température TR pendant une période d'au moins 1 minute, de préférence comprise entre 5 minutes et 48h, préférentiellement entre 10 minutes et 300 minutes, et plus préférentiellement entre 30 minutes et 90 minutes, directement suivi d'une descente en température, selon la courbe de température CD, jusqu'à la température ambiante de 25°C, ladite descente en température selon la courbe CD comprenant, immédiatement après le premier maintien BC à la température TR, une première descente en température à une vitesse comprise entre 0.1°C/min et 6 000°C/min, préférentiellement entre 1°C/min et 10°C/min, plus préférentiellement entre 2°C/min et 5°C/min, au moins jusqu'à une température TP comprise entre 100°C et la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI, par exemple 250°C, ainsi qu'un deuxième maintien à la température TP, selon la courbe de température EF représentée sur les figures 3 et 4, pendant une durée comprise entre 0 à 48h choisie en fonction de la vitesse de la première descente en température pour permettre à l'alliage de se transformer dans un état dans lequel il possède au moins 25% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 75% de phase (AuCu)α, préférentiellement au moins 60% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 40% de phase (AuCu)α, plus préférentiellement au moins 95% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 5% de phase (AuCu)α, et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 1% de phase (AuCu)α, ledit deuxième maintien à la température TP suivant immédiatement ou ultérieurement ladite première descente et étant directement et immédiatement suivi d'une deuxième descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C à une vitesse supérieure ou égale à celle de la première descente, par exemple comprise entre 20°C/min et 100°C/min, l'étape c) étant mise en oeuvre avant l'étape b) et/ou pendant l'étape b), par exemple comme sous-étape intermédiaire au cours de l'étape b), ou comme la dernière sous-étape de l'étape b). [0028] Said heat treatment comprises at least a first rise in temperature, according to the temperature curve AB, at a temperature TR between the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI TTP and the melting temperature of the alloy , directly and immediately followed by a first maintenance, according to the temperature curve BC, at the temperature TR for a period of at least 1 minute, preferably between 5 minutes and 48 hours, preferably between 10 minutes and 300 minutes, and more preferably between 30 minutes and 90 minutes, directly followed by a drop in temperature, according to the temperature curve CD, to the ambient temperature of 25°C, said drop in temperature according to the curve CD comprising, immediately after the first maintaining BC at the temperature TR, a first temperature drop at a speed of between 0.1°C/min and 6,000°C/min, preferably between 1°C/min and 10°C/min, more preferably between 2°C /min and 5°C/min, at least up to a temperature TP between 100°C and the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI, for example 250°C, as well as a second maintenance at the temperature TP, according to the temperature curve EF shown in Figures 3 and 4, for a duration between 0 to 48 hours chosen according to the speed of the first temperature drop to allow the alloy to transform into a state in which it has at least 25% of AuCuI ordered phase for less than 75% of (AuCu)α phase, preferably at least 60% of AuCuI ordered phase for less than 40% of (AuCu)α phase, more preferably at least 95% of ordered phase AuCuI for less than 5% of phase (AuCu)α, and more preferably at least 99% of ordered phase AuCuI for less than 1% of phase (AuCu)α, said second maintenance at the temperature TP following immediately or subsequently said first descent and being directly and immediately followed by a second descent in temperature to the ambient temperature of 25°C at a speed greater than or equal to that of the first descent, for example between 20°C/min and 100 °C/min, step c) being implemented before step b) and/or during step b), for example as an intermediate sub-step during step b), or as the last sub-step of step b).
[0029] La durée du deuxième maintien à la température TP selon la courbe de température EF différente ou non de 0, et donc la présence ou non dudit deuxième maintien à la température TP, dépend de la vitesse de la première descente en température et du taux de transformation de phase (AuCu)α / AuCuI recherché. The duration of the second maintenance at the temperature TP according to the temperature curve EF different or not from 0, and therefore the presence or not of said second maintenance at the temperature TP, depends on the speed of the first descent in temperature and the phase transformation rate (AuCu)α / AuCuI sought.
[0030] Ainsi, selon un mode de mise en oeuvre dans lequel la durée du deuxième maintien à la température TP est égale à 0 (donc pas de deuxième maintien à la température TP), la descente en température jusqu'à la température ambiante de 25°C de l'étape c) est une descente en température immédiatement après le premier maintien BC à la température TR, ladite descente s'effectuant de manière continue à une vitesse comprise entre 0.1°C/min et 2°C/min, de préférence entre 0.5°C/min et 2°C/min, plus préférentiellement entre 0.5°C/min et 1°C/min, jusqu'à la température ambiante de 25°C, sans remontée en température, selon la courbe de température CD représentée sur la figure 2. Un tel mode de mise en oeuvre permet d'obtenir au moins 95% de phase ordonnée AuCuI sans qu'il soit nécessaire d'appliquer un deuxième maintien à la température TP. [0030] Thus, according to an embodiment in which the duration of the second maintenance at the temperature TP is equal to 0 (therefore no second maintenance at the temperature TP), the descent in temperature to the ambient temperature of 25°C of step c) is a descent in temperature immediately after the first maintenance BC at the temperature TR, said descent taking place continuously at a speed of between 0.1°C/min and 2°C/min, preferably between 0.5°C/min and 2°C/min, more preferably between 0.5°C/min and 1°C/min, up to the ambient temperature of 25°C, without a rise in temperature, according to the curve of temperature CD shown in Figure 2. Such an implementation method makes it possible to obtain at least 95% of AuCuI ordered phase without it being necessary to apply a second hold at the temperature TP.
[0031] Selon un autre mode de mise en oeuvre dans lequel la durée du deuxième maintien à la température TP est non nulle (donc présence d'un deuxième maintien à la température TP), la première descente en température s'effectue à une vitesse comprise entre 0.1°C/min et 6 000°C/min, de préférence entre 1°C/min et 10°C/min, de préférence entre 2°C/min et 10°C/min, la durée du deuxième maintien à la température TP étant comprise entre 1 minute à 48h, de préférence comprise entre 10 minutes et 300 minutes, préférentiellement entre 30 minutes et 90 minutes, ladite durée étant choisie pour permettre à l'alliage de se transformer dans un état dans lequel il possède au moins 25% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 75% de phase (AuCu)α, préférentiellement au moins 60% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 40% de phase (AuCu)α, préférentiellement au moins 95% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 5% de phase (AuCu)α, et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCuI pour moins de 1% de phase (AuCu)α. La vitesse de la deuxième descente en température peut être égale ou supérieure à celle de la première descente en température, préférentiellement entre 20°C/min et 6000°C/min. [0031] According to another mode of implementation in which the duration of the second maintenance at the temperature TP is non-zero (therefore presence of a second maintenance at the temperature TP), the first drop in temperature is carried out at a speed between 0.1°C/min and 6,000°C/min, preferably between 1°C/min and 10°C/min, preferably between 2°C/min and 10°C/min, the duration of the second hold at the temperature TP being between 1 minute to 48 hours, preferably between 10 minutes and 300 minutes, preferably between 30 minutes and 90 minutes, said duration being chosen to allow the alloy to transform into a state in which it has at least 25% AuCuI ordered phase for less than 75% (AuCu)α phase, preferably at least 60% AuCuI ordered phase for less than 40% (AuCu)α phase, preferably at least 95% AuCuI ordered phase for less than 5% of (AuCu)α phase, and more preferably at least 99% of AuCuI ordered phase for less than 1% of (AuCu)α phase. The speed of the second temperature drop may be equal to or greater than that of the first temperature drop, preferably between 20°C/min and 6000°C/min.
[0032] Selon une première variante, la première descente est suivie immédiatement du deuxième maintien à la température TP comme représenté sur la figure 3, la première descente en température s'effectuant depuis la température TR jusqu'à la température TP, selon la courbe de température CE, directement et immédiatement suivie du deuxième maintien à la température TP selon la courbe EF directement et immédiatement suivi de la deuxième descente en température selon la courbe FD. La vitesse de la deuxième descente en température peut être égale ou supérieure à celle de la première descente en température préférentiellement entre 20°C/min et 6000°C/min, préférentiellement comprise entre 20°C/min et 100°C/min. Le traitement thermique ne comprend aucune remontée en température entre C et D avant d'atteindre la température de 25°C et notamment après le deuxième maintien à la température TP selon la courbe EF. According to a first variant, the first descent is immediately followed by the second maintenance at the temperature TP as shown in Figure 3, the first descent in temperature taking place from the temperature TR to the temperature TP, according to the curve temperature CE, directly and immediately followed by the second maintenance at the temperature TP according to the curve EF directly and immediately followed by the second drop in temperature according to the curve FD. The speed of the second temperature drop may be equal to or greater than that of the first temperature drop, preferably between 20°C/min and 6000°C/min, preferably between 20°C/min and 100°C/min. The heat treatment does not include any rise in temperature between C and D before reaching the temperature of 25°C and in particular after the second maintenance at the temperature TP according to the EF curve.
[0033] Selon une autre variante, la première descente est suivie ultérieurement du deuxième maintien à la température TP comme représenté sur la figure 4, la pièce pouvant rester ainsi un certain temps à 25°C avant d'appliquer ultérieurement le deuxième maintien à la température TP selon la courbe EF, la première descente en température s'effectuant depuis la température TR jusqu'à la température ambiante de 25°C, selon la courbe de température CG, une deuxième montée en température jusqu'à la température TP étant ensuite prévue selon la courbe HE, suivie directement et immédiatement du deuxième maintien à la température TP directement et immédiatement suivi de la deuxième descente en température. Le traitement thermique ne comprend aucune remontée en température entre C et G avant d'atteindre la température de 25°C une première fois. La vitesse de la deuxième descente en température peut être égale ou supérieure à celle de la première descente en température, par exemple comprise entre 20°C/min et 100°C/min. [0033] According to another variant, the first descent is subsequently followed by the second maintenance at the temperature TP as shown in FIG. 4, the part thus being able to remain for a certain time at 25°C before subsequently applying the second maintenance at the temperature TP. temperature TP according to the EF curve, the first temperature drop taking place from the TR temperature to the ambient temperature of 25°C, according to the CG temperature curve, a second temperature rise to the TP temperature then being planned according to the HE curve, followed directly and immediately by the second maintenance at the TP temperature directly and immediately followed by the second temperature drop. The heat treatment does not include any rise in temperature between C and G before reaching the temperature of 25°C for the first time. The speed of the second temperature drop may be equal to or greater than that of the first temperature drop, for example between 20°C/min and 100°C/min.
