EP3385795A1 - Metal timepiece component coloured blue, and corresponding manufacturing method - Google Patents

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EP3385795A1
EP3385795A1 EP17165371.0A EP17165371A EP3385795A1 EP 3385795 A1 EP3385795 A1 EP 3385795A1 EP 17165371 A EP17165371 A EP 17165371A EP 3385795 A1 EP3385795 A1 EP 3385795A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
copper
metal
component
blueing
blue
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17165371.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Patrick Bourgeois
Alexandre Noailles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cartier International AG
Original Assignee
Cartier International AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cartier International AG filed Critical Cartier International AG
Priority to EP17165371.0A priority Critical patent/EP3385795A1/en
Publication of EP3385795A1 publication Critical patent/EP3385795A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/04—Hands; Discs with a single mark or the like
    • G04B19/042—Construction and manufacture of the hands; arrangements for increasing reading accuracy
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • G04B19/10—Ornamental shape of the graduations or the surface of the dial; Attachment of the graduations to the dial
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/007—Antimagnetic alloys

Definitions

  • the present invention relates to a metal watch component having at least one portion coated with a substantially uniform blue color oxide layer.
  • the invention relates to such a metal component in the field of watchmaking, including a display needle, and a timepiece comprising at least one such metal component.
  • the patent application CH 708938 A2 presents an inventory at the end of 2013 in the field of watchmaking, specifically for the manufacture of display needles. It is stated in this application that different methods of manufacturing metal components are known which make it possible to obtain a blue surface coloration imparting a qualitative impression to the components concerned.
  • a specific steel alloy subjected to a precisely defined blueing heat treatment makes it possible to obtain a particularly desired blue coloration.
  • the blue coloring results from an interference phenomenon of the light which is reflected on the surface of the component, in particular on the oxide layer which forms on the surface of the component under the effect of the heat treatment.
  • the coloring of the component therefore depends precisely on the thickness of the oxide layer and its composition.
  • the oxide layer that forms during the blueing heat treatment is actually composed of several different oxides, essentially hematite and magnetite. As a result, the components thus produced are slightly magnetic and can have a negative impact on the progress of a watch movement.
  • the hardness of the alloy used, before and after heat treatment is an important parameter to consider when manufacturing metal components, depending on the nature of this component as well as on the steps of the manufacturing process. considered in its entirety.
  • the use of austenitic alloys seems tricky when it comes to modifying the hardness of a given alloy since each modification of the composition of the alloy is likely to compromise the stability of the austenitic phase and lead to martensite formation at some point in the process.
  • a main object of the present invention is to provide a blue metallic component of high quality perceived, non-magnetic, and a method of manufacturing such a metal component, offering both flexibility in the choice of alloys may be used as needed and the guarantee of obtaining a non-magnetic metal component.
  • the present invention more particularly relates to a metal watch component having at least one portion covered with a substantially uniform blue coloring oxide layer, wherein this portion consists essentially of a copper-based alloy and in which wherein the blue color oxide layer contains a copper-based oxide, i.e., an oxide in which the copper has higher bulk ratios than any other metal that may be present.
  • the metal component according to the present invention is certainly non-magnetic, variations in the composition of the base alloy used for its manufacture being possible without calling into question this assurance, to enable the person skilled in the art to manufacture a metal component meeting its own needs, for example in terms of hardness.
  • the blue color oxide layer is mainly composed of a copper-based oxide such as copper oxide or a mixed oxide composed of copper and one or more other metals (for example nickel ) in which copper is the metal having the largest proportion by mass.
  • the composition of the blue color oxide layer advantageously corresponds to the composition of the product obtained by oxidative heat treatment of the copper-based alloy used to manufacture the metal component.
  • the copper-based alloy used may be an alloy selected from the group consisting of: cupronickels such as Pfinodal (registered trademark, Cu Ni 15 Sn 8) or lead-free copper-nickel-zinc alloys - preferably ARCAP type (registered trademark, Cu 65 Ni 25 Zn); copper-tin-zinc alloys; and unleaded brasses.
  • cupronickels such as Pfinodal (registered trademark, Cu Ni 15 Sn 8) or lead-free copper-nickel-zinc alloys - preferably ARCAP type (registered trademark, Cu 65 Ni 25 Zn); copper-tin-zinc alloys; and unleaded brasses.
  • the metal clock component may be a display pointer.
  • the component has a hardness substantially between 320 and 550HV (hardness according to the Vickers scale), preferably between 320 and 400HV.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing a metal watch component of the type which has just been presented, that is to say having at least one copper-based alloy portion and having a layer of blue color containing an oxide based cu drunk.
  • the blueing step may be carried out in a temperature range extending substantially between 325 and 420 ° C.
  • the method may comprise a step of prior heat treatment of the metal part to be treated implemented before the implementation of the blueing step.
  • This prior heat treatment step may in particular include an income operation.
  • the process may then also comprise at least one additional step, between the preliminary heat treatment step and the blueing step, comprising an operation (s) taken in the group comprising polishing, washing, straightening and tumbling.
  • the bluing heat treatment step preferably has a duration of substantially between 1 and 10 minutes.
  • the figure 1 represents a simplified front view of a metal watch component according to a preferred embodiment of the present invention, more specifically a needle 1.
  • the implementation of the present invention is not limited to a watchmaking needle, in terms of component and manufacturing method of this component. Those skilled in the art will not encounter any particular difficulty in adapting the present teaching to the manufacture of other watchmaking components or movement, such as for example screws.
  • the needle 1 is illustrated here schematically insofar as its shape does not matter for the implementation of the present invention and the skilled person can conform and size according to its own needs without departing from the scope of the invention.
  • the needle 1 typically comprises a barrel 2 having an opening 4 intended to ensure the assembly of the needle 1 to an axis of a mobile display of a watch movement (not shown here).
  • the figure 2 is a simplified cross-sectional view of a portion of the needle 1, to detail the structure.
  • the metal watch component is made of a copper-based alloy, so that it is not magnetic when its manufacture is complete.
  • the metal watch component comprises at least a portion 6 made of a copper-based alloy subjected to a blueing heat treatment, during implementation of the manufacturing method according to the present invention, leading to the formation of an oxide layer 8.
  • This oxide layer 8 contains in particular a copper oxide and gives the desired blue color to the metal component .
  • the bluing heat treatment step is advantageously carried out in an oven which, in addition to controlling the temperature, controls the level of oxygen present in the heating chamber, or possibly the humidity level.
  • these last two parameters can also be controlled by one or more additional devices independent of the oven without departing from the scope of the present invention.
  • the heat treatment step according to the present invention can be applied to the part to be treated for a period of between 1 and about 10 minutes.
  • the metal component according to the present invention is a component in the field of watchmaking.
  • the component according to the invention is a visible component on the finished product, that is to say the corresponding timepiece.
  • it may be for example a rough part such as a bridge, a screw or, preferably, a display needle, as mentioned above.
  • the preparation step before the blueing heat treatment step is an important preliminary step for the creation of the oxide layer.
  • a rather soft material initially for the shaping and caking stages ie say, whose hardness is preferably of the order of 190 to 220HV, while it will be made harder during the heat treatment steps (quenching and thermal treatment of blueing), that is to say with a hardness which will increase to 320 to 550HV, preferably 320 to 400HV, which is more suitable for the implementation of finishing operations (polishing, striking, tribofinishing).
  • the copper-based alloy chosen may advantageously be a commercially available alloy and taken from the group comprising, by way of non-limiting examples, Pfinodal (registered trademark, Cu Ni 15 Sn 8, ie 15% nickel, 8% tin, less than 0.5% other elements and the balance of copper), lead-free copper-nickel-zinc alloys - preferably of the ARCAP type (registered trademark, for example for ARCAP AP1, Cu 65 Ni 25 Zn, 65% copper, 25% nickel, 2% addition metals and the zinc balance), copper-tin-zinc alloys and lead-free brasses.
  • Pfinodal registered trademark, Cu Ni 15 Sn 8, ie 15% nickel, 8% tin, less than 0.5% other elements and the balance of copper
  • lead-free copper-nickel-zinc alloys - preferably of the ARCAP type (registered trademark, for example for ARCAP AP1, Cu 65 Ni 25 Zn, 65% copper, 25% nickel, 2% addition metals and the zinc balance

