JP2021110726A - 計時器用ムーブメントのためのバランスばね及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
− 高い弾性限界値を得る必要性
− 加工の容易さ、特に、引き出しと圧延の容易さ、
− 疲労強度が優れていること
− 長い期間にわたってのパフォーマンスの安定性
− 断面が小さいこと
a)
100重量%までの残りの量のNbと、
5〜95重量%のTiと、及び
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu及びAlからなる群から選択される一又は複数の微量元素であって、前記元素のそれぞれの含有量が0〜1600重量ppmであり、前記元素全体の総量が0〜0.3重量%である、微量元素と
を含有する合金によって作られたNb−Tiによって作られたコアを備えるブランクを利用可能にするステップと、
b)前記Nb−Tiによって作られたコアを備えるブランクのまわりに第1の厚みを有する第1の材料の層を形成するステップと、
c)前記ステップb)によって得られたブランクのまわりに、第1の材料の層の厚みよりも大きい第2の厚みを有する第2の材料の層を形成するステップであって、前記第1の材料と前記第2の材料が、前記第1の材料を実質的に攻撃することなく、物理的又は化学的に選択的に除去することができるように選択される、ステップと、
d)
d1)前記ステップc)によって得られたブランクを較正直径と呼ばれる所定の直径を有する丸いブランクにする一連の成形段階のステップと、及び
d2)前記ステップd1)によって得られた丸いブランクを平坦に圧延する一連の圧延ステップと
を備えるいくつかのシーケンスによってブランクを成形するステップと、
e)圧延されたワイヤ状のブランクを所定の長さを有するブレードに切断するステップと、
f)バランスばねを形成するように前記ブレードを巻くステップと、並びに
g)バランスばねの最終熱処理を行うステップと
を備え、
当該方法は、さらに、最初の前記圧延ステップd2)の前又は遅くとも前記ステップd2)の最終段階の前に、各ドロープレートにてブランクの伸長度(degree of elongation)が約10%でありつつ少なくとも1つのドロープレート、好ましくは、2つのドロープレート、を通過させることが依然として可能な直径にブランクが達したときに、前記ステップc)にて形成された前記第2の材料の層を除去するステップh)を備える。
− 100重量%までの残りの量のNbと、
− 5〜95重量%のTiと、及び
− O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu及びAlからなる群から選択される微量元素であって、前記元素のそれぞれの含有量が0〜1600重量ppmであり、前記元素全体の総量が0〜0.3重量%である、微量元素と
を含有する合金によって作られたNb−Tiによって作られたコアを備え、Nb−Tiによって作られたコアは、Nb、Au、Ta、V及びオーステナイト系ステンレス鋼(316Lグレード鋼)から選択される第1の材料の層で被覆され、この第1の材料の層は、20nm〜10μmの厚みを有する。
a)
− 100重量%までの残りの量のNbと、
− 5〜95重量%のTiと、及び
− O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu及びAlからなる群から選択される一又は複数の微量元素であって、前記元素のそれぞれの含有量が0〜1600重量ppmであり、前記元素全体の総量が0〜0.3重量%である、微量元素と
を含有する合金によって作られたNb−Tiによって作られたコアを備えるブランクを利用可能にするステップ
b)Nb−Tiによって作られたコアを備えるブランクのまわりにNbの層を形成するステップ
c)ステップb)によって得られたブランクのまわりにCuの層を形成するステップ
d)
d1)前記ステップc)によって得られたブランクを較正直径と呼ばれる所定の直径にする一連の成形段階のステップ
d2)前記ステップd1)によって得られた丸いブランクを一連の平坦に圧延するステップ
を含むいくつかのシーケンスにてブランクを成形するステップ
e)圧延されたワイヤを所定の長さのブレードに切断するステップ
f)バランスばねを形成するように巻くステップ
g)バランスばねの最終熱処理を行うステップ
Claims (22)
- 計時器用ムーブメントのバランスを装着するように意図されたバランスばねの製造方法であって、
a)
100重量%までの残りの量のNbと、
5〜95重量%のTiと、及び
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu及びAlからなる群から選択される一又は複数の微量元素であって、前記元素のそれぞれの含有量が0〜1600重量ppmであり、前記元素全体の総量が0〜0.3重量%である、微量元素と
を含有する合金によって作られたNb−Tiによって作られたコアを備えるブランクを利用可能にするステップと、
b)前記Nb−Tiによって作られたコアを備えるブランクのまわりに第1の厚みを有する第1の材料の層を形成するステップと、
c)前記ステップb)によって得られたブランクのまわりに、第1の材料の層の厚みよりも大きい第2の厚みを有する第2の材料の層を形成するステップであって、前記第1の材料と前記第2の材料が、前記第1の材料を実質的に攻撃することなく、物理的又は化学的に選択的に除去することができるように選択される、ステップと、
d)
d1)前記ステップc)によって得られたブランクを較正直径である所定の直径にする一連の成形段階のステップと、及び
d2)前記ステップd1)によって得られた丸いブランクを平坦に圧延する一連の圧延ステップと
を備えるいくつかのシーケンスによってブランクを成形するステップと、
e)圧延されたワイヤ状のブランクを所定の長さを有するブレードに切断するステップと、
f)バランスばねを形成するように前記ブレードを巻くステップと、並びに
g)バランスばねの最終熱処理を行うステップと
を備え、
当該方法は、さらに、最初の前記圧延ステップd2)の前又は遅くとも前記ステップd2)の最終段階の前に、ブランクの伸長度が約10%でありつつ少なくとも1つのドロープレートを通過させることが依然として可能な直径にブランクが達したときに、前記ステップc)にて形成された前記第2の材料の層を除去するステップh)を備える