[0034] Il est précisé que quel que soit le mode de mise en oeuvre du traitement thermique utilisé, le traitement thermique ne comprend aucune remontée en température tant que la température ambiante à 25°C n'a pas été atteinte une première fois. Après le premier maintien à la température TR, la température descend de manière ininterrompue depuis la température TR jusqu'à ce que la température ambiante de 25°C soit atteinte une première fois, en pouvant toutefois être constante sur une certaine période comme décrit ci-dessus en relation avec la figure 3, mais sans aucune remontée en température tant que la température ambiante à 25°C n'a pas été atteinte une première fois. [0034] It is specified that whatever the mode of implementation of the heat treatment used, the heat treatment does not include any rise in temperature until the ambient temperature of 25° C. has not been reached for the first time. After the first maintenance at the temperature TR, the temperature drops continuously from the temperature TR until the ambient temperature of 25°C is reached for the first time, although it can be constant over a certain period as described below. above in relation to Figure 3, but without any rise in temperature until the ambient temperature of 25°C has not been reached for the first time.
[0035] Quel que soit le mode de mise en oeuvre du traitement thermique utilisé, la première montée en température à la température TR selon la courbe de température AB s'effectue de préférence à une vitesse supérieure à 20°C/min, et plus préférentiellement à une vitesse supérieure ou égale à 30°C/min. De préférence, la première montée en température à la température TR selon la courbe de température AB s'effectue à la vitesse de 30°C/min. Whatever the mode of implementation of the heat treatment used, the first rise in temperature to the temperature TR according to the temperature curve AB is preferably carried out at a speed greater than 20°C/min, and more preferably at a speed greater than or equal to 30°C/min. Preferably, the first rise in temperature to the temperature TR according to the temperature curve AB is carried out at a speed of 30°C/min.
[0036] De même, la deuxième montée en température à la température TP selon la courbe de température HE s'effectue de préférence à une vitesse supérieure à 20°C/min, et plus préférentiellement à une vitesse supérieure ou égale à 30°C/min. De préférence, la deuxième montée en température à la température TP selon la courbe de température HE s'effectue à la vitesse de 30°C/min. Likewise, the second rise in temperature to the temperature TP according to the temperature curve HE is preferably carried out at a speed greater than 20°C/min, and more preferably at a speed greater than or equal to 30°C /min. Preferably, the second temperature rise to the temperature TP according to the HE temperature curve is carried out at a speed of 30°C/min.
[0037] Quel que soit le mode de mise en oeuvre du traitement thermique utilisé, la température TR est supérieure d'au moins 1°C, de préférence d'au moins 10°C, de préférence d'au moins 50°C, à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCul, et inférieure d'au moins 1°C, de préférence d'au moins 10°C, de préférence d'au moins 50°C à la température de fusion de l'alliage. Par exemple pour des alliages 2N/3N/4N/5N/6N comprenant 75% en poids d'or, du cuivre et de l'argent tels que définis dans le tableau I, la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI TTP se situe globalement autour de 350°C (entre 340°C et 360°C) selon la teneur en argent, et la température de fusion est d'environ 890°C. De ce fait, pour ce type d'alliages, la température TR peut être comprise entre 400°C et 840°C. De préférence pour ce type d'alliages, la température TR est de l'ordre de 450°C à 500°C. Whatever the mode of implementation of the heat treatment used, the temperature TR is higher by at least 1°C, preferably by at least 10°C, preferably by at least 50°C, at the phase transition temperature (AuCu)α / AuCul, and lower by at least 1°C, preferably by at least 10°C, preferably by at least 50°C at the melting temperature of the 'alloy. For example for 2N/3N/4N/5N/6N alloys comprising 75% by weight of gold, copper and silver as defined in Table I, the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI TTP is generally around 350°C (between 340°C and 360°C) depending on the silver content, and the melting temperature is around 890°C. Therefore, for this type of alloy, the temperature TR can be between 400°C and 840°C. Preferably for this type of alloy, the temperature TR is of the order of 450°C to 500°C.
[0038] Il est bien évident que l'homme du métier adaptera la gamme de température TR en fonction de la composition de l'alliage utilisé. Par exemple, pour un alliage comprenant 75% en poids d'or, du cuivre et du platine, tel que l'alliage Au750/Cu225/Pt25, la température de transition de phase est d'environ 420°C, et la température de fusion est d'environ 900°C, de sorte que la température TR peut être comprise entre 470°C et 850°C . [0038] It is obvious that those skilled in the art will adapt the temperature range TR according to the composition of the alloy used. For example, for an alloy comprising 75% by weight of gold, copper and platinum, such as the Au750/Cu225/Pt25 alloy, the phase transition temperature is approximately 420°C, and the temperature of melting is around 900°C, so that the temperature TR can be between 470°C and 850°C.
[0039] La durée du premier maintien à la température TR selon la courbe de température BC est choisie pour permettre la relaxation des contraintes résiduelles de la phase (AuCu)α dans laquelle se trouve l'alliage, notamment à l'issue la fabrication de la pièce massive par un affineur. Cette phase de relaxation doit cependant ne pas être trop longue afin de ne pas entraîner une augmentation de la taille de grain. Il s'agit donc de trouver un compromis entre cet effet néfaste et la relaxation de la contrainte. La durée du premier maintien à la température TR selon la courbe de température BC est de préférence de 60 minutes. Pour un alliage 5N tel que défini ci-dessus, la durée du premier maintien BC est de préférence de 60 minutes à la température de 450°C. [0039] The duration of the first maintenance at the temperature TR according to the temperature curve BC is chosen to allow the relaxation of the residual stresses of the (AuCu)α phase in which the alloy is located, in particular after the manufacture of the massive piece by a refiner. This relaxation phase must, however, not be too long so as not to cause an increase in grain size. It is therefore a question of finding a compromise between this harmful effect and the relaxation of the constraint. The duration of the first maintenance at the temperature TR according to the temperature curve BC is preferably 60 minutes. For a 5N alloy as defined above, the duration of the first hold BC is preferably 60 minutes at a temperature of 450°C.
[0040] L'alliage dans lequel les contraintes résiduelles sont entièrement relaxées est ensuite refroidi selon la courbe de température CD à une vitesse suffisamment lente et de façon homogène, inférieure à 6 000°C/min, afin de ne pas induire de gradient thermique à l'intérieur de la pièce susceptible de recréer des contraintes et engendrer des déformation lors de la transformation de la phase (AuCu)α en phase AuCuI. Au cours de cette transformation de phase, la dureté de l'alliage augmente progressivement jusqu'à atteindre son maximum qui est d'environ 300 HV pour un alliage 5N tel que défini ci-dessus. Les méthodes d'essais de dureté Vickers sont définies selon la norme ISO 6507. [0040] The alloy in which the residual stresses are completely relaxed is then cooled according to the temperature curve CD at a sufficiently slow and homogeneous speed, less than 6,000°C/min, so as not to induce a thermal gradient. inside the part likely to recreate stresses and cause deformation during the transformation of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase. During this phase transformation, the hardness of the alloy gradually increases until reaching its maximum which is approximately 300 HV for a 5N alloy as defined above. Vickers hardness testing methods are defined according to ISO 6507.
[0041] L'étape c) permet avantageusement de stabiliser et de conserver la géométrie que la pièce a au moment de la mise en oeuvre de l'étape c). Notamment la planéité et la circularité de la pièce sont préservées lors de la mise en oeuvre de l'étape c). [0041] Step c) advantageously makes it possible to stabilize and maintain the geometry that the part has at the time of implementation of step c). In particular, the flatness and circularity of the part are preserved during the implementation of step c).
[0042] De plus, il se produit lors de la transformation de la phase (AuCu)α en phase AuCuI une diminution des dimensions de la pièce mais cette diminution, vraisemblablement liée au changement de volume de la maille cristallographique, se produit très avantageusement de manière maitrisée, en étant très répétable et reproductible, quelle que soit la forme de la pièce pour un alliage donné, comme cela sera détaillé dans les exemples ci-dessous. [0042] Furthermore, during the transformation of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase a reduction in the dimensions of the part occurs but this reduction, probably linked to the change in volume of the crystallographic mesh, occurs very advantageously from controlled manner, being very repeatable and reproducible, whatever the shape of the part for a given alloy, as will be detailed in the examples below.
[0043] A cet effet, le traitement thermique mis en oeuvre dans l'étape c) du procédé de l'invention est choisi pour obtenir une transformation d'au moins 25%, préférentiellement d'au moins 60%, plus préférentiellement d'au moins 95%, et plus préférentiellement d'au moins 99%, de la phase (AuCu)α désordonnée en phase AuCuI ordonnée, parfaitement stable thermodynamiquement en dessous de la température TTP de transition de phase, afin d'obtenir des variations dimensionnelles au cours du procédé de fabrication maitrisées et acceptables dans les domaines horloger et bijoutier. [0043] For this purpose, the heat treatment implemented in step c) of the process of the invention is chosen to obtain a transformation of at least 25%, preferably at least 60%, more preferably of at least 95%, and more preferably at least 99%, of the disordered (AuCu)α phase in ordered AuCuI phase, perfectly thermodynamically stable below the phase transition temperature TTP, in order to obtain dimensional variations at course of the manufacturing process controlled and acceptable in the watchmaking and jewelry fields.
[0044] Ainsi, par exemple, la pièce dont l'alliage à base d'or 18K et de cuivre comprend au moins 95% de phase AuCuI pour moins de 5% de phase (AuCu)α obtenue après la mise en oeuvre de l'étape c), est l'homothétique de la pièce sous la phase (AuCu)α avant la mise en oeuvre de l'étape c), le rapport d'homothétie étant répétable et uniquement lié à l'alliage or/cuivre utilisé et au taux de transformation choisi. Par exemple, pour un alliage or/cuivre 5N tel que défini ci-dessus, le retrait est d'environ 0.19% pour une transformation à 95%, ce retrait étant constant pour un taux de transformation à 95% et donc répétable quelle que soit la forme de la pièce. Dans cet état, même si les dimensions continuent légèrement à diminuer lorsque la pièce est réexposée une ou deux fois à une température inférieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCul, tout en conservant sa géométrie, ces dernières variations dimensionnelles sont de l'ordre de quelques microns, qui sont des valeurs de variation très acceptables dans les domaines horloger et bijoutier. [0044] Thus, for example, the part whose alloy based on 18K gold and copper comprises at least 95% of AuCuI phase for less than 5% of (AuCu)α phase obtained after the implementation of the step c), is the homothetic of the part under the (AuCu)α phase before the implementation of step c), the homothetic ratio being repeatable and only linked to the gold/copper alloy used and at the chosen transformation rate. For example, for a 5N gold/copper alloy as defined above, the shrinkage is approximately 0.19% for a 95% transformation, this shrinkage being constant for a 95% transformation rate and therefore repeatable whatever the the shape of the room. In this state, even if the dimensions continue to decrease slightly when the part is re-exposed once or twice to a temperature lower than the phase transition temperature TTP (AuCu)α / AuCul, while retaining its geometry, these latter dimensional variations are of the order of a few microns, which are very acceptable variation values in the watchmaking and jewelry fields.