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Abstract

Composant métallique (1) présentant au moins une portion (6) recouverte d'une couche d'oxyde (8) de coloration bleue sensiblement uniforme, cette portion (6) étant constituée essentiellement d'un alliage à base de cuivre, la couche d'oxyde (8) de coloration bleue contenant un oxyde de cuivre. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel composant métallique (1) comportant notamment une étape de traitement thermique de bleuissage réalisée sous des conditions particulières, en termes de température, de taux d'oxygène et de taux d'humidité.

Figure imgaf001
A metallic component (1) having at least one portion (6) coated with a substantially uniform blue-colored oxide layer (8), said portion (6) consisting essentially of a copper-based alloy, the blue oxide (8) containing a copper oxide. The invention also relates to a method of manufacturing such a metal component (1) comprising in particular a bluing thermal treatment step carried out under particular conditions, in terms of temperature, oxygen content and moisture content.
Figure imgaf001

Description

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne un composant horloger métallique présentant au moins une portion recouverte d'une couche d'oxyde de coloration bleue sensiblement uniforme. En particulier, l'invention concerne un tel composant métallique dans le domaine de l'horlogerie, notamment une aiguille d'affichage, ainsi qu'une pièce d'horlogerie comportant au moins un tel composant métallique.The present invention relates to a metal watch component having at least one portion coated with a substantially uniform blue color oxide layer. In particular, the invention relates to such a metal component in the field of watchmaking, including a display needle, and a timepiece comprising at least one such metal component.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel composant horloger métallique comprenant notamment les étapes consistant à:

  • se munir d'une pièce métallique à traiter, conformée et dimensionnée de manière appropriée,
  • soumettre cette pièce métallique à un traitement thermique de bleuissage conduisant à la formation d'une couche d'oxyde de coloration bleue sur au moins une partie de sa surface.
The present invention also relates to a method of manufacturing such a metal watch component including in particular the steps of:
  • provide a metal part to be treated, shaped and sized appropriately,
  • subjecting this metal part to a bluing thermal treatment leading to the formation of a blue color oxide layer on at least a portion of its surface.

Etat de la techniqueState of the art

De tels composants métalliques ainsi que des procédés de fabrication correspondants ont déjà été divulgués dans l'art antérieur.Such metal components as well as corresponding manufacturing processes have already been disclosed in the prior art.

Ainsi, par exemple, la demande de brevet CH 708938 A2 présente un état des lieux à fin 2013 dans le domaine horloger, plus précisément pour la fabrication d'aiguilles d'affichage. Il est exposé dans cette demande que différents procédés de fabrication de composants métalliques sont connus qui permettent d'obtenir une coloration bleue en surface conférant une impression qualitative aux composants concernés.Thus, for example, the patent application CH 708938 A2 presents an inventory at the end of 2013 in the field of watchmaking, specifically for the manufacture of display needles. It is stated in this application that different methods of manufacturing metal components are known which make it possible to obtain a blue surface coloration imparting a qualitative impression to the components concerned.

