DE1558642B2

DE1558642B2 - Unmagnetische nickel chrom molybden eisen legierungen und ihre verwendung fuer unruhefedrn von uhren

Info

Publication number: DE1558642B2
Application number: DE19671558642
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe des Forges et Ateliers du Creusot
Current assignee: Societe des Forges et Ateliers du Creusot
Priority date: 1966-07-12
Filing date: 1967-06-05
Publication date: 1971-05-06
Also published as: US3464815A; FR1493033A; CH501954A; DE1558642A1; GB1156574A; CH865767A4

Description

Die Unruhefedern werden durch vier unter Uhren- , tätsgrenze weisen natürlich sowohl die letzteren als fachleuten wohl bekannte Parameter charakterisiert. ' auch die ersteren Legierungen im Bereich der Umge-Dieses sind der Wärmekoeffizient, der Schwingungs- bungstemperatur einen thermoelastischen Koeffizienkonstanzkoeffizient, die Lagenabweichung und der Se- ten von genau Null auf.

kundärfehler. 5 Mit der Herstellung der zweitgenannten Legierungen

Der Wärmekoeffizient ist ein grundlegender Para- befaßt sich z. B. die schweizerische Patentschrift meter, der die Empfindlichkeit der Feder gegenüber 217 814, wo zwei verschiedene Zusammensetzungs-Schwankungen der Umgebungstemperatur kennzeich- gruppen für zwei unterschiedliche Aushärtungsweisen net. Die anderen drei Parameter werden nicht weiter angegeben sind. Die erste Gruppe enthält neben Eisen erläutert, da sie die Erfindung nicht direkt betreffen. io 35 bis 46% Nickel, 1 bis 5 % Aluminium, 0 bis 0,1 % Der Wärmekoeffizient ist eine Funktion des thermo- . Kohlenstoff, 0,5 bis 2% Mangan und 0,2 bis 1% elastischen Koeffizienten der für die Herstellung der Silizium, wobei bis zu 4% des Aluminiums durch Feder verwendeten Legierungen, wobei dieser thermo- Titan oder Bor ersetzt sein können, und wird durch Auselastische Koeffizient den Einfluß der Temperatur- scheidung von Aluminium- bzw. Titan-Nickeliden geänderungen auf den Wert des Elastizitätsmoduls der 15 härtet. Die zweite Gruppe enthält neben Eisen und Legierungen kennzeichnet. gleichen Gehalten an Nickel, Mangan und Silizium wie

Eines der bei der Herstellung einer Unruhefeder an- die erste Gruppe 1 bis 4 % Aluminium, 0 bis 4 % Titan, gestrebten Ziele ist das Erreichen eines Wärmekoeffi- 0 bis 4% Bor, 0,1 bis 1% Kohlenstoff, 0 bis 4% zienten Null. Chrom, 0 bis 4% Molybdän und 0 bis 4% Wolfram,

Dieses Ziel läßt sich durch Verwendung einer Legie- 20 wobei wenigstens 0,1 % Titan oder Bor und wenigrung erreichen, die unter den Betriebsbedingungen der stens 0,5 % Chrom oder Molybdän oder Wolfram vorFeder einen thermoelastischen Koeffizienten Null auf- liegen sollen sowie die Summe von Aluminium, Titan weist. und Bor unter 5 % und die Summe von Kohlenstoff,

Eine Lösung dieses Problems, welche bereits vom Chrom und Wolfram unter 6% liegen, und unterErfinder vorgeschlagen wurde, besteht in der Ver- 25 scheidet sich von der ersten Gruppe durch eine Härtung Wendung eines Legierungstyps für die Herstellung durch Ausscheidung von Chrom-, Molybdän- bzw. dieser Federn, der bekannt ist. Wolframkarbiden, weshalb mindestens 0,1 % Kohlen-

Die nominelle Zusammensetzung einer solchen Le- stoff verlangt ist, zusätzlich zu der Ausscheidungsgierung ist folgende: härtungsart der ersten Gruppe, um ein spröderes Er-

30 zeugnis zu erzielen. Beide Gruppen von Legierungen sind für die Herstellung von Federn für Uhren mit

10 % mechanischem Gangwerk vorgesehen.

3>5% ^^e können indessen nicht für die Herstellung von

ρ Federn für Uhren mit nicht mechanischem, sondern

^Rest 35 elektrischem Gangwerk verwendet werden. Die Federn

Ni 32 % für Uhren mit elektrischem Gangwerk müssen tat

sächlich bei der Umgebungstemperatur unmagnetisch sein, während die zweitgenannten Legierungen unter

Um die Elastizitätseigenschaften der Unruhefedern diesen Bedingungen stark magnetisch sind; ihr Curiezu verbessern, ist der Erfinder in der weiteren Ent- 40 Punkt, d. h. die Temperatur, bei der die Legierung vom wicklung zu Legierungen mit einer erheblich höheren ferromagnetischen in den paramagnetischen Zustand Elastizitätsgrenze als der dieser Legierungen überge- übergeht, liegt bei 150° C.

gangen, die bekannt sind. Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Legierungs-

Eine der Zusammensetzungen dieses Legierungs- gruppe mit den üblichen Eigenschaften der klassischen typs ist die folgende: 45'zweitgenannten Legierungen, die jedoch bei der Um

gebungstemperatur unmagnetisch sind.
Es wurde gefunden, daß sich der Curie-Punkt dieser