[0045] De plus, d'une manière particulièrement avantageuse, le traitement thermique mis en oeuvre dans l'étape c) du procédé de l'invention est choisi pour obtenir une pièce dans un alliage à base d'or 18K et de cuivre dans un état dans lequel il possède au moins 99% de phase ordonnée AuCuI stable, pour moins de 1% de phase désordonnée (AuCu)α, afin de stabiliser les dimensions de la pièce, une fois ses dimensions modifiées suite au changement de phase (AuCu)α / AuCuI. Par exemple, pour un alliage or/cuivre 5N tel que défini ci-dessus, le retrait est d'environ 0.20% pour une transformation à 99%, ce retrait étant constant pour un taux de transformation à 99% et donc répétable quelle que soit la forme de la pièce. Pour les alliages or/cuivre définis dans le tableau I, on observe que le retrait est d'autant plus important que l'alliage est concentré en cuivre. [0045] Furthermore, in a particularly advantageous manner, the heat treatment implemented in step c) of the process of the invention is chosen to obtain a part in an alloy based on 18K gold and copper in a state in which it has at least 99% of stable AuCuI ordered phase, for less than 1% of disordered phase (AuCu)α, in order to stabilize the dimensions of the part, once its dimensions have been modified following the phase change (AuCu )α / AuCuI. For example, for a 5N gold/copper alloy as defined above, the shrinkage is approximately 0.20% for a 99% transformation, this shrinkage being constant for a 99% transformation rate and therefore repeatable whatever the the shape of the room. For the gold/copper alloys defined in Table I, we observe that the shrinkage is all the more significant as the alloy is concentrated in copper.
[0046] De plus, ce retrait reste fixe, les dimensions de ladite pièce ne subissant plus de modification même si la pièce est réexposée plusieurs fois à une température inférieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. [0046] Furthermore, this shrinkage remains fixed, the dimensions of said part no longer undergoing modification even if the part is reexposed several times at a temperature lower than the phase transition temperature TTP (AuCu)α / AuCuI.
[0047] Ce traitement thermique permettant une stabilisation maximisée de la phase AuCuI peut s'appliquer selon les différents modes de mise en oeuvre du traitement thermique décrits plus spécifiquement ci-dessus en relation avec leurs figures respectives 2 à 4. This heat treatment allowing maximized stabilization of the AuCuI phase can be applied according to the different modes of implementing the heat treatment described more specifically above in relation to their respective figures 2 to 4.
[0048] Par exemple, un traitement thermique constitué d'une montée en température à 30°C/min suivie d'un maintien à 450°C pendant 60 minutes, suivi d'une descente en température continue à une vitesse de 2°C/min jusqu'à la température ambiante de 25°C, comme représenté sur la figure 2, permet d'obtenir une pièce dans un alliage à base d'or et de cuivre 5N tel que défini ci-dessus comprenant au moins 95% de phase ordonnée AuCuI stable pour moins de 5% de phase désordonnée (AuCu)α. Dans cet état, on observe, une fois les dimensions modifiées suite au changement de phase (AuCu)α / AuCuI, une légère diminution (quelques microns) des dimensions de la pièce lorsqu'elle est réexposée une première fois à une température inférieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI, puis une nouvelle diminution d'une valeur moindre des dimensions lorsque la pièce est réexposée une deuxième fois à une température inférieure à la température TTP. Toutefois, ces diminutions de dimensions conviennent au domaine de l'horlogerie et de la bijouterie, la géométrie de la pièce étant conservée. [0048] For example, a heat treatment consisting of a rise in temperature at 30°C/min followed by maintaining it at 450°C for 60 minutes, followed by a continuous drop in temperature at a speed of 2°C /min up to the ambient temperature of 25°C, as shown in Figure 2, makes it possible to obtain a part in an alloy based on gold and 5N copper as defined above comprising at least 95% of Stable AuCuI ordered phase for less than 5% disordered phase (AuCu)α. In this state, once the dimensions have been modified following the phase change (AuCu)α / AuCuI, we observe a slight reduction (a few microns) in the dimensions of the part when it is re-exposed for the first time at a temperature lower than the phase transition temperature TTP (AuCu)α / AuCuI, then a further decrease of a lesser value of the dimensions when the part is re-exposed a second time at a temperature lower than the TTP temperature. However, these reductions in dimensions are suitable for the field of watchmaking and jewelry, the geometry of the part being preserved.
[0049] Un traitement thermique similaire mais avec une descente en température continue à une vitesse inférieure à 1°C/min, par exemple de 0.5°C/min, jusqu'à la température ambiante de 25°C, comme représenté sur la figure 2, permet d'obtenir une pièce dans un alliage à base d'or et de cuivre 5N tel que défini ci-dessus comprenant 99% de phase ordonnée AuCuI stable pour 1% de phase désordonnée (AuCu)α. Dans cet état, la géométrie et les dimensions de la pièce traitées selon l'étape c) sont parfaitement stables, une fois les dimensions modifiées suite au changement de phase (AuCu)α / AuCuI, aucune variation de dimensions n'étant observée lorsque la pièce est réexposée à une température inférieure à la température TTP. [0049] A similar heat treatment but with a continuous drop in temperature at a speed of less than 1°C/min, for example 0.5°C/min, up to the ambient temperature of 25°C, as shown in the figure 2, makes it possible to obtain a part in an alloy based on gold and 5N copper as defined above comprising 99% of stable AuCuI ordered phase for 1% of disordered phase (AuCu)α. In this state, the geometry and dimensions of the part treated according to step c) are perfectly stable, once the dimensions have been modified following the phase change (AuCu)α / AuCuI, no variation in dimensions being observed when the room is re-exposed to a temperature below the TTP temperature.
[0050] Pour les modes de mise en oeuvre du traitement thermique avec une première descente en température à une vitesse comprise entre 2°C/min et 6 000°C/min avec un deuxième maintien à la température TP selon les figures 3 ou 4, la durée dudit deuxième maintien à la température TP selon la courbe EF sera d'autant augmentée que la première descente est rapide afin d'obtenir une transformation d'au moins 25%, préférentiellement d'au moins 60%, plus préférentiellement d'au moins 95%,et plus préférentiellement d'au moins 99%, de la phase (AuCu)α en AuCuI. [0050] For the modes of implementing the heat treatment with a first drop in temperature at a speed of between 2°C/min and 6,000°C/min with a second maintenance at the temperature TP according to Figures 3 or 4 , the duration of said second maintenance at the temperature TP according to the curve EF will be increased as much as the first descent is rapid in order to obtain a transformation of at least 25%, preferably at least 60%, more preferably of at least 95%, and more preferably at least 99%, of the (AuCu)α phase in AuCuI.
[0051] Pour un alliage à base d'or et de cuivre 5N tel que défini ci-dessus, on pourra par exemple appliquer un traitement thermique constitué d'une montée en température AB à 30°C/min suivie du premier maintien BC à la température TR égale à 450°C pendant 60 minutes, suivi de la première descente en température CE à une vitesse de 2°C/min jusqu'à la température TP de 250°C, suivie du deuxième maintien EF à 250°C pendant 60 minutes, suivi de la deuxième descente en température FD jusqu'à la température ambiante de 25°C à une vitesse de 20°C/min, comme représenté sur la figure 3. [0051] For an alloy based on gold and 5N copper as defined above, we could for example apply a heat treatment consisting of a rise in temperature AB to 30°C/min followed by the first maintenance BC at the temperature TR equal to 450°C for 60 minutes, followed by the first descent in temperature CE at a speed of 2°C/min up to the temperature TP of 250°C, followed by the second maintenance EF at 250°C for 60 minutes, followed by the second FD temperature drop to ambient temperature of 25°C at a speed of 20°C/min, as shown in Figure 3.
[0052] Pour un alliage à base d'or et de cuivre 5N tel que défini ci-dessus, on pourra aussi par exemple appliquer un traitement thermique constitué d'une montée en température AB à 30°C/min suivie du premier maintien BC à la température TR égale à 450°C pendant 60 minutes, suivi de la première descente en température CG à une vitesse de 20°C/min jusqu'à la température ambiante de 25°C, suivie ultérieurement de la deuxième montée en température HE à 30°C/min, suivie du deuxième maintien EF à 250°C pendant 60 minutes, suivi de la deuxième descente en température FD jusqu'à la température ambiante de 25°C à une vitesse de 20°C/min, comme représenté sur la figure 4. [0052] For an alloy based on gold and 5N copper as defined above, it is also possible, for example, to apply a heat treatment consisting of a rise in temperature AB to 30°C/min followed by the first maintenance BC at the TR temperature equal to 450°C for 60 minutes, followed by the first drop in CG temperature at a speed of 20°C/min to the ambient temperature of 25°C, followed subsequently by the second rise in HE temperature at 30°C/min, followed by the second EF hold at 250°C for 60 minutes, followed by the second FD temperature ramp down to room temperature of 25°C at a rate of 20°C/min, as shown in Figure 4.
[0053] Plus globalement, un traitement thermique avec une descente en température continue à une vitesse de l'ordre de 0.1°C/min à 1°C/min jusqu'à la température ambiante de 25°C, comme représenté sur la figure 2, et un traitement thermique comprenant une première descente en température comprise entre 2°C/min et 6 000°C/min, de façon homogène, et un deuxième maintien à la température TP pendant un temps suffisant comme représenté sur les figures 3 et 4, permettent d'obtenir très avantageusement une stabilisation maximisée de la phase AuCul, la pièce, notamment dans un alliage à base d'or et de cuivre 5N tel que défini ci-dessus, obtenue comprenant alors au moins 99% de phase ordonnée AuCuI stable pour moins de 1% de phase désordonnée (AuCu)α. Dans cet état, la géométrie et les dimensions de la pièce traitée selon l'étape c) sont parfaitement stables, une fois les dimensions modifiées suite au changement de phase (AuCu)α / AuCuI, aucune variation de dimensions n'étant observée lorsque la pièce est réexposée à une température inférieure à la température TTP. [0053] More generally, a heat treatment with a continuous drop in temperature at a speed of the order of 0.1°C/min to 1°C/min up to the ambient temperature of 25°C, as shown in the figure 2, and a heat treatment comprising a first temperature drop of between 2°C/min and 6,000°C/min, in a homogeneous manner, and a second maintenance at the temperature TP for a sufficient time as shown in Figures 3 and 4, make it possible to very advantageously obtain maximized stabilization of the AuCul phase, the part, in particular in an alloy based on gold and 5N copper as defined above, obtained then comprising at least 99% of ordered AuCuI phase stable for less than 1% of disordered phase (AuCu)α. In this state, the geometry and dimensions of the part treated according to step c) are perfectly stable, once the dimensions have been modified following the phase change (AuCu)α / AuCuI, no variation in dimensions being observed when the room is re-exposed to a temperature below the TTP temperature.