En particulier, pour des aiguilles haut de gamme, un alliage d'acier spécifique soumis à un traitement thermique de bleuissage précisément défini permet d'obtenir une coloration bleue particulièrement recherchée. La coloration bleue résulte d'un phénomène d'interférence de la lumière qui se réfléchit sur la surface du composant, en particulier sur la couche d'oxyde qui se forme à la surface du composant sous l'effet du traitement thermique. La coloration du composant dépend par conséquent précisément de l'épaisseur de la couche d'oxyde et de sa composition. En général, avec le type d'acier le plus couramment employé, la couche d'oxyde qui se forme lors du traitement thermique de bleuissage est en réalité composée de plusieurs oxydes différents, essentiellement de l'hématite et de la magnétite. De ce fait, les composants ainsi fabriqués sont légèrement magnétiques et peuvent avoir un impact négatif sur la marche d'un mouvement horloger.In particular, for high-end needles, a specific steel alloy subjected to a precisely defined blueing heat treatment makes it possible to obtain a particularly desired blue coloration. The blue coloring results from an interference phenomenon of the light which is reflected on the surface of the component, in particular on the oxide layer which forms on the surface of the component under the effect of the heat treatment. The coloring of the component therefore depends precisely on the thickness of the oxide layer and its composition. In general, with the type of steel most commonly used, the oxide layer that forms during the blueing heat treatment is actually composed of several different oxides, essentially hematite and magnetite. As a result, the components thus produced are slightly magnetic and can have a negative impact on the progress of a watch movement.

Il ressort en outre de cette demande de brevet que des procédés ont été mis au point pour proposer des alternatives, notamment pour fabriquer des composants métalliques non magnétiques. En particulier, des procédés différents ont dû être développés en relation avec l'utilisation d'alliages à base de cuivre, donc non magnétiques, étant donné que ces alliages à base de cuivre ne seraient pas compatibles avec les traitements thermiques de bleuissage (paragraphe [0010]). Ainsi, une coloration bleue est procurée à certains composants métalliques en mettant en oeuvre un dépôt en phase vapeur, le composé déposé étant typiquement un oxyde de titane.It is further apparent from this patent application that methods have been developed to provide alternatives, especially for making non-magnetic metal components. In particular, different processes had to be developed in connection with the use of copper-based, and thus non-magnetic alloys, since these copper-based alloys would not be compatible with the thermal treatments of blueing (paragraph [ 0010]). Thus, a blue color is provided to certain metal components by implementing a vapor phase deposition, the deposited compound typically being a titanium oxide.

Ces procédés ne donnant pas entière satisfaction, la société qui a déposé cette demande suisse antérieure a elle-même développé un procédé alternatif pour fabriquer des composants métalliques de coloration bleue, en particulier des aiguilles. Partant du principe que l'utilisation d'un support cuivreux n'est pas compatible avec la mise en oeuvre d'un traitement thermique de bleuissage, elle a identifié des alliages métalliques de type austénitiques dont la phase austénitique, amagnétique, est stabilisée et susceptible d'être oxydée par traitement thermique pour prendre une coloration bleue. Les exemples d'alliages fournis sont à base de fer, de cobalt, de nickel, de chrome ou de molybdène. La présence de cuivre est mentionnée dans cette demande de brevet, parmi d'autres éléments possibles, pour remplir un rôle d'élément stabilisant de la phase austénitique, donc dans des proportions minoritaires. La mise en oeuvre de ce procédé présente toujours le risque de voir une partie de la phase austénitique se transformer en martensite qui est ferromagnétique donc non souhaitable.Since these processes are not entirely satisfactory, the company which filed this earlier Swiss application has itself developed an alternative method for manufacturing blue-colored metal components, in particular needles. Assuming that the use of a cuprous support is not compatible with the implementation of a blueing heat treatment, it has identified austenitic metal alloys whose austenitic, non-magnetic phase is stabilized and capable of to be oxidized by heat treatment to take a blue color. Examples of alloys provided are based on iron, cobalt, nickel, chromium or molybdenum. The presence of copper is mentioned in this patent application, among other possible elements, to fulfill a stabilizing element role of the austenitic phase, therefore in minority proportions. The implementation of this method always has the risk of seeing part of the austenitic phase turn into martensite which is ferromagnetic and therefore undesirable.

Par ailleurs, la dureté de l'alliage utilisé, avant et après traitement thermique, est un paramètre important à considérer lors de la fabrication de composants métalliques, en fonction de la nature de ce composant ainsi qu'en fonction des étapes du procédé de fabrication considéré dans sa globalité. L'utilisation d'alliages austénitiques semble délicate lorsqu'il s'agit de modifier la dureté d'un alliage donné étant donné que chaque modification de la composition de l'alliage est susceptible de compromettre la stabilité de la phase austénitique et de conduire à la formation de martensite à un moment ou l'autre du procédé.Furthermore, the hardness of the alloy used, before and after heat treatment, is an important parameter to consider when manufacturing metal components, depending on the nature of this component as well as on the steps of the manufacturing process. considered in its entirety. The use of austenitic alloys seems tricky when it comes to modifying the hardness of a given alloy since each modification of the composition of the alloy is likely to compromise the stability of the austenitic phase and lead to martensite formation at some point in the process.