C ^senr wenig Cr 5,4% Legierungen durch passende Zusätze von Molybdän

Si sehr wenig Ti 2,5 % empfindlich senken läßt, wobei dem so erhaltenen

, _A1 1 0/ ⁵° Material gleichzeitig alle gewünschten Eigenschaften,

^Mn ^{senr wemg} ^M ^X I" insbesondere ein thermoelastischer Koeffizient Null,

Ni 42 % Fe Rest erhalten bleiben, indem die Gehalte an den anderen

Elementen angepaßt werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine unmagnetische

Diese Legierungen unterscheiden sich von den erst- 55 Nickel-Chrom-Molybdän-Eisen-Legierung, bestehend genannten Legierungen vor allem durch ihren Aus- aus 36,5 bis 39,5% Nickel, 1,5 bis 4,5% Chrom, 1,5 härtungsmechanismus. Bei den erstgenannten Legie- bis 3% Molybdän, 0,75 bis 1,25% Aluminium, 2 bis rungen werden die mechanischen Eigenschaften in der 3 % Titan, Rest Eisen und geringen Mengen an Tat durch eine geeignete Wärmebehandlung erzielt, Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Schwefel und Phosin deren Verlauf die Ausscheidung von Chrom- 60 phor.

karbiden vor sich geht, während im Falle der zweitge- Außerdem ist die Verwendung dieser Legierung als

nannten Legierungen eine Ausscheidung von Titan- Werkstoff zur Herstellung von Unruhefedern für und Aluminiumnickeliden auftritt. Dieser wesentliche Uhren Gegenstand der Erfindung. Unterschied der Aushärtungsmechanismen der beiden Beispielsweise hat die erfindungsgemäße Legierung

Legierungstypen ist selbstverständlich direkt mit den 65 gewichtsmäßig folgende Zusammensetzung: 0,005% Zusammensetzungsunterschieden verknüpft, die man Kohlenstoff, 0,34% Silizium, 0,16% Mangan, 38,4% beim Vergleich der beiden vorgenannten Analysen fest- Nickel, 3,37% Chrom, 2% Molybdän, 2,46% Titan, stellen kann. Unabhängig von ihrer höheren Elastizi- 0,96% Aluminium, 52,29% Eisen, Rest Schwefel

0,7%	Cr
0,3%	W
1,9%	Fe
32%

und Phosphor. Ihr Curie-Punkt liegt unter 18°C. Sie ist bei Umgebungstemperatur praktisch unmagnetisch und besitzt einen thermoelastichen Koeffizienten Null.

Um innerhalb der angegebenen Zusammensetzungsgrenzen die besten Ergebnisse zu erzielen, muß man den manchmal entgegengesetzten Einflüssen der Anteilsänderungen der verschiedenen Elemente auf die Verlagerung des Curie-Punktes Rechnung tragen. Tatsächlich erhöhen im gewählten Zusammensetzungsbereich Zusätze von Nickel den Curie-Punkt, während Zusätze von Chrom, Molybdän, Titan und Aluinium ihn senken.

Andererseits muß man ebenso den Einfluß der Aushärtungsweise der Legierung im Zuge ihrer Herstellung auf die Verlagerung des Curie-Punktes in Betracht ziehen. Die Ausscheidung von Titan- und Aluminiumnickeliden läßt die Matrix der Legierung tatsächlich relativ an Nickel verarmen und ruft infolgedessen eine Erniedrigung des Curie-Punktes hervor.

Die Hauptbestandteile der Legierungen waren ao jeweils etwa 39,5% Nickel, 4,5% Chrom, 2% Molybdän, 2,5 % Titan und 1 % Aluminium. Die Anteile an Kohlenstoff, Silizium, Schwefel, Phosphor und Mangan sowie die Gangabweichungen der Legierungen in Sekunden pro Grad und Tag sind folgender Tabelle zu entnehmen.

Probe	C	Si	S	P	Mn	Gang abweichung
	%	%	%	%	%	sec/°C/Tag
5 1	0,013	0,26	0,0040	0,008	0,39	-0,6
2	0,020	0,28	0,0035	0,002	0,42	-0,7
3	0,024	0,28	0,0035	0,002	0,40	-0,5
4	0,025	0,28	0,0040	0,003	0,40	-0,6
5	0,025	0,28	0,0042	0,002	0,42	-0,5
10 ₆	0,022	0,28	0,0041	0,003	0,40	-0,7

Claims

Patentansprüche:

1. Unmagnetische Nickel-Chrom-Molybdän-Eisen-Legierung, bestehend aus 36,5 bis 39,5% Nickel, 1,5 bis 4,5 % Chrom, 1,5 bis 3 % Molybdän, 0,75 bis 1,25% Aluminium, 2 bis 3% Titan, Rest Eisen und geringe Mengen an Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Schwefel und Phosphor.

2. Legierung nach Anspruch 1, bestehend aus 38,4% Nickel, 3,37% Chrom, 2% Molybdän, 0,96% Aluminium, 2,46% Titan, 52,29% Eisen, 0,005% Kohlenstoff, 0,34% Silizium, 0,16% Mangan, Rest Schwefel und Phosphor.

3. Verwendung der Legierung nach Anspruch 1 oder 2 als Werkstoff zur Herstellung von Unruhefedern für Uhren.