[0054] Ainsi, quel que soit le mode de mise en oeuvre du traitement thermique utilisé, la stabilisation maximisée de la phase AuCuI permet de garantir une excellente stabilité des dimensions de la pièce obtenues après la diminution des dimensions liée au changement de phase, lorsque la pièce est exposée à une température inférieure à de la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. [0054] Thus, whatever the mode of implementation of the heat treatment used, the maximized stabilization of the AuCuI phase makes it possible to guarantee excellent stability of the dimensions of the part obtained after the reduction in dimensions linked to the phase change, when the part is exposed to a temperature lower than the TTP phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI.
[0055] La phase AuCuI étant parfaitement stable à une température inférieure à la température de transition de phase qui se situe en dessous de 350°C pour l'alliage 5N tel que défini ci-dessus, la pièce conservera une géométrie, des propriétés, une microstructure et une esthétique intacte lors d'une exposition courte ou prolongée à une température inférieure à cette valeur. [0055] The AuCuI phase being perfectly stable at a temperature below the phase transition temperature which is below 350°C for the 5N alloy as defined above, the part will retain a geometry, properties, microstructure and aesthetics intact during short or prolonged exposure to a temperature below this value.
[0056] De plus, la phase AuCuI possède une dureté d'environ 300HV par rapport à celle de la phase (AuCu)α qui est de 165HV. Cela contribue donc à améliorer la vie du composant fabriqué en augmentant sa résistance aux rayures. [0056] In addition, the AuCuI phase has a hardness of approximately 300HV compared to that of the (AuCu)α phase which is 165HV. This therefore helps to improve the life of the manufactured component by increasing its resistance to scratches.
[0057] De plus, la mise en oeuvre de l'étape c) du procédé de l'invention permet d'améliorer les propriétés mécaniques du matériau, telles que la limite d'élasticité qui se trouve très fortement augmentée par rapport à un durcissement standard à 300°C, tant en conservant une ductilité très acceptable, comme cela sera démontré dans les exemples ci-dessous. Sans être lié par la théorie, cela peut s'expliquer par le fait que l'alliage traité selon l'étape c) présente une microstructure plus fine qui semble mieux s'accommoder à la déformation. [0057] Furthermore, the implementation of step c) of the process of the invention makes it possible to improve the mechanical properties of the material, such as the elastic limit which is very significantly increased compared to hardening. standard at 300°C, while maintaining very acceptable ductility, as will be demonstrated in the examples below. Without being bound by theory, this can be explained by the fact that the alloy treated according to step c) has a finer microstructure which seems to better accommodate deformation.
[0058] Ainsi, le procédé de l'invention permet de garantir un durcissement de l'alliage or 18K/cuivre sans déformation de la géométrie que la pièce avait avant la mise en oeuvre de l'étape c), tout en maitrisant les variantes dimensionnelles de la pièce qui sont propres à un alliage, indépendamment de la forme de la pièce, notamment lors d'une réexposition à température inférieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. Le procédé de fabrication selon l'invention permet donc avantageusement de durcir des pièces et d'améliorer les propriétés mécaniques de l'alliage, telles que la limite d'élasticité tant en conservant une ductilité très acceptable, sans engendrer de déformations non maitrisée. [0058] Thus, the process of the invention makes it possible to guarantee hardening of the 18K gold/copper alloy without deformation of the geometry that the part had before the implementation of step c), while controlling the variants dimensions of the part which are specific to an alloy, independently of the shape of the part, in particular during re-exposure at a temperature below the phase transition temperature TTP (AuCu)α / AuCuI. The manufacturing process according to the invention therefore advantageously makes it possible to harden parts and improve the mechanical properties of the alloy, such as the elastic limit while maintaining a very acceptable ductility, without generating uncontrolled deformations.
[0059] Par conséquent, pour un alliage donné, il est facile d'anticiper les variantes dimensionnelles de la pièce après la mise en oeuvre de l'étape c) en donnant à la pièce avant la mise en oeuvre de l'étape c) les surcotes nécessaires pour obtenir une pièce durcie non déformée et présentant les bonnes dimensions, ce qui permet de garantir le respect des tolérances de fabrication imposées dans les domaines de l'horlogerie et de la bijouterie. Consequently, for a given alloy, it is easy to anticipate the dimensional variations of the part after the implementation of step c) by giving the part before the implementation of step c) the extra dimensions necessary to obtain a hardened part that is not deformed and has the correct dimensions, which makes it possible to guarantee compliance with the manufacturing tolerances imposed in the fields of watchmaking and jewelry.
[0060] A cet effet, le procédé de l'invention peut comprendre une étape préliminaire de mesure des variations dimensionnelles d'un échantillon réalisé dans l'alliage métallique utilisé, ledit échantillon étant soumis à un traitement thermique selon l'étape c), la pièce fournie à l'étape a) étant dimensionnée pour prendre en compte lesdites variations dimensionnelles mesurées à l'étape préliminaire par rapport aux dimensions du composant horloger ou de bijouterie à fabriquer. [0060] For this purpose, the method of the invention may comprise a preliminary step of measuring the dimensional variations of a sample made from the metal alloy used, said sample being subjected to a heat treatment according to step c), the part supplied in step a) being sized to take into account said dimensional variations measured in the preliminary step in relation to the dimensions of the watch or jewelry component to be manufactured.
[0061] On utilisera de préférence un procédé de fabrication dans lequel le traitement thermique est mis en oeuvre pour transformer au moins 99% de la phase (AuCu)α en AuCuI afin de garantir un durcissement de l'alliage or 18K/cuivre sans déformation de la géométrie que la pièce avait avant la mise en oeuvre de l'étape c), tout en ayant une parfaite stabilité des dimensions permettant de garantir une stabilité des cotes lors d'un prochain traitement thermique à une température inférieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. De ce fait, seule la diminution des dimensions liée au changement de phase (AuCu)α / AuCuI est à prendre en considération pour les surcotes. [0061] A manufacturing process will preferably be used in which the heat treatment is carried out to transform at least 99% of the (AuCu)α phase into AuCuI in order to guarantee hardening of the 18K gold/copper alloy without deformation. of the geometry that the part had before the implementation of step c), while having perfect stability of the dimensions making it possible to guarantee stability of the dimensions during a next heat treatment at a temperature lower than the TTP temperature of phase transition (AuCu)α / AuCuI. As a result, only the reduction in dimensions linked to the phase change (AuCu)α / AuCuI must be taken into consideration for the surges.
[0062] Par ailleurs, une exposition de la pièce traitée selon l'étape c) à une température supérieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI engendre la formation de la phase (AuCu)α, la pièce recouvrant alors ses dimensions d'avant la stabilisation. Une nouvelle exposition au traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) permet de recouvrer les dimensions de la pièce d'après la première stabilisation, sans jamais dégrader sa géométrie. Cela montre que la transformation est parfaitement réversible. Le procédé de l'invention permet donc avantageusement de garantir que, après un traitement thermique à une température supérieure à la température TTP de transition de phase (AuCu)α / AuCuI suivi d'une exposition à un deuxième traitement thermique de stabilisation selon l'étape c), la pièce recouvre les dimensions qu'on lui a données antérieurement après la première exposition au traitement thermique de stabilisation selon l'étape c). [0062] Furthermore, exposure of the part treated according to step c) to a temperature higher than the phase transition temperature TTP (AuCu)α / AuCuI generates the formation of the phase (AuCu)α, the part covering then its dimensions before stabilization. A new exposure to the stabilization heat treatment according to step c) makes it possible to recover the dimensions of the part according to the first stabilization, without ever degrading its geometry. This shows that the transformation is perfectly reversible. The method of the invention therefore advantageously makes it possible to guarantee that, after a heat treatment at a temperature higher than the phase transition temperature TTP (AuCu)α / AuCuI followed by exposure to a second stabilization heat treatment according to the step c), the part recovers the dimensions given to it previously after the first exposure to the stabilization heat treatment according to step c).
[0063] Là encore, on utilisera de préférence un procédé de fabrication dans lequel le traitement thermique est mis en oeuvre pour transformer au moins 99% de la phase (AuCu)α en AuCuI afin de garantir une parfaite stabilité des dimensions permettant de garantir une stabilité des cotes. De ce fait, seule la diminution des dimensions liée au changement de phase (AuCu)α / AuCuI est à prendre en considération pour les surcotes. [0063] Here again, a manufacturing process will preferably be used in which the heat treatment is carried out to transform at least 99% of the (AuCu)α phase into AuCuI in order to guarantee perfect stability of the dimensions making it possible to guarantee a stability of ratings. As a result, only the reduction in dimensions linked to the phase change (AuCu)α / AuCuI must be taken into consideration for the surges.
[0064] Une ou plusieurs étapes c) telles que décrites ci-dessus peuvent être mises en oeuvre au cours du procédé de fabrication du composant horloger ou de bijouterie, notamment selon la nature de la pièce fournie à l'étape a), selon les opérations de fabrication mises en oeuvre au cours de l'étape b) et selon le moment pour lequel on recherche une stabilisation de l'alliage au cours du procédé de fabrication. One or more steps c) as described above can be implemented during the process of manufacturing the watch or jewelry component, in particular depending on the nature of the part supplied in step a), according to the manufacturing operations implemented during step b) and depending on the moment for which stabilization of the alloy is sought during the manufacturing process.
[0065] D'une manière avantageuse, l'étape c) peut être mise en oeuvre avant l'étape b), par exemple si on souhaite avoir un alliage stabilisé pour le stockage des pièces sous la forme de pièces massives ou pour stabiliser la pièce au plus tôt, notamment lorsqu'elle est livrée déjà sous forme d'ébauche, avant de commencer les opérations de fabrication selon l'étape b). Cela permet d'avoir des pièces en alliage à base d'or 18K et de cuivre dont les dimensions restent stables au cours du stockage des pièces par exemple. [0065] Advantageously, step c) can be implemented before step b), for example if it is desired to have a stabilized alloy for the storage of parts in the form of massive parts or to stabilize the part as soon as possible, particularly when it is already delivered in rough form, before starting manufacturing operations according to step b). This makes it possible to have alloy parts based on 18K gold and copper whose dimensions remain stable during the storage of the parts, for example.