Par conséquent, il est toujours souhaitable, en particulier dans le domaine de l'horlogerie, de disposer d'un procédé permettant de fabriquer un composant métallique de coloration bleue, de haute qualité perçue et non magnétique.Therefore, it is always desirable, particularly in the field of watchmaking, to have a method for manufacturing a metallic blue color component of high quality perceived and non-magnetic.

Divulgation de l'inventionDisclosure of the invention

Un but principal de la présente invention est de proposer un composant métallique de coloration bleue, de haute qualité perçue, amagnétique, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel composant métallique, offrant à la fois une certaine souplesse dans le choix des alliages susceptibles d'être utilisés en fonction des besoins et la garantie d'obtenir un composant métallique non magnétique.A main object of the present invention is to provide a blue metallic component of high quality perceived, non-magnetic, and a method of manufacturing such a metal component, offering both flexibility in the choice of alloys may be used as needed and the guarantee of obtaining a non-magnetic metal component.

A cet effet, la présente invention concerne plus particulièrement un composant horloger métallique présentant au moins une portion recouverte d'une couche d'oxyde de coloration bleue sensiblement uniforme, dans lequel cette portion est constituée essentiellement d'un alliage à base de cuivre et dans lequel la couche d'oxyde de coloration bleue contient un oxyde à base de cuivre, c'est-à-dire un oxyde dans lequel le cuivre présente des proportions en masse supérieures à celles de tout autre métal éventuellement présent.For this purpose, the present invention more particularly relates to a metal watch component having at least one portion covered with a substantially uniform blue coloring oxide layer, wherein this portion consists essentially of a copper-based alloy and in which wherein the blue color oxide layer contains a copper-based oxide, i.e., an oxide in which the copper has higher bulk ratios than any other metal that may be present.

Grâce à ces caractéristiques, le composant métallique selon la présente invention est assurément amagnétique, des variations de la composition de l'alliage de base utilisé pour sa fabrication étant possibles sans remettre en cause cette assurance, pour permettre à l'homme du métier de fabriquer un composant métallique répondant à ses propres besoins, par exemple en termes de dureté.Thanks to these characteristics, the metal component according to the present invention is certainly non-magnetic, variations in the composition of the base alloy used for its manufacture being possible without calling into question this assurance, to enable the person skilled in the art to manufacture a metal component meeting its own needs, for example in terms of hardness.

De manière préférée, la couche d'oxyde de coloration bleue est majoritairement constituée d'un oxyde à base de cuivre tel que l'oxyde de cuivre ou un oxyde mixte composé de cuivre et d'un ou plusieurs autres métaux (par exemple de nickel) dans lequel le cuivre est le métal présentant la plus grande proportion en masse. Plus particulièrement, la composition de la couche d'oxyde de coloration bleue correspond avantageusement à la composition du produit obtenu par traitement thermique oxydant de l'alliage à base de cuivre utilisé pour fabriquer le composant métallique.Preferably, the blue color oxide layer is mainly composed of a copper-based oxide such as copper oxide or a mixed oxide composed of copper and one or more other metals (for example nickel ) in which copper is the metal having the largest proportion by mass. More particularly, the composition of the blue color oxide layer advantageously corresponds to the composition of the product obtained by oxidative heat treatment of the copper-based alloy used to manufacture the metal component.

De manière avantageuse, l'alliage à base de cuivre utilisé pourra être un alliage pris dans le groupe comprenant : des cupronickels tel que le Pfinodal (marque déposée, Cu Ni 15 Sn 8) ou des alliages cuivre-nickel-zinc sans plomb - préférablement de type ARCAP (marque déposée, Cu 65 Ni 25 Zn) ; des alliages cuivre-étain-zinc ; et des laitons sans plomb.Advantageously, the copper-based alloy used may be an alloy selected from the group consisting of: cupronickels such as Pfinodal (registered trademark, Cu Ni 15 Sn 8) or lead-free copper-nickel-zinc alloys - preferably ARCAP type (registered trademark, Cu 65 Ni 25 Zn); copper-tin-zinc alloys; and unleaded brasses.

Selon un mode de réalisation préféré, le composant horloger métallique pourra être une aiguille d'affichage. Dans ce cas, on pourra avantageusement prévoir que le composant présente une dureté sensiblement comprise entre 320 et 550HV (dureté selon l'échelle Vickers), préférablement entre 320 et 400HV.According to a preferred embodiment, the metal clock component may be a display pointer. In this case, it can advantageously be provided that the component has a hardness substantially between 320 and 550HV (hardness according to the Vickers scale), preferably between 320 and 400HV.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un composant horloger métallique du type qui vient d'être présenté, c'est-à-dire comportant au moins une portion en alliage à base de cuivre et présentant une couche d'oxyde de coloration bleue contenant un oxyde à base de cu ivre.The present invention also relates to a method for manufacturing a metal watch component of the type which has just been presented, that is to say having at least one copper-based alloy portion and having a layer of blue color containing an oxide based cu drunk.

En effet, contre toute attente, la Demanderesse a réussi à mettre au point des conditions opératoires grâce auxquelles un alliage métallique à base de cuivre peut subir un traitement thermique oxydant donnant lieu à l'apparition d'une couche d'oxyde de cuivre de coloration bleue.Indeed, against all odds, the Applicant has succeeded in developing operating conditions by which a copper-based metal alloy can undergo oxidative heat treatment giving rise to the appearance of a layer of copper oxide staining blue.