ことを特徴とする方法。 - 前記第1の材料は、Nb、Au、Ta、V及びオーステナイト系ステンレス鋼(316Lグレード鋼)からなる群から選ばれ、
前記第2の材料は、Cu、Ag、CuとNiの合金、及びCuとZnの単相α型合金(Cu−Zn30)からなる群から選ばれる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第1の材料はNbであり、
前記第2の材料はCuである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 前記ステップh)においては、最初の前記圧延ステップd2)の前に、ブランクの伸長度が約10%でありつつ2つのドロープレートを通過させることが依然として可能な直径にブランクが達したときに、前記第2の材料の層を除去する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ステップd1)においては、打ち延ばし及び/又は引き出しによって前記ステップc)にて得られたブランクを冷間成形する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記銅の層を除去するステップh)は、シアン化物又は酸を含有する溶液内における化学的攻撃によって行われる
ことを特徴とする請求項2、3又は請求項2若しくは3を引用する場合の請求項4若しくは5のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも前記ステップd1)及び/又はd2)の前に、前記合金のTiが、実質的にβ相のNbを含有する固溶体の形態となるようにブランクをβ型硬化させるβ型硬化ステップを行う
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記β型硬化ステップは、真空下で5分〜2時間、700〜1000℃の温度で行う溶体化処理であり、その後に、気体中で冷却する
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記ステップg)の最終熱処理は、1時間〜80時間の持続時間、350〜700℃の温度で、好ましくは、5時間〜30時間の持続時間、400〜600℃の温度で、行うα相のTiを析出させる処理である
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記成形ステップd1)及び/又はd2)の各シーケンスの間又は特定のシーケンスの間に、1時間〜80時間の持続時間、350〜700℃の温度で、好ましくは、5時間〜30時間の持続時間、400〜600℃の温度で、α相のTiを析出させる中間熱処理を行う
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ステップd2)の終わりにおける前記第1の材料の層の厚みは、50nm〜5μm、好ましくは200nm〜1.5μm、より好ましくは800nm〜1.2μmであり、
前記Nb−Tiによって作られたコアの直径は、15〜50μmである
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ステップc)によって形成される前記第2の材料の層は、Nb−Tiによって作られたワイヤ状のコアの直径が100μmであるときに、1μm〜100μmの厚みを有する
ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。 - 各シーケンスは、変形度が1〜5であり、全シーケンスにわたっての成形ステップ全体の合計の全変形度が1〜14であるように行われる
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1の材料の層を形成するステップb)は、前記Nb−Tiによって作られたコアのまわりに前記第1の材料の細長材を巻くことによって行う
ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2の材料の層を形成するステップc)は、前記第2の材料によって作られた管内に前記ステップb)の終わりにて得られたブランクを挿入し、その後に、前記ステップb)の終わりにて得られた管とブランクのアセンブリーに対して引き出し及び/又は打ち延ばしをすることによって行う
ことを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。 - Nb−Tiによって作られたコアを備え、計時器用ムーブメントのバランスを装着することを意図されたバランスばねであって、
前記コアは、
100重量%までの残りの量のNbと、
5〜95重量%のTiと、及び
O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu及びAlからなる群から選択される微量元素であって、前記元素のそれぞれの含有量が0〜1600重量ppmであり、前記元素全体の総量が0〜0.3重量%であるような、微量元素と
を含有する合金によって作られ、
前記Nb−Tiによって作られたコアは、Nb、Au、Ta、V及びオーステナイト系ステンレス鋼(316Lグレード鋼)からなる群から選択される第1の材料の層で被覆され、
前記第1の材料の層は、20nm〜10μmの厚みを有する
ことを特徴とするバランスばね。 - 前記第1の材料の層は、300nm〜1.5μmの厚みを有する
ことを特徴とする請求項16に記載のバランスばね。 - 前記第1の材料の層は、400nm〜800nmの厚みを有する
ことを特徴とする請求項16又は17に記載のバランスばね。 - 前記第1の材料はNbである
ことを特徴とする請求項16〜18のいずれか一項に記載のバランスばね。 - Tiの含有量は、40〜65重量%、好ましくは40〜49重量%、より好ましくは46〜48重量%である
ことを特徴とする請求項16〜19のいずれか一項に記載のバランスばね。 - Nb−Tiによって作られたコアは、β相のNbとα相のTiを含有する二相の微細構造を備える
ことを特徴とする請求項16〜20のいずれか一項に記載のバランスばね。 - 500MPa以上、好ましくは600MPa以上、の弾性限界値、及び120GPa以下、好ましくは100GPa以下、の弾性率を有する
ことを特徴とする請求項16〜21のいずれか一項に記載のバランスばね。
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