[0066] D'une manière avantageuse, au moins une étape c) peut être mise en oeuvre pendant l'étape b). L'étape c) pourra être généralement mise en oeuvre à tout moment pendant l'étape b). De préférence, l'étape c) est mise en oeuvre après avoir réalisé toutes les opérations de fabrication qui nécessitent une faible dureté. [0066] Advantageously, at least one step c) can be implemented during step b). Step c) can generally be implemented at any time during step b). Preferably, step c) is implemented after having carried out all the manufacturing operations which require low hardness.
[0067] Notamment, une étape c) peut être mise en oeuvre pendant l'étape b) avant de soumettre la pièce à une opération de fabrication s'effectuant à une température inférieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCul, telle qu'un lavage ou un collage. Si toutes les opérations de fabrication s'effectuent à une température inférieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCul, alors il suffit de mettre en oeuvre une seule étape c) au plus tôt de l'étape b). [0067] In particular, step c) can be implemented during step b) before subjecting the part to a manufacturing operation carried out at a temperature lower than the phase transition temperature (AuCu)α / AuCul , such as washing or gluing. If all the manufacturing operations are carried out at a temperature lower than the phase transition temperature (AuCu)α / AuCul, then it is sufficient to implement a single step c) at the earliest of step b).
[0068] La transition de phase modifie fortement l'état de surface de sorte que si celle-ci est polie avant la transformation, une rugosité de surface sous forme d'une peau d'orange apparaitra en raison du soulèvement de la microstructure lors de la formation de la martensite dans les grains austénitiques. Réaliser le polissage sur une matière stabilisée selon l'étape c) permet de ne pas avoir de modification d'état de surface lors d'une remontée en température. Notamment, on n'observe aucun effet peau d'orange lors d'un repassage au four en dessous de la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI, étant donné que la microstructure a été stabilisée en amont. De même, lors d'un collage à chaud (180°C) par exemple, il apparaît clairement une rugosité sur la surface de la pièce non stabilisé alors que les problématiques de déformations et de peau d'orange au collage sont évitées avec une pièce stabilisée selon l'étape c). [0068] The phase transition strongly modifies the surface state so that if it is polished before the transformation, a surface roughness in the form of an orange peel will appear due to the lifting of the microstructure during the formation of martensite in austenitic grains. Carrying out the polishing on a material stabilized according to step c) ensures that there is no change in surface condition when the temperature rises. Notably, no orange peel effect is observed when ironing in the oven below the (AuCu)α/AuCuI phase transition temperature, given that the microstructure has been stabilized upstream. Likewise, during hot gluing (180°C) for example, a roughness clearly appears on the surface of the unstabilized part while the problems of deformation and orange peel during gluing are avoided with a part stabilized according to step c).
[0069] Selon les opérations de fabrication, une première étape c) est mise en oeuvre avant l'étape b), et l'étape b) comprend, par exemple après des opérations d'usinage, une opération de fabrication s'effectuant à une température supérieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI, alors une deuxième étape c) est mise en oeuvre directement après ladite opération de fabrication. Un tel mode de réalisation peut être utilisé lorsque l'opération de fabrication est un sertissage ou un brasage. [0069] According to the manufacturing operations, a first step c) is implemented before step b), and step b) comprises, for example after machining operations, a manufacturing operation carried out at a temperature higher than the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI, then a second step c) is implemented directly after said manufacturing operation. Such an embodiment can be used when the manufacturing operation is crimping or brazing.
[0070] Plus particulièrement, en référence à la figure 5, une première étape c) est mise en oeuvre avant l'étape b), par exemple après la réception d'une pièce fournie selon l'étape a) dans état recuit à 650°C puis trempé à l'eau selon la courbe de température R, et possédant une géométrie donnée, la première étape c) réalisée selon la courbe de température TMM permettant d'obtenir une transformation maîtrisée maximisée de l'alliage pour donner une pièce stabilisée qui est une réduction homothétique contrôlée et connue de la pièce fournie, et l'étape b) comprend, par exemple après des opérations d'usinage de la pièce stabilisée, une opération de brasage réalisée selon la courbe de température B, qui détransforme la matière, la pièce se retrouvant dans une forme proche de la forme réceptionnée, alors une deuxième étape c) réalisée selon la courbe de température TMM est mise en oeuvre directement après l'opération de brasage. Le deuxième traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) permet de redurcir la pièce et de recouvrer, après le brasage, les dimensions de la pièce stabilisée par le premier traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) avant le brasage. On note que les compositions chimiques des brasures sont très proches de celles de l'alliage pour se rapprocher de sa couleur. Ainsi la brasure se comporte de manière très similaire à celle de la pièce et subit les mêmes changements de volume ce qui assure que la transformation ne créera pas de contraintes locales. Les autres opérations de fabrication peuvent être mises en oeuvre pour obtenir le composant fini. [0070] More particularly, with reference to Figure 5, a first step c) is implemented before step b), for example after receipt of a part supplied according to step a) in an annealed state at 650 °C then quenched in water according to the temperature curve R, and having a given geometry, the first step c) carried out according to the temperature curve TMM making it possible to obtain a maximized controlled transformation of the alloy to give a stabilized part which is a controlled and known homothetic reduction of the part supplied, and step b) comprises, for example after machining operations of the stabilized part, a brazing operation carried out according to the temperature curve B, which detransforms the material , the part finding itself in a shape close to the shape received, then a second step c) carried out according to the TMM temperature curve is implemented directly after the brazing operation. The second stabilization heat treatment according to step c) makes it possible to reharden the part and to recover, after brazing, the dimensions of the part stabilized by the first stabilization heat treatment according to step c) before brazing. We note that the chemical compositions of the solders are very close to those of the alloy to approximate its color. Thus the solder behaves very similarly to that of the part and undergoes the same changes in volume, which ensures that the transformation will not create local constraints. The other manufacturing operations can be implemented to obtain the finished component.
[0071] Pour une pièce brasée, il est donc possible de réaliser un enchaînement d'opérations afin de garantir une parfaite maîtrise dimensionnelle sans calculer aucune surcote de transformation de phase par rapport aux dimensions de la pièce stabilisée par le premier traitement thermique de stabilisation selon l'étape c). [0071] For a brazed part, it is therefore possible to carry out a sequence of operations in order to guarantee perfect dimensional control without calculating any phase transformation surcharge in relation to the dimensions of the part stabilized by the first stabilization heat treatment according to step c).
[0072] Pour une pièce sertie, une première étape c) est mise en oeuvre avant l'étape b), par exemple après la réception d'une pièce possédant une géométrie donnée, la première étape c) permettant d'obtenir une transformation maîtrisée de l'alliage pour donner une pièce stabilisée qui est une réduction homothétique contrôlée et connue de la pièce fournie, et l'étape b) comprend, par exemple après des opérations d'usinage de la pièce stabilisée, un traitement thermique à une température supérieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI pour ramollir l'alliage, tel qu'un recuit suivi d'une trempe à l'eau, qui détransforme la matière, la pièce se retrouvant dans une forme proche de la forme réceptionnée, suivi d'une opération de sertissage réalisée sur une matière molle, alors une deuxième étape c) est mise en oeuvre directement après l'opération de sertissage. Le deuxième traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) permet de redurcir la pièce et de recouvrer, après le sertissage, les dimensions de la pièce stabilisée par le premier traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) avant le traitement thermique de ramollissement. Il est donc possible de réaliser un sertissage sans calculer aucune surcote de transformation de phase par rapport aux dimensions de la pièce stabilisée par le premier traitement thermique de stabilisation selon l'étape c). [0072] For a crimped part, a first step c) is implemented before step b), for example after receipt of a part having a given geometry, the first step c) making it possible to obtain a controlled transformation of the alloy to give a stabilized part which is a controlled and known homothetic reduction of the part supplied, and step b) comprises, for example after machining operations of the stabilized part, a heat treatment at a higher temperature at the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI to soften the alloy, such as annealing followed by water quenching, which detransforms the material, the part ending up in a form close to the received, followed by a crimping operation carried out on a soft material, then a second step c) is implemented directly after the crimping operation. The second stabilization heat treatment according to step c) makes it possible to reharden the part and to recover, after crimping, the dimensions of the part stabilized by the first stabilization heat treatment according to step c) before the softening heat treatment . It is therefore possible to carry out crimping without calculating any phase transformation surcharge in relation to the dimensions of the part stabilized by the first stabilization heat treatment according to step c).
[0073] L'invention concerne également un composant horloger ou de bijouterie comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or en poids obtenu selon le procédé de fabrication décrit ci-dessus. Ce composant se distingue des composants durcis obtenus par un durcissement classique de 60 min à 300°C depuis un état recuit à 650°C puis trempé à l'eau par exemple par une microstructure différente. La microstructure se trouve fortement modifiée par la transformation de phase. Dans cette transformation la phase α austénitique se transforme en phase AuCuI martensitique, induisant une modification de la structure intra-grain parent. Selon le traitement thermique appliqué, c'est-à-dire entre un durcissement classique de 60 min à 300°C et un traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) (par exemple 60 min à 450°C + refroidissement lent à 2°C/min), on observe une microstructure légèrement différente comme le montrent les figures 18 et 19. La figure 18 montre une microstructure austénitique obtenue après le durcissement traditionnel et la figure 19 montre que la microstructure austénitique obtenue après un traitement thermique de stabilisation selon l'étape c) est plus fine. [0073] The invention also relates to a watch or jewelry component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least 58% gold by weight obtained according to the manufacturing process described above. This component differs from hardened components obtained by conventional hardening for 60 min at 300°C from an annealed state at 650°C then quenched in water for example by a different microstructure. The microstructure is strongly modified by the phase transformation. In this transformation, the austenitic α phase transforms into a martensitic AuCuI phase, inducing a modification of the parent intra-grain structure. Depending on the heat treatment applied, that is to say between a classic hardening of 60 min at 300°C and a stabilization heat treatment according to step c) (for example 60 min at 450°C + slow cooling at 2 °C/min), we observe a slightly different microstructure as shown in Figures 18 and 19. Figure 18 shows an austenitic microstructure obtained after traditional hardening and Figure 19 shows that the austenitic microstructure obtained after a stabilization heat treatment according to step c) is finer.
[0074] L'invention concerne également un procédé pour augmenter la dureté d'un composant horloger ou de bijouterie lors de sa fabrication, ledit composant comprenant au moins une partie en alliage métallique au moins binaire à base d'or et de cuivre comprenant au moins 58% d'or, en permettant de conserver la géométrie et de maîtriser les variations dimensionnelles dudit composant horloger ou de bijouterie lors de sa fabrication, par application audit composant horloger ou de bijouterie lors de sa fabrication du traitement thermique de stabilisation de l'alliage dans un état dans lequel il possède au moins 25%, préférentiellement au moins 60%, plus préférentiellement au moins 95% et plus préférentiellement au moins 99% de phase ordonnée AuCul, tel que décrit ci-dessus. [0074] The invention also relates to a method for increasing the hardness of a watch or jewelry component during its manufacture, said component comprising at least one part made of at least binary metal alloy based on gold and copper comprising at least less 58% gold, by making it possible to preserve the geometry and to control the dimensional variations of said watch or jewelry component during its manufacture, by application to said watch or jewelry component during its manufacture of the heat treatment for stabilizing the alloy in a state in which it has at least 25%, preferably at least 60%, more preferably at least 95% and more preferably at least 99% of AuCul ordered phase, as described above.