Ainsi, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tel composant métallique comprenant les étapes consistant à:

  • se munir d'une pièce métallique à traiter, conformée et dimensionnée de manière appropriée,
  • soumettre la pièce métallique à un traitement thermique de bleuissage conduisant à la formation d'une couche d'oxyde de coloration bleue sur au moins une partie de sa surface,
    • la pièce métallique étant constituée d'un alliage à base de cuivre et l'étape de bleuissage étant effectuée dans les conditions opératoires suivantes:
  • à une température comprise sensiblement entre 300 et 450°C,
  • avec un taux d'oxygène compris sensiblement entre 10 et 20%,
  • avec un taux d'humidité compris sensiblement entre 10 et 25%.
Thus, the present invention relates to a method of manufacturing such a metal component comprising the steps of:
  • provide a metal part to be treated, shaped and sized appropriately,
  • subjecting the metal part to a bluing thermal treatment, resulting in the formation of a blue color oxide layer on at least a portion of its surface,
    • the metal part being made of a copper-based alloy and the blueing step being carried out under the following operating conditions:
  • at a temperature of substantially between 300 and 450 ° C,
  • with an oxygen content substantially between 10 and 20%,
  • with a moisture content substantially between 10 and 25%.

De manière préférée, l'étape de bleuissage peut être effectuée suivant une plage en températures s'étendant sensiblement entre 325 et 420°C.Preferably, the blueing step may be carried out in a temperature range extending substantially between 325 and 420 ° C.

Selon un mode de réalisation préféré, la pièce métallique à traiter est constituée d'un alliage de cuivre présentant une dureté comprise sensiblement

  • entre 190 et 220HV avant la mise en oeuvre de l'étape de bleuissage, et
  • entre 320 et 550HV, préférablement entre 320 et 400HV, après la mise en oeuvre de l'étape de bleuissage.
According to a preferred embodiment, the metal part to be treated is made of a copper alloy having a hardness substantially
  • between 190 and 220HV before the implementation of the blueing step, and
  • between 320 and 550HV, preferably between 320 and 400HV, after carrying out the blueing step.

Plus particulièrement, lorsque le composant métallique est une aiguille d'affichage pour pièce d'horlogerie, le procédé peut comporter une étape de traitement thermique préalable de la pièce métallique à traiter mise en oeuvre avant la mise en oeuvre de l'étape de bleuissage. Cette étape de traitement thermique préalable peut notamment comporter une opération de revenu.More particularly, when the metal component is a display needle for a timepiece, the method may comprise a step of prior heat treatment of the metal part to be treated implemented before the implementation of the blueing step. This prior heat treatment step may in particular include an income operation.

En outre, le procédé peut alors comporter également au moins une étape supplémentaire, entre l'étape de traitement thermique préalable et l'étape de bleuissage, comportant une/des opération(s) prise(s) dans le groupe comprenant le polissage, le lavage, le redressage et le tonnelage.In addition, the process may then also comprise at least one additional step, between the preliminary heat treatment step and the blueing step, comprising an operation (s) taken in the group comprising polishing, washing, straightening and tumbling.

De manière générale, l'étape de traitement thermique de bleuissage présente préférablement une durée comprise sensiblement entre 1 et 10 minutes.In general, the bluing heat treatment step preferably has a duration of substantially between 1 and 10 minutes.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels:

  • la figure 1 représente une vue de face simplifiée d'un composant métallique selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, et
  • la figure 2 représente une vue en coupe transversale simplifiée d'une partie du composant métallique de la figure 1.
Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the detailed description of a preferred embodiment which follows, made with reference to the appended drawings given by way of non-limiting example and in which:
  • the figure 1 represents a simplified front view of a metal component according to a preferred embodiment of the present invention, and
  • the figure 2 represents a simplified cross-sectional view of a portion of the metal component of the figure 1 .

Mode(s) de réalisation de l'inventionMode (s) of realization of the invention

La figure 1 représente une vue de face simplifiée d'un composant horloger métallique selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, plus précisément d'une aiguille 1.The figure 1 represents a simplified front view of a metal watch component according to a preferred embodiment of the present invention, more specifically a needle 1.

La mise en oeuvre de la présente invention n'est pas limitée à une aiguille dans le domaine horloger, en termes de composant et de procédé de fabrication de ce composant. L'homme du métier ne rencontrera aucune difficulté particulière pour adapter le présent enseignement à la fabrication d'autres composants horlogers d'habillage ou du mouvement, comme par exemple des vis.The implementation of the present invention is not limited to a watchmaking needle, in terms of component and manufacturing method of this component. Those skilled in the art will not encounter any particular difficulty in adapting the present teaching to the manufacture of other watchmaking components or movement, such as for example screws.

L'aiguille 1 est illustrée ici de manière schématique dans la mesure où sa forme importe peu pour la mise en oeuvre de la présente invention et l'homme du métier pourra la conformer et la dimensionner en fonction de ses propres besoins sans sortir du cadre de l'invention.The needle 1 is illustrated here schematically insofar as its shape does not matter for the implementation of the present invention and the skilled person can conform and size according to its own needs without departing from the scope of the invention.

L'aiguille 1 comprend typiquement un canon 2 présentant une ouverture 4 destinée à assurer l'assemblage de l'aiguille 1 à un axe d'un mobile d'affichage d'un mouvement horloger (non représentés ici).The needle 1 typically comprises a barrel 2 having an opening 4 intended to ensure the assembly of the needle 1 to an axis of a mobile display of a watch movement (not shown here).

La figure 2 représente une vue en coupe transversale simplifiée d'une partie de l'aiguille 1, permettant d'en détailler la structure.The figure 2 is a simplified cross-sectional view of a portion of the needle 1, to detail the structure.

