JP2020187134A - 固定式時計又は携行式時計のムーブメントのための渦巻き状のばね及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 高い弾性限界を得る必要性
− 製造、特に、線引と圧延、が容易にできること
− 優れた疲労に対する強さ
− 時間にわたって性能が安定していること
− 断面が小さいこと
100重量%までの残りの量のニオブと、
40〜49重量%のチタンと、
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量の元素と
によって構成するニオブベースの合金で作られており、
前記微少量の元素がそれぞれ0〜1600重量ppmの量含有され、
前記微少量の元素のすべての合計量が0〜0.3重量%であり、
チタンは、実質的に、β相(体心立方構造)でありニオブとの固溶体の形態であり、
α相(六方最密構造)のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界及び100GPa未満の弾性係数を有する。
100重量%までの残りの量のニオブと、40〜49重量%のチタンと、及びO、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれそれぞれの元素を0
〜1600重量ppmの量含有しすべての合計量が0〜0.3重量%である微少量の元素とによって構成するニオブベースの合金製のブランクを作るステップと、
α相のチタンの含有量が5体積%以下である、ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であるように、所与の直径の前記ブランクをβ型硬化させるステップと、
少なくとも1回の熱処理ステップと代わる代わる行われる前記合金を変形させる少なくとも1回の変形ステップと
を有し、
この熱処理ステップと変形ステップの回数は、得られた前記ニオブベースの合金が、前記ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態である構造を保持するように制限されており、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界と100GPa以下の弾性係数を有し、最後の熱処理ステップの前に、渦巻き状のばねを形成するように前記合金を巻くステップを行う。
100重量%までの残りの量のニオブと、
40〜49重量%のチタンと、及び
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alによって構成する群から選ばれた微少量の元素と
によって構成しているニオブベースの合金で作られている。前記元素のそれぞれは、0〜1600重量ppm含有し、前記元素のすべての合計量は、0〜0.3重量%であり、チタンは、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり、α相のチタンの含有量は、10体積%以下である。
くなるという問題につながる。ニオブのレベルが高すぎる場合、合金は柔らかすぎになる。本発明の開発によって、約47重量%のチタン含有量という前記の2つの特性の間の最適な妥協点を決めることができた。
TEC)は、発振器の熱係数を±0.6s/j/℃の範囲内とするように0近く(±10ppm/℃)でなければならない。
− 100重量%までの残りの量のニオブと、40〜49重量%のチタンと、O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量の元素とを含有し、前記元素のそれぞれが0〜1600重量ppm含有し、前記元素すべての合計量が0〜0.3重量%である、ニオブベースの合金のブランクを作るステップと、
− 前記ニオブベースの合金のチタンが実質的にニオブがβ相となっておりα相のチタンの含有量が5体積%以下である固溶体の形態であるように、前記ブランクに対して所与の直径でタイプβ硬化を行うステップと、
− 少なくとも1回の熱処理を行うステップと代わる代わる行われる前記合金を変形させる少なくとも1回の変形ステップと
を有し、前記熱処理を行うステップと前記変形ステップの回数は、得られるニオブベースの合金が、そのニオブベースの合金のチタンが実質的にβ相でありニオブとの固溶体の形態でありα相のチタンの含有量が10体積%以下であり弾性限界が600MPa以上であり弾性係数が100GPa以下であるような実質的に単相構造を保持するように制限され、
最後の熱処理するステップの前に、渦巻き状のばねを形成するように巻くステップを有し、この最後の熱処理するステップによって、渦巻き状のばねの形をフィックスし、かつ、熱弾性係数を調整することができる。
ランク上に堆積させるステップを有する。これによって、ワイヤーの形態を形成することが促進される。
O2及びAlOからなる群から選択された材料の最終的な層をPVD又はCVDによって
堆積させるステップを有することができる。金が表面層の延性材としてまだ用いられていなければ、フラッシュ堆積された金又は電気めっきされた金の最終層も設けることができる。また、最終層の材料が表面層の延性材とは異なることを前提に、銅、ニッケル、キュプロニッケル、キュプロマンガン、銀、ニッケル−リン(Ni−P)及びニッケル−ホウ素(Ni−B)を最終層に用いることができる。
が組み合わさった高い機械的性質を有する。この特性の組み合わせは渦巻き状のばねに非常に適している。
果と同様な効果がある。
Claims (22)
- 固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車が取り付けられるように意図された渦巻き状のばねであって、
100重量%までの残りの量のニオブと、
40〜49重量%のチタンと、
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれた微少量の元素と
によって構成するニオブベースの合金で作られており、
前記微少量の元素がそれぞれ0〜1600重量ppmの量含有され、