[0075] Les exemples suivant illustrent la présente invention sans toutefois en limiter la portée. The following examples illustrate the present invention without limiting its scope.
ExemplesExamples
1) Stabilité de l'alliage 5N aux températures inférieures à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI1) Stability of the 5N alloy at temperatures below the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI
[0076] On fournit des anneaux épais en alliage or 18k/cuivre 5N tel que défini ci-dessus présentant des dimensions similaires à une carrure de montre par exemple, avec un diamètre extérieur de 43 mm, un diamètre intérieur de 28 mm et une épaisseur de 7 mm. Les anneaux sont d'abord tous traités selon le traitement thermique R constitué d'un recuit à 650°C et d'une trempe dans de l'eau à température ambiante. Pour tous les anneaux fournis selon l'étape a) du procédé de l'invention, l'alliage est donc dans sa phase (AuCu)α. La dureté est de 165 HV. [0076] Thick rings are provided in 18k gold/5N copper alloy as defined above having dimensions similar to a watch middle for example, with an exterior diameter of 43 mm, an interior diameter of 28 mm and a thickness 7mm. The rings are first all treated according to the R heat treatment consisting of annealing at 650°C and quenching in water at room temperature. For all the rings supplied according to step a) of the process of the invention, the alloy is therefore in its (AuCu)α phase. The hardness is 165 HV.
[0077] Ensuite, trois anneaux A1, A2, A3 sont préparés selon l'étape c) du procédé de l'invention et durcis à 300 HV en appliquant le traitement thermique de stabilisation TM défini par une montée en température à une vitesse de 30°C/min, un premier maintien à la température TR de 450°C pendant 60 minutes, une première descente en température jusqu'à la température TP de 250°C à la vitesse de 2°C/min suivie de la deuxième descente en température à une vitesse de 20 °C/min, comme représenté sur la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant de 0. Ce traitement thermique TM de stabilisation de l'alliage permet une transformation de 95% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI. [0077] Then, three rings A1, A2, A3 are prepared according to step c) of the process of the invention and hardened at 300 HV by applying the stabilization heat treatment TM defined by a rise in temperature at a speed of 30 °C/min, a first maintenance at the temperature TR of 450°C for 60 minutes, a first descent in temperature to the temperature TP of 250°C at a speed of 2°C/min followed by the second descent in temperature at a speed of 20 °C/min, as shown in Figure 3, the duration of the second holding at the temperature TP being 0. This heat treatment TM for stabilizing the alloy allows a transformation of 95% of the phase (AuCu)α in AuCuI phase.
[0078] Le taux de transformation est calculé en considérant une équivalence entre le taux de transformation de phase, la dureté et l'évolution dimensionnelle (taux de retrait). [0078] The transformation rate is calculated by considering an equivalence between the phase transformation rate, the hardness and the dimensional evolution (shrinkage rate).
[0079] Les anneaux durcis A1, A2, A3 sont soumis ultérieurement à deux revenus RV1, RV2 à 300°C pendant 60 minutes, simulant des réexpositions des anneaux traités selon le procédé de l'invention à une opération de fabrication à une température inférieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. [0079] The hardened rings A1, A2, A3 are subsequently subjected to two temperings RV1, RV2 at 300° C. for 60 minutes, simulating re-exposures of the rings treated according to the process of the invention to a manufacturing operation at a lower temperature. at the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI.
[0080] Trois autres anneaux A4, A5, A6 sont préparés selon l'étape c) du procédé de l'invention et durcis à 300 HV en appliquant le traitement thermique de stabilisation maximisée TMM défini par une montée en température à une vitesse de 30°C/min, un premier maintien à la température TR de 450°C pendant 60 minutes, une première descente en température jusqu'à la température TP de 250°C à la vitesse de 2°C/min suivie du deuxième maintien à la température TP pendant 60 minutes suivi de la deuxième descente en température à une vitesse de 20°C/min, comme représenté sur la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant non nulle. Ce traitement thermique TMM de stabilisation maximisée de l'alliage permet une transformation de 99% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI. [0080] Three other rings A4, A5, A6 are prepared according to step c) of the process of the invention and hardened at 300 HV by applying the maximized stabilization heat treatment TMM defined by a rise in temperature at a speed of 30 °C/min, a first maintenance at the temperature TR of 450°C for 60 minutes, a first temperature drop to the temperature TP of 250°C at a speed of 2°C/min followed by the second maintenance at the temperature TP for 60 minutes followed by the second temperature drop at a speed of 20°C/min, as shown in Figure 3, the duration of the second maintenance at the temperature TP being non-zero. This TMM heat treatment for maximized stabilization of the alloy allows a transformation of 99% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase.
[0081] Les anneaux durcis sont soumis ultérieurement à un revenu RV1 à 300°C pendant 60 minutes, correspondant à des réexpositions des anneaux traités selon le procédé de l'invention à une température inférieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. [0081] The hardened rings are subsequently subjected to an RV1 temper at 300° C. for 60 minutes, corresponding to re-exposures of the rings treated according to the process of the invention at a temperature lower than the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI.
[0082] A titre comparatif, trois anneaux A7, A8, A9 fournis à l'état recuit (à 650°C) puis trempés dans de l'eau à température ambiante sont durcis à 300 HV de manière traditionnelle en les exposant à une température de 300°C pendant 60 min selon le traitement thermique TD. [0082] For comparison, three rings A7, A8, A9 supplied in the annealed state (at 650° C.) then soaked in water at room temperature are hardened to 300 HV in the traditional manner by exposing them to a temperature of 300°C for 60 min according to the TD heat treatment.
[0083] Les anneaux durcis sont soumis ultérieurement à un revenu à 300°C RV1 pendant 60 minutes, simulant une réexposition des anneaux à une température inférieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. [0083] The hardened rings are subsequently subjected to tempering at 300° C. RV1 for 60 minutes, simulating a re-exposure of the rings to a temperature lower than the phase transition temperature (AuCu)α/AuCuI.
[0084] Pour chaque anneau, on mesure après chaque traitement thermique appliqué le diamètre extérieur, ainsi que la circularité et la planéité. [0084] For each ring, the external diameter, as well as the circularity and flatness, are measured after each heat treatment applied.
[0085] Les résultats obtenus pour les anneaux A1, A2, A3 traités selon le procédé de l'invention avec une transformation de 95% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI. sont montrés sur les figures 9, 10 et 11, qui représentent respectivement les mesures du diamètre extérieur circonscrit, les mesures de planéité et les mesures de circularité en fonction de chaque traitement thermique R, TM, RV1 et RV2 sur chaque anneau A1, A2, A3. The results obtained for the rings A1, A2, A3 treated according to the process of the invention with a transformation of 95% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase. are shown in Figures 9, 10 and 11, which respectively represent the measurements of the circumscribed external diameter, the flatness measurements and the circularity measurements as a function of each heat treatment R, TM, RV1 and RV2 on each ring A1, A2, A3.
[0086] Les résultats obtenus pour les anneaux A4, A5, A6 traités selon le procédé de l'invention avec une transformation de 99% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI sont montrés sur la figure 12 qui représente les mesures du diamètre extérieur circonscrit en fonction de chaque traitement thermique R, TMM, et RV1 sur chaque anneau A4, A5, A6. [0086] The results obtained for the rings A4, A5, A6 treated according to the process of the invention with a transformation of 99% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase are shown in Figure 12 which represents the measurements of the diameter exterior circumscribed according to each heat treatment R, TMM, and RV1 on each ring A4, A5, A6.
[0087] Les résultats obtenus pour les anneaux A7, A8, A9 à titre comparatif sont représentés sur les figures 13, 14 et 15, qui représentent respectivement les mesures du diamètre extérieur circonscrit, les mesures de planéité et les mesures de circularité en fonction de chaque traitement thermique R, TD, et RV1 sur chaque anneau A7, A8, A9. [0087] The results obtained for the rings A7, A8, A9 for comparison are represented in Figures 13, 14 and 15, which respectively represent the measurements of the circumscribed external diameter, the flatness measurements and the circularity measurements as a function of each heat treatment R, TD, and RV1 on each ring A7, A8, A9.
[0088] Ces résultats montrent que les pièces A1, A2, A3 traitées selon le procédé de l'invention avec une transformation de 95% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI conservent une excellente géométrie en termes de planéité et circularité (Fig. 10 et 11), même après exposition aux deux revenus. La figure 9 montre pour les trois anneaux A1, A2, A3 une même première diminution du diamètre moyen de la pièce d'environ 70 µm après la mise en oeuvre du traitement thermique de stabilisation TM. Cette première diminution du diamètre s'effectue donc de façon très répétable, étant liée au changement de volume de la maille. Puis on observe une légère diminution du diamètre moyen de la pièce après exposition aux revenus (6 µm après le revenu RV1 et 2 µm après le revenu RV2) jusqu'à atteindre un état d'équilibre. Ces dernières variations sont très acceptables dans les domaines horloger et bijoutier. [0088] These results show that the parts A1, A2, A3 treated according to the process of the invention with a transformation of 95% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase maintain excellent geometry in terms of flatness and circularity (Fig. . 10 and 11), even after exposure to both incomes. Figure 9 shows for the three rings A1, A2, A3 the same first reduction in the average diameter of the part of approximately 70 µm after the implementation of the TM stabilization heat treatment. This first reduction in diameter is therefore carried out in a very repeatable manner, being linked to the change in volume of the mesh. Then we observe a slight decrease in the average diameter of the part after exposure to tempering (6 µm after tempering RV1 and 2 µm after tempering RV2) until a state of equilibrium is reached. These latter variations are very acceptable in the watchmaking and jewelry fields.