Conformément à la présente invention, le composant horloger métallique est fabriqué en un alliage à base de cuivre, de telle manière qu'il ne soit pas magnétique lorsque sa fabrication est achevée. Ainsi, le composant horloger métallique comporte au moins une portion 6 constituée d'un alliage à base de cuivre soumise à un traitement thermique de bleuissage, au cours de la mise en oeuvre du procédé de fabrication selon la présente invention, conduisant à la formation d'une couche d'oxyde 8. Cette couche d'oxyde 8 contient notamment un oxyde à base de cuivre et confère la coloration bleue recherchée au composant métallique.According to the present invention, the metal watch component is made of a copper-based alloy, so that it is not magnetic when its manufacture is complete. Thus, the metal watch component comprises at least a portion 6 made of a copper-based alloy subjected to a blueing heat treatment, during implementation of the manufacturing method according to the present invention, leading to the formation of an oxide layer 8. This oxide layer 8 contains in particular a copper oxide and gives the desired blue color to the metal component .

En effet, contrairement à l'idée reçue selon laquelle un traitement thermique de bleuissage ne peut pas être appliqué à un alliage à base de cuivre, comme cela ressort par exemple de l'enseignement de la demande de brevet CH 708938 A2 citée plus haut, la Demanderesse a réussi à identifier des conditions opératoires particulières qui permettent d'effectuer un tel traitement. On notera que ces conditions opératoires diffèrent dans l'ensemble de celles typiquement mises en oeuvre en relation avec les procédés de bleuissage connus, c'est-à-dire qu'une température d'environ 300°C est généralement appliquée à la pièce à traiter pendant une durée de l'ordre de 3 à 5 minutes.Indeed, contrary to the conventional wisdom that a bluing heat treatment can not be applied to a copper-based alloy, as is apparent for example from the teaching of the patent application CH 708938 A2 cited above, the Applicant has succeeded in identifying particular operating conditions that make it possible to perform such a treatment. It will be noted that these operating conditions differ in all of those typically used in connection with the known blueing processes, ie a temperature of about 300 ° C. is generally applied to the workpiece. treat for a period of about 3 to 5 minutes.

Ainsi, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un composant métallique constitué d'un alliage à base de cuivre comprenant les étapes consistant à:

  • se munir d'une pièce métallique à traiter, constituée d'un alliage à base de cuivre, conformée et dimensionnée de manière appropriée,
  • soumettre cette pièce métallique à une étape de préparation de sa surface
  • soumettre cette pièce métallique à un traitement thermique de bleuissage conduisant à la formation d'un oxyde de coloration bleue sur au moins une partie de sa surface, cette étape de bleuissage étant effectuée dans les conditions opératoires suivantes:
  • à une température comprise sensiblement entre 300 et 450°C, plus préférablement entre 325 et 420°C,
  • avec un taux d'oxygène compris sensiblement entre 10 et 20%,
  • avec un taux d'humidité compris sensiblement entre 10 et 25%.
Thus, the present invention relates to a method of manufacturing a metal component consisting of a copper-based alloy comprising the steps of:
  • provide a metal part to be treated, made of a suitably shaped and sized copper alloy,
  • subject this metal part to a stage of preparation of its surface
  • subjecting this metal part to a bluing thermal treatment leading to the formation of a blue color oxide on at least a part of its surface, this bluing step being carried out under the following operating conditions:
  • at a temperature substantially between 300 and 450 ° C, more preferably between 325 and 420 ° C,
  • with an oxygen content substantially between 10 and 20%,
  • with a moisture content substantially between 10 and 25%.

L'étape de traitement thermique de bleuissage est avantageusement mise en oeuvre dans un four permettant, outre le contrôle de la température, de contrôler le taux d'oxygène présent dans l'enceinte chauffante, voire éventuellement le taux d'humidité. Toutefois, ces deux derniers paramètres peuvent également être contrôlés par un ou plusieurs dispositifs additionnels indépendants du four sans sortir du cadre de la présente invention.The bluing heat treatment step is advantageously carried out in an oven which, in addition to controlling the temperature, controls the level of oxygen present in the heating chamber, or possibly the humidity level. However, these last two parameters can also be controlled by one or more additional devices independent of the oven without departing from the scope of the present invention.

De manière générale, l'étape de traitement thermique selon la présente invention peut être appliquée à la pièce à traiter pendant une durée comprise entre 1 et 10 minutes environ.In general, the heat treatment step according to the present invention can be applied to the part to be treated for a period of between 1 and about 10 minutes.

Le composant métallique selon la présente invention est un composant dans le domaine de l'horlogerie. Avantageusement, le composant selon l'invention est un composant visible sur le produit fini, c'est-à-dire la pièce d'horlogerie correspondante. Ainsi, il peut s'agir par exemple d'une partie d'ébauche comme un pont, d'une vis ou, de manière préférée, d'une aiguille d'affichage, comme mentionné précédemment.The metal component according to the present invention is a component in the field of watchmaking. Advantageously, the component according to the invention is a visible component on the finished product, that is to say the corresponding timepiece. Thus, it may be for example a rough part such as a bridge, a screw or, preferably, a display needle, as mentioned above.