前記微少量の元素のすべての合計量が0〜0.3重量%であり、
チタンは、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であり、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界及び100GPa未満の弾性係数を有する
ことを特徴とする渦巻き状のばね。 - 前記α相のチタンの含有量は、5体積%以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の渦巻き状のばね。 - 前記合金は、チタンを44〜49重量%含有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の渦巻き状のばね。 - 前記合金は、チタンを46〜48重量%含有する
ことを特徴とする請求項3に記載の渦巻き状のばね。 - 前記合金は、チタンを46.5重量%以上含有する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の渦巻き状のばね。 - 前記合金は、チタンを47.5重量%未満含有する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の渦巻き状のばね。 - 固定式時計又は携行式時計のムーブメントのバランス車が取り付けられるように意図された渦巻き状のばねの製造方法であって、
100重量%までの残りの量のニオブと、40〜49重量%のチタンと、及びO、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Alからなる群から選ばれそれぞれの元素を0〜1600重量ppmの量含有しすべての合計量が0〜0.3重量%である微少量の元素とによって構成するニオブベースの合金製のブランクを作るステップと、
α相のチタンの含有量が10体積%以下である、ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態であるように、所与の直径の前記ブランクをβ型硬化させるステップと、
少なくとも1回の熱処理ステップと代わる代わる行われる前記合金を変形させる少なくとも1回の変形ステップと
を有し、
この熱処理ステップと変形ステップの回数は、得られた前記ニオブベースの合金が、前記ニオブベースの合金のチタンが、実質的に、β相でありニオブとの固溶体の形態である構造を保持するように制限されており、
α相のチタンの含有量は、10体積%以下であり、
前記合金は、600MPa以上の弾性限界と100GPa以下の弾性係数を有し、最後の熱処理ステップの前に、渦巻き状のばねを形成するように前記合金を巻くステップを行う
ことを特徴とする方法。 - 前記変形ステップは、線引及び/又は圧延を伴う
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記合金に対して行われる最後の変形処理は、圧延である
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 変形度が1〜5である単一の変形ステップを有する
ことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の方法。 - 変形度が2〜5である単一の変形ステップを有する
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 全体的な変形度、熱処理の回数、そして、熱処理のパラメーターは、できるだけ0に近い熱弾性係数を有する渦巻き状のばねを得るように選択される
ことを特徴とする請求項7〜11のいずれかに記載の方法。 - β硬化ステップの後に、変形ステップ、巻きステップ及び熱処理ステップを有する
ことを特徴とする請求項7〜12のいずれかに記載の方法。 - 中間的熱処理ステップを有する
ことを特徴とする請求項13に記載の方法。 - β硬化ステップは、真空下で700〜1000℃の温度で5分〜2時間行われる固溶化処理であり、その後に、気体の環境で冷却する
ことを特徴とする請求項7〜14のいずれかに記載の方法。 - 前記熱処理は、350〜700℃の温度で1〜15時間行われる
ことを特徴とする請求項7〜15のいずれかに記載の方法。 - 前記熱処理は、350〜600℃の温度で5〜10時間行われる
ことを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 前記熱処理は、400〜500℃の温度で3〜6時間行われる
ことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記変形ステップの前に、ワイヤーの形を形成することを促進するように、前記合金のブランク上に、銅、ニッケル、キュプロニッケル、キュプロマンガン、金、銀、ニッケル−リン(Ni−P)及びニッケル−ホウ素(Ni−B)からなる群から選ばれた延性材の表面層を堆積させるステップを有する
ことを特徴とする請求項7〜18のいずれかに記載の方法。 - 前記変形ステップの後に、前記延性材の表面層を取り除くステップを有する
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記延性材の表面層は保持され、これに応じて前記ニオブベースの合金の熱弾性係数が適合される
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 保持された延性材の表面層上に、前記表面層の延性材とは異なるように選ばれた、銅、ニッケル、キュプロニッケル、キュプロマンガン、銀、ニッケル−リン(Ni−P)、ニッケル−ホウ素(Ni−B)、金、Al2O3、TiO2、SiO2及びAlOからなる群から選ばれた材料の最終層を堆積させるステップを有する
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。
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