[0089] Pour les pièces A4, A5, A6 traitées selon le procédé de l'invention avec une transformation de 99% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI, la figure 12 montre une seule diminution du diamètre moyen de la pièce d'environ 76 µm après la mise en oeuvre du traitement thermique de stabilisation TMM, mais de façon très répétable, étant liée au changement de volume de la maille. Cette dimension est stable, puisqu'on n'observe ensuite pratiquement aucune diminution du diamètre moyen de la pièce après exposition à un revenu. Il est précisé que les pièces conservent également une excellente géométrie en termes de planéité et circularité, même après exposition à un revenu. [0089] For parts A4, A5, A6 treated according to the process of the invention with a transformation of 99% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase, Figure 12 shows a single reduction in the average diameter of the part d approximately 76 µm after the implementation of the TMM stabilization heat treatment, but in a very repeatable manner, being linked to the change in volume of the mesh. This dimension is stable, since practically no reduction in the average diameter of the part is observed after exposure to tempering. It is noted that the parts also maintain excellent geometry in terms of flatness and circularity, even after exposure to tempering.
[0090] Pour les pièces A7, A8, A9 comparatives, la transformation de phase a engendré des déformations colossales de pièces, en particulier sur la géométrie. On observe à la fin de la transformation un défaut de planéité et de circularité (cf. figures 14 et 15) pouvant dépasser le dixième alors qu'il était à l'origine de moins de deux centièmes. [0090] For the comparative parts A7, A8, A9, the phase transformation caused colossal deformations of the parts, in particular on the geometry. At the end of the transformation, we observe a lack of flatness and circularity (see Figures 14 and 15) which can exceed a tenth whereas it was originally less than two hundredths.
[0091] Des essais similaires sont réalisés mais en remplaçant la réexposition à des revenus à 300°C par des réexpositions des anneaux durcis à 300 HV selon le traitement thermique de stabilisation TM défini ci-dessus à des lavages dans des bains de lavage de production à 70°C, les anneaux étant ensuite séchés à l'air chaud à 110°C. A titre comparatif, des anneaux recuits et trempés à l'eau sont également soumis aux mêmes lavages et séchage. Les pièces sont mesurées immédiatement après leur dernier traitement thermique respectif et sont lavées trois fois dans les bains de lavage de production. Les pièces sont remesurées entre chaque passage dans les bains de lavage. On obtient des résultats identiques en termes de conservation de la géométrie des anneaux et de stabilité des dimensions après la mise en oeuvre du traitement thermique de stabilisation pour les anneaux traités selon le traitement TM. Au contraire, on observe que les pièces recuites subissent des variations dimensionnelles de presque 20 µm de façon très répétable après trois passages en bain de lavage. La dureté de ces pièces a également légèrement augmenté. [0091] Similar tests are carried out but by replacing the re-exposure to tempering at 300° C. with re-exposure of the rings hardened at 300 HV according to the thermal stabilization treatment TM defined above to washing in production washing baths. at 70°C, the rings then being dried in hot air at 110°C. For comparison, annealed and water-quenched rings are also subjected to the same washing and drying. Parts are measured immediately after their respective final heat treatment and are washed three times in the production wash baths. The parts are remeasured between each passage through the washing baths. Identical results are obtained in terms of conservation of the geometry of the rings and stability of the dimensions after the implementation of the stabilization heat treatment for the rings treated according to the TM treatment. On the contrary, we observe that the annealed parts undergo dimensional variations of almost 20 µm in a very repeatable manner after three passages in a washing bath. The hardness of these parts has also increased slightly.
[0092] Les pièces qui ont été traitées thermiquement par le traitement thermique TM ne sont pas du tout affectées par les passages dans les bains de lavage. Cela montre que la matière a bien été stabilisée et est insensible à des expositions en température inférieures à 350°C contrairement à la phase (AuCu)α qui est instable à ces températures. [0092] The parts which have been heat treated by the TM heat treatment are not at all affected by the passages in the washing baths. This shows that the material has been stabilized and is insensitive to temperature exposures below 350°C unlike the (AuCu)α phase which is unstable at these temperatures.
2) Indépendance du retrait2) Independence of withdrawal
[0093] On fournit quatre pièces de géométrie différentes en alliage or 18k/cuivre 5N tel que défini ci-dessus, la pièce P1 étant un anneau épais avec un diamètre extérieur de 48 mm, un diamètre intérieur de 28 mm et une épaisseur de 7 mm, la pièce P2 étant un anneau fin avec un diamètre extérieur de 38 mm, un diamètre intérieur de 35 mm et une épaisseur de 5 mm, la pièce P3 étant un cylindre plat de 30 mm de diamètre et de 10 mm d'épaisseur, la pièce P4 étant un cylindre plat de 23 mm de diamètre et de 7 mm d'épaisseur. [0093] Four parts of different geometry are provided in 18k gold/5N copper alloy as defined above, part P1 being a thick ring with an exterior diameter of 48 mm, an interior diameter of 28 mm and a thickness of 7 mm, part P2 being a thin ring with an external diameter of 38 mm, an internal diameter of 35 mm and a thickness of 5 mm, part P3 being a flat cylinder of 30 mm in diameter and 10 mm thick, part P4 being a flat cylinder 23 mm in diameter and 7 mm thick.
[0094] Les quatre pièces sont traitées de la même manière et étant tout d'abord traitées selon le traitement thermique R constitué d'un recuit à 650°C et d'une trempe dans de l'eau à température ambiante. Pour toutes les pièces fournies selon l'étape a) du procédé de l'invention, l'alliage est donc dans sa phase (AuCu)α. La dureté est de 165 HV. [0094] The four parts are treated in the same way and are first treated according to the heat treatment R consisting of annealing at 650° C. and quenching in water at room temperature. For all the parts supplied according to step a) of the process of the invention, the alloy is therefore in its (AuCu)α phase. The hardness is 165 HV.
[0095] Ensuite, les quatre pièces P1, P2, P3 et P4 sont préparées selon l'étape c) du procédé de l'invention et durcies à 300 HV en appliquant le traitement thermique de stabilisation TM de l'alliage décrit dans l'exemple ci-dessus permettant une transformation de 95% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI (montée à 30°C/min, premier maintien à 450°C pendant 60 minutes, première descente en température jusqu'à 250°C à 2°C/min suivie de la deuxième descente en température à une vitesse de 20°C/min, comme représenté sur la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant de 0). [0095] Then, the four parts P1, P2, P3 and P4 are prepared according to step c) of the process of the invention and hardened at 300 HV by applying the TM stabilization heat treatment of the alloy described in example above allowing a transformation of 95% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase (rise at 30°C/min, first maintenance at 450°C for 60 minutes, first temperature drop down to 250°C at 2°C/min followed by the second temperature drop at a speed of 20°C/min, as shown in Figure 3, the duration of the second maintenance at the temperature TP being 0).
[0096] Les quatre pièces P1, P2, P3 et P4 durcies sont soumises ultérieurement aux deux revenus RV1, RV2 à 300°C pendant 60 minutes, correspondant à des réexpositions des anneaux traités selon le procédé de l'invention à une température inférieure à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI. [0096] The four hardened parts P1, P2, P3 and P4 are subsequently subjected to the two tempers RV1, RV2 at 300° C. for 60 minutes, corresponding to reexposures of the rings treated according to the process of the invention at a temperature lower than the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI.
[0097] Pour chaque pièce P1, P2, P3 et P4, on mesure après chaque traitement thermique appliqué le diamètre extérieur, ainsi que la circularité et la planéité. [0097] For each part P1, P2, P3 and P4, the external diameter, as well as the circularity and flatness, are measured after each heat treatment applied.
[0098] Les résultats obtenus pour les pièces P1, P2, P3 et P4 traitées selon le procédé de l'invention avec une transformation de 95% de la phase (AuCu)α sont montrés sur la figure 16, qui représente la diminution relative du diamètre extérieur, c'est-à-dire le retrait relatif, en fonction de chaque traitement thermique R, TM, RV1 et RV2 pour chaque pièce P1, P2, P3 et P4. [0098] The results obtained for parts P1, P2, P3 and P4 treated according to the process of the invention with a transformation of 95% of the (AuCu)α phase are shown in Figure 16, which represents the relative reduction of the external diameter, that is to say the relative shrinkage, according to each heat treatment R, TM, RV1 and RV2 for each part P1, P2, P3 and P4.
[0099] On observe sur la figure 16 que le retrait total après RV2 est très similaire pour toutes les pièces P1, P2, P3 et P4. Il est en moyenne de 0.180 ±0.01 %. [0099] We observe in Figure 16 that the total shrinkage after RV2 is very similar for all parts P1, P2, P3 and P4. It is on average 0.180 ±0.01%.
[0100] Puisque ces pièces P1, P2, P3 et P4 sont de géométrie très différente et sont issues de différents lots de matière, on peut en conclure que le retrait de la matière est indépendant de la géométrie et de la microstructure, il dépend uniquement de l'alliage, ici l'or rouge 5N Au750/Cu205/Ag45. [0100] Since these parts P1, P2, P3 and P4 are of very different geometry and come from different batches of material, we can conclude that the removal of the material is independent of the geometry and the microstructure, it depends only of the alloy, here 5N red gold Au750/Cu205/Ag45.
[0101] Des essais similaires ont été reproduits mais avec un traitement thermique de stabilisation TMM comme décrit dans l'exemple ci-dessus. Le retrait, toujours indépendant de la géométrie, est d'environ 0.19% pour l'or rouge 5N pour 95% de transformation tel que défini ci-dessus. Pour un alliage or/cuivre 4N tel que défini ci-dessus, le retrait, toujours indépendant de la géométrie, est d'environ 0.13%. [0101] Similar tests were reproduced but with a TMM stabilization heat treatment as described in the example above. The shrinkage, again independent of geometry, is approximately 0.19% for 5N red gold for 95% transformation as defined above. For a 4N gold/copper alloy as defined above, the shrinkage, still independent of geometry, is approximately 0.13%.
[0102] Par ailleurs, on a observé que, pour toutes les pièces P1, P2, P3 et P4, la planéité et la circularité des pièces P1, P2, P3 et P4 était conservée au cours du traitement thermique de stabilisation TM ou TMM. [0102] Furthermore, it was observed that, for all parts P1, P2, P3 and P4, the flatness and circularity of parts P1, P2, P3 and P4 was preserved during the TM or TMM stabilization heat treatment.
[0103] A titre comparatif, des essais similaires ont été reproduits mais avec un traitement thermique TD (durcissement à 300°C pendant 60min depuis l'état recuit 650°C et trempé à l'eau) comme décrit dans l'exemple ci-dessus. On observe les mêmes ordres de grandeurs de déformations sur les différentes géométries. Les pièces massives se déforment quasiment autant que les pièces fines. [0103] For comparison, similar tests were reproduced but with a TD heat treatment (hardening at 300°C for 60 min from the annealed state at 650°C and quenched in water) as described in the example below. above. We observe the same orders of magnitude of deformations on the different geometries. Massive parts deform almost as much as thin parts.
3) Propriétés mécaniques3) Mechanical properties
[0104] Des essais mécaniques ont été menés sur des éprouvettes de traction en or 5N comme défini ci-dessus. [0104] Mechanical tests were carried out on 5N gold tensile specimens as defined above.