Dans le cas d'une aiguille d'affichage pour pièce d'horlogerie, un procédé de fabrication typique comporte les opérations suivantes, partant d'une bande métallique dont la composition correspond ici à un alliage adapté, à base de cuivre:

  1. 1/ Fluage
  2. 2/ Découpage
  3. 3/Lavage
  4. 4/ Traitement thermique (revenu)
  5. 5/Lavage
  6. 6/ Redressage
  7. 7/ Polissage
  8. 8/Lavage
  9. 9/ Tonnelage
  10. 10/ Redressage
  11. 11/ Préparation de surface (décapage, neutralisation, lavage)
  12. 12/ Traitement thermique de bleuissage
  13. 13/ Visitage
  14. 14/ Rivetage
  15. 15/ Conditionnement
In the case of a timepiece display needle, a typical manufacturing process comprises the following operations, starting from a metal strip whose composition corresponds here to a suitable alloy, based on copper:
  1. 1 / Creep
  2. 2 / Cutting
  3. 3 / wash
  4. 4 / Heat treatment (income)
  5. 5 / wash
  6. 6 / Straightening
  7. 7 / Polishing
  8. 8 / Wash
  9. 9 / Tonnelage
  10. 10 / Straightening
  11. 11 / Surface preparation (stripping, neutralization, washing)
  12. 12 / Thermal treatment of blueing
  13. 13 / Visiting
  14. 14 / Riveting
  15. 15 / Packaging

L'étape de préparation avant l'étape de traitement thermique de bleuissage est une étape préalable importante pour la création de la couche d'oxyde.The preparation step before the blueing heat treatment step is an important preliminary step for the creation of the oxide layer.

Différents types d'alliages à base de cuivre peuvent être utilisés pour réaliser un composant métallique bleui, de manière générale, sans sortir du cadre de la présente invention.Various types of copper-based alloys can be used to make a blued metal component, generally, within the scope of the present invention.

Dans le cas de la fabrication d'un composant horloger, et plus particulièrement d'une aiguille, il est préférable d'avoir une matière plutôt molle au départ pour les étapes de mise en forme (fluage et découpage), c'est-à-dire dont la dureté est préférablement de l'ordre de 190 à 220HV, tandis qu'elle sera rendue plus dure au cours des étapes de traitements thermiques (trempe et traitement thermique de bleuissage), c'est-à-dire avec une dureté qui augmentera vers 320 à 550HV, préférablement 320 à 400HV, ce qui est plus adapté pour la mise en oeuvre des opérations de finition (polissage, frappe, tribofinition).In the case of the manufacture of a watch component, and more particularly of a needle, it is preferable to have a rather soft material initially for the shaping and caking stages, ie say, whose hardness is preferably of the order of 190 to 220HV, while it will be made harder during the heat treatment steps (quenching and thermal treatment of blueing), that is to say with a hardness which will increase to 320 to 550HV, preferably 320 to 400HV, which is more suitable for the implementation of finishing operations (polishing, striking, tribofinishing).

On notera que l'alliage à base de cuivre choisi peut avantageusement être un alliage disponible dans le commerce et pris dans le groupe comprenant, à titre d'exemples non limitatifs, le Pfinodal (marque déposée, Cu Ni 15 Sn 8, soit 15% de nickel, 8% d'étain, moins de 0,5% d'autres éléments et le solde de cuivre), les alliages cuivre-nickel-zinc sans plomb - préférablement de type ARCAP (marque déposée, par exemple pour l'ARCAP AP1, Cu 65 Ni 25 Zn, soit 65% de cuivre, 25% de nickel, 2% de métaux d'addition et le solde de zinc) -, les alliages cuivre-étain-zinc et les laitons sans plomb.It will be noted that the copper-based alloy chosen may advantageously be a commercially available alloy and taken from the group comprising, by way of non-limiting examples, Pfinodal (registered trademark, Cu Ni 15 Sn 8, ie 15% nickel, 8% tin, less than 0.5% other elements and the balance of copper), lead-free copper-nickel-zinc alloys - preferably of the ARCAP type (registered trademark, for example for ARCAP AP1, Cu 65 Ni 25 Zn, 65% copper, 25% nickel, 2% addition metals and the zinc balance), copper-tin-zinc alloys and lead-free brasses.

La description qui précède s'attache à décrire un mode de réalisation particulier à titre d'illustration non limitative et, l'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre de certaines caractéristiques particulières qui viennent d'être décrites, comme par exemple la nature du composant métallique de coloration bleue fabriqué telle qu'elle a été mentionnée ou encore les alliages à base de cuivre expressément mentionnés. En effet, comme signalé précédemment, le procédé de fabrication qui a été décrit permet à l'homme du métier de réaliser une grande variété de composants métalliques de coloration bleue, en partant d'une grande variété d'alliages à base de cuivre en fonction de ses propres besoins, sans aucune difficulté et, de ce fait, sans sortir du cadre de la présente invention.The foregoing description attempts to describe a particular embodiment by way of non-limiting illustration and the invention is not limited to the implementation of certain particular features which have just been described, for example the nature of the blue metal component manufactured as mentioned or the copper-based alloys specifically mentioned. Indeed, as previously reported, the manufacturing method that has been described allows the skilled person to achieve a wide variety of blue-colored metal components, starting from a wide variety of copper-based alloys depending of his own needs, without any difficulty and, therefore, without departing from the scope of the present invention.

Claims (14)

Composant horloger métallique (1) présentant au moins une portion (6) recouverte d'une couche d'oxyde (8) de coloration bleue sensiblement uniforme, caractérisé en ce que ladite portion (6) est constituée essentiellement d'un alliage à base de cuivre et en ce que ladite couche d'oxyde (8) de coloration bleue contient un oxyde à base de cuivre.Metal watch component (1) having at least one portion (6) covered with a substantially uniform blue-colored oxide layer (8), characterized in that said portion (6) consists essentially of an alloy based on copper and in that said blue-colored oxide layer (8) contains a copper-based oxide. Composant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche d'oxyde (8) de coloration bleue est majoritairement constituée d'oxyde de cuivre ou d'un oxyde mixte composé de cuivre et d'un ou plusieurs autres métaux et dans lequel le cuivre présente des proportions en masse supérieures à celles de tout autre métal éventuellement présent.Component (1) according to claim 1, characterized in that said blue-colored oxide layer (8) consists mainly of copper oxide or a mixed oxide composed of copper and one or more other metals and in which the copper has higher proportions by weight than any other metal that may be present. Composant (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la composition de ladite couche d'oxyde (8) de coloration bleue correspond sensiblement à la composition du produit obtenu par traitement thermique oxydant dudit alliage à base de cuivre.Component (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the composition of said blue-colored oxide layer (8) substantially corresponds to the composition of the product obtained by oxidative heat treatment of said copper-based alloy. Composant (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit alliage à base de cuivre est un alliage pris dans le groupe comprenant les cupronickels, les alliages cuivre-étain-zinc et les laitons sans plomb.Component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that said copper-based alloy is an alloy taken from the group comprising cupronickels, copper-tin-zinc alloys and lead-free brasses. Composant (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente une dureté sensiblement comprise entre 320 et 550HV, préférablement entre 320 et 400HV, et en ce qu'il constitue une aiguille d'affichage.Component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a hardness substantially between 320 and 550HV, preferably between 320 and 400HV, and in that it constitutes a display pointer. Pièce d'horlogerie comportant au moins un composant métallique (1) selon l'une des revendications 1 à 5.Timepiece comprising at least one metal component (1) according to one of Claims 1 to 5. Procédé de fabrication d'un composant horloger métallique (1) selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant les étapes consistant à: - se munir d'une pièce métallique à traiter, conformée et dimensionnée de manière appropriée, - soumettre cette pièce métallique à une étape de préparation de sa surface - soumettre ladite pièce métallique à un traitement thermique de bleuissage conduisant à la formation d'une couche d'oxyde (8) de coloration bleue sur au moins une partie de sa surface, caractérisé en ce que ladite pièce métallique est constituée d'un alliage à base de cuivre et en ce que ladite étape de bleuissage est effectuée dans les conditions opératoires suivantes: - à une température comprise sensiblement entre 300 et 450°C, - avec un taux d'oxygène compris sensiblement entre 10 et 20%, - avec un taux d'humidité compris sensiblement entre 10 et 25%. A method of manufacturing a metal watch component (1) according to one of claims 1 to 5, comprising the steps of: - provide a metal part to be treated, shaped and dimensioned appropriately, - subject this metal part to a stage of preparation of its surface - subjecting said metal part to a bluing thermal treatment leading to the formation of a blue-colored oxide layer (8) on at least a portion of its surface, characterized in that said metal part is made of a copper-based alloy and in that said blueing step is carried out under the following operating conditions: at a temperature of substantially between 300 and 450 ° C., with an oxygen content substantially between 10 and 20%, with a moisture content substantially between 10 and 25%. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite étape de bleuissage est effectuée préférablement suivant une plage en températures s'étendant sensiblement entre 325 et 420°C.Method according to claim 7, characterized in that said blueing step is preferably carried out in a temperature range extending substantially between 325 and 420 ° C. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ladite pièce métallique à traiter est constituée d'un alliage de cuivre présentant une dureté comprise sensiblement entre 190 et 220HV avant la mise en oeuvre de ladite étape de bleuissage, et entre 320 et 550HV, préférablement entre 320 et 400HV, après la mise en oeuvre de ladite étape de bleuissage. Process according to Claim 7 or 8, characterized in that the said metal part to be treated consists of a copper alloy having a hardness substantially between 190 and 220HV before the implementation of said blueing step, and between 320 and 550HV, preferably between 320 and 400HV, after the implementation of said blueing step. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite pièce métallique à traiter est constituée d'au moins l'un des alliages pris dans le groupe comprenant les cupronickels, les alliages cuivre-étain-zinc et les laitons sans plomb.Process according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the said metal part to be treated consists of at least one of the alloys taken from the group comprising cupronickels, copper-tin-zinc alloys and brasses without lead. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ledit composant métallique (1) est une aiguille d'affichage pour pièce d'horlogerie, le procédé comportant une étape de traitement thermique préalable de ladite pièce métallique à traiter mise en oeuvre avant la mise en oeuvre de l'étape de bleuissage.Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that said metal component (1) is a display needle for a timepiece, the method comprising a step of prior heat treatment of said metal part to be processed. before the implementation of the blueing step. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite étape de traitement thermique préalable comprend une opération de revenu.Process according to claim 11, characterized in that said preliminary heat treatment step comprises a revenue operation. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte également au moins une étape supplémentaire, entre ladite étape de traitement thermique préalable et ladite étape de bleuissage, comportant une opération prise dans le groupe comprenant le polissage, le lavage, le redressage et le tonnelage.Process according to Claim 11 or 12, characterized in that it also comprises at least one additional step, between said preliminary heat treatment step and said blueing step, comprising an operation taken from the group consisting of polishing, washing, washing, straightening and tumbling. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que ladite étape de traitement thermique de bleuissage présente une durée comprise sensiblement entre 1 et 10 minutes.Method according to one of claims 7 to 13, characterized in that said step of blueing heat treatment has a duration of substantially between 1 and 10 minutes.
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