[0105] Des éprouvettes E1, E2, et E3 ont été exposées aux traitements thermiques définis dans le tableau II ci-dessous : L'éprouvette E1 est simplement traitée selon le traitement thermique R constitué d'un recuit à 650°C et d'une trempe dans de l'eau à température ambiante. L'éprouvette E2 a été durcie par le traitement thermique de stabilisation TM selon l'étape c) tel que décrit dans l'exemple ci-dessus.[0105] Test pieces E1, E2, and E3 were exposed to the heat treatments defined in Table II below: Test piece E1 is simply treated according to heat treatment R consisting of annealing at 650° C. and soaking in water at room temperature. The specimen E2 was hardened by the stabilization heat treatment TM according to step c) as described in the example above.
[0106] A titre comparatif l'éprouvette E3 a été durcie par le traitement standard TD à 300°C pendant 60 minutes. [0106] For comparison, specimen E3 was hardened by the standard TD treatment at 300° C. for 60 minutes.
[0107] On mesure pour chaque éprouvette la dureté (norme ISO 6507), la limite élastique conventionnelle (Rp02), la limite de résistance à la traction σmaxet l'élongation ε (norme ISO 6892-1). La ductilité est calculée en intégrant l'aire sous la courbe de traction. [0107] The hardness (ISO 6507 standard), the conventional elastic limit (Rp02), the tensile strength limit σmax and the elongation ε (ISO 6892-1 standard) are measured for each specimen. Ductility is calculated by integrating the area under the tensile curve.
[0108] Les résultats sont indiqués dans le tableau II ci-dessous et représentés sur la figure 17 qui représente la contrainte en fonction de l'élongation pour l'éprouvette ayant subi un simple recuit (courbe E1), le traitement TM (courbe E2) et le traitement TD (courbe E3). [0108] The results are indicated in Table II below and represented in Figure 17 which represents the stress as a function of elongation for the specimen having undergone a simple annealing (curve E1), the TM treatment (curve E2 ) and the TD treatment (curve E3).
Tableau IITable II
[0109] Recuit 650°C +trempe à l'eau 165 401 763 40 239 TD : 60 min à 300°C 302 793 1088 11 107 TM : 1er maintien 60 min à 450°C; Refroid, à 2°C/min jusqu'à 250°C 302 937 1229 16.5 182[0109] Annealing 650°C + water quenching 165 401 763 40 239 TD: 60 min at 300°C 302 793 1088 11 107 TM: 1st holding 60 min at 450°C; Cooling, at 2°C/min up to 250°C 302 937 1229 16.5 182
[0110] On observe dans le tableau II ci-dessus et sur la Figure 17 que le traitement thermique de stabilisation TM selon l'étape c) de l'invention donne des propriétés mécaniques très intéressantes au matériau. La limite d'élasticité se trouve très fortement augmentée et le matériau garde une ductilité très acceptable avec une aire sous la courbe très proche entre l'état recuit et l'état durci par le traitement thermique de stabilisation TM selon l'étape c) de l'invention. On remarque que les contraintes élastiques et à rupture sont plus élevées avec le traitement TM qu'avec le traitement TD mais l'élongation à rupture est également accrue, ce qui résulte quasiment en un facteur deux sur la ductilité. [0110] We observe in Table II above and in Figure 17 that the stabilization heat treatment TM according to step c) of the invention gives very interesting mechanical properties to the material. The elastic limit is very significantly increased and the material maintains a very acceptable ductility with a very close area under the curve between the annealed state and the hardened state by the TM stabilization heat treatment according to step c) of the invention. We note that the elastic and breaking stresses are higher with the TM treatment than with the TD treatment but the elongation at break is also increased, which results in almost a factor of two in ductility.
[0111] Malgré une dureté identique, les propriétés mécaniques avec le durcissement par le traitement thermique de stabilisation TM selon l'étape c) de l'invention sont plus intéressantes qu'avec un durcissement à 300°C pendant 60min selon le traitement thermique TD. On peut expliquer cela par une microstructure plus fine de l'alliage qui s'accommode mieux à la déformation. [0111] Despite identical hardness, the mechanical properties with hardening by the TM stabilization heat treatment according to step c) of the invention are more interesting than with hardening at 300°C for 60 min according to the TD heat treatment. . This can be explained by a finer microstructure of the alloy which is better suited to deformation.
4) Stabilité de l'alliage 5N aux températures supérieures à la température de transition de phase (AuCu)α / AuCuI4) Stability of the 5N alloy at temperatures above the phase transition temperature (AuCu)α / AuCuI
[0112] On fournit trois anneaux épais A10, A11, A12 en alliage or 18k/cuivre 5N tel que défini ci-dessus présentant des dimensions similaires à une carrure de montre par exemple, avec un diamètre extérieur de 43 mm, un diamètre intérieur de 28 mm et une épaisseur de 7 mm. Les anneaux sont traités selon l'enchainement thermique représenté sur la figure 5 : – un traitement thermique selon la courbe R constitué d'un recuit à 650°C et d'une trempe dans de l'eau à température ambiante donnant à l'anneau la forme 1; – le traitement thermique de stabilisation maximisée selon la courbe TMM, défini par une montée en température à une vitesse de 30°C/min, un premier maintien à la température TR de 450°C pendant 60 minutes, une première descente en température jusqu'à la température TP de 250°C à la vitesse de 2°C/min suivie du deuxième maintien à la température TP pendant 60 minutes suivi de la deuxième descente en température à une vitesse de 20°C/min, comme représenté sur la figure 3, la durée du deuxième maintien à la température TP étant non nulle. Ce traitement thermique TMM de stabilisation maximisée de l'alliage permet une transformation de 99% de la phase (AuCu)α en phase AuCuI, donnant aux anneaux A10, A11, A12 la forme 2, qui est une homothétie en réduction de la forme 1 ; – un traitement thermique de brasage selon la courbe B à 780°C ; les anneaux A10, A11, A12 se retrouvent en forme 1 ; – un deuxième traitement thermique selon la courbe TMM comme défini ci-dessus, directement après la brasure, les anneaux A10, A11, A12 recouvrent la forme 2.[0112] We provide three thick rings A10, A11, A12 in 18k gold/5N copper alloy as defined above having dimensions similar to a watch middle for example, with an exterior diameter of 43 mm, an interior diameter of 28 mm and a thickness of 7 mm. The rings are treated according to the thermal sequence shown in Figure 5: – a heat treatment according to the R curve consisting of annealing at 650°C and quenching in water at room temperature giving the ring form 1; – the stabilization heat treatment maximized according to the TMM curve, defined by a rise in temperature at a speed of 30°C/min, a first maintenance at the temperature TR of 450°C for 60 minutes, a first drop in temperature up to at the TP temperature of 250°C at a speed of 2°C/min followed by the second maintenance at the TP temperature for 60 minutes followed by the second temperature drop at a speed of 20°C/min, as shown in the figure 3, the duration of the second maintenance at the temperature TP being non-zero. This TMM heat treatment for maximized stabilization of the alloy allows a transformation of 99% of the (AuCu)α phase into the AuCuI phase, giving the rings A10, A11, A12 form 2, which is a reduction homothety of form 1 ; – brazing heat treatment according to curve B at 780°C; the rings A10, A11, A12 are found in form 1; – a second heat treatment according to the TMM curve as defined above, directly after soldering, the rings A10, A11, A12 cover shape 2.
[0113] Des opérations d'usinage des anneaux A10, A11, A12 stabilisés après le premier traitement thermique TMM peuvent être réalisées. [0113] Machining operations on the rings A10, A11, A12 stabilized after the first TMM heat treatment can be carried out.
[0114] Pour chaque anneau A10, A11, A12, on mesure après chaque traitement thermique appliqué le diamètre extérieur, ainsi que la circularité et la planéité. [0114] For each ring A10, A11, A12, the external diameter, as well as the circularity and flatness, are measured after each heat treatment applied.
[0115] Les résultats sont montrés sur les figures 6, 7 et 8, qui représentent respectivement les mesures du diamètre extérieur, les mesures de planéité et les mesures de circularité en fonction de chaque traitement thermique R, 1<er>TMM, B et 2<ème>TMM sur chaque anneau A10, A11, A12. [0115] The results are shown in Figures 6, 7 and 8, which respectively represent the measurements of the external diameter, the flatness measurements and the circularity measurements as a function of each heat treatment R, 1<er>TMM, B and 2<th>TMM on each ring A10, A11, A12.
[0116] La ligne à 0.02 mm indique la tolérance acceptable dans le domaine horloger et de la bijouterie. [0116] The line at 0.02 mm indicates the acceptable tolerance in the watchmaking and jewelry fields.
[0117] La figure 6 montre la diminution du diamètre moyen des anneaux A10, A11, A12 attendue après la mise en oeuvre du traitement thermique de stabilisation TMM, mais de façon très répétable, étant liée au changement de volume de la maille. [0117] Figure 6 shows the reduction in the average diameter of the rings A10, A11, A12 expected after the implementation of the TMM stabilization heat treatment, but in a very repeatable manner, being linked to the change in volume of the mesh.
[0118] On observe que lors du brasage, les anneaux A10, A11, A12 recouvrent leurs dimensions initiales, après le recuit R. Au cours du cycle, la géométrie des anneaux A10, A11, A12 est toujours conservée, comme le montre les figures 7 et 8. D'une manière particulièrement avantageuse, les anneaux A10, A11, A12 recouvrent la même cote, au µm près, en effectuant le deuxième durcissement selon le deuxième thermique de stabilisation TMM que lors du premier durcissement selon le premier traitement thermique de stabilisation TMM. Le procédé selon l'invention permet donc très avantageusement de „détransformer“ l'alliage d'une pièce tout en gardant la possibilité de recouvrer la même géométrie de la pièce plus tard. [0118] It is observed that during brazing, the rings A10, A11, A12 recover their initial dimensions, after annealing R. During the cycle, the geometry of the rings A10, A11, A12 is always preserved, as shown in the figures 7 and 8. In a particularly advantageous manner, the rings A10, A11, A12 cover the same dimension, to the nearest µm, by carrying out the second hardening according to the second thermal stabilization TMM as during the first hardening according to the first thermal treatment of TMM stabilization. The process according to the invention therefore very advantageously makes it possible to “detransform” the alloy of a part while retaining the possibility of recovering the same geometry of the part later.
Claims (18)
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| EP22176804 | 2022-06-01 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CH000580/2023A CH719741A2 (en) | 2022-06-01 | 2023-06-01 | Processes for manufacturing and hardening a watch or jewelry component comprising an at least binary alloy based on gold and copper. |
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2023
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Legal Events
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