JP5859132B2 - 機械式時計用ひげぜんまい材料とこれを用いたひげぜんまい - Google Patents
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Description
<機械式時計用ひげぜんまい材料および該材料から得られるひげぜんまい>
本発明に係る機械式時計用ひげぜんまい材料は、Fe−Ni−Cr系のエリンバー効果を持つ恒弾性材料であり、全量に対して、37.5〜39.5質量%のNiと、9.2〜9.9質量%のCrと、0.35〜0.55質量%のTiと、0.6〜0.9質量%のBeとを含み、残部がFe及び不可避的不純物を含んでなる合金であって、上記不可避的不純物としては、C(炭素)と、0.5質量%以下のMnと、0.03質量%未満のAlとを含み、前記C(炭素)を0.03質量%以下に抑制してなる合金からなる。また、本発明に係るひげぜんまいは、上記ひげぜんまい材料から得られる。
合金全量に対して、Niは37.5〜39.5質量%の量で、Crは9.2〜9.9質量%の量で含まれている。NiおよびCrの量がこの範囲にあると固溶強化、析出硬化の点でより好ましく、機械的強度に優れたひげぜんまい材料にできる。また、これを用いて得られたひげぜんまいの機械的強度を向上できる。
Tiは、他の元素と化合物を形成することがあり、硬さの向上に寄与すると考えられる。
本発明に係る機械式時計用ひげぜんまい材料は、たとえば各成分量が上記範囲となるように調整して配合物を適宜形成し、該配合物を真空溶解炉で溶解してインゴットとして得られる。なお、得られた合金中で、Feがベースとなり、Ni、Cr、Ti、Beの各元素の含有量が上記範囲となるように原料を配合して配合物を形成するが、この配合物の形成の際には、Mn、Al、C(炭素)は意図して添加しない。あるいは、得られた合金中で上記範囲に抑えられるならば添加してもよいが、本発明においては、あくまでも不純物として取り扱うべき元素である。
[実施例1]
表1に実施例1として示す組成となるように、各成分を調整して配合物を形成し、該配合物を真空誘導炉で溶解してインゴットを作製した。このインゴットに対して800〜1200℃で熱間鍛造加工を施し、Φ20mmの棒状にした。次いで、溶体化処理と、酸洗と、冷間引抜きとを繰り返し行った。溶体化処理は800〜1200℃で30〜120分間行った。最終冷間引抜きの後に冷間圧延を行い、螺旋形状のひげぜんまいとするための時効処理(螺旋クセツケ時効処理)を行った。時効処理は560℃で120〜180分間行った。このようにしてひげぜんまいを得た。なお、ひげぜんまいの厚さ、巾はそれぞれ32μm、100μmであった。
時効処理の温度を580℃とした他は、実施例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例3]
時効処理の温度を600℃とした他は、実施例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例4]
表2に実施例4として示す組成となるように、各成分を調整して配合物を形成した以外は、実施例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
時効処理の温度を580℃とした他は、実施例4と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例6]
時効処理の温度を600℃とした他は、実施例4と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例7]
表3に実施例7として示す組成となるように、各成分を調整して配合物を形成した以外は、実施例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
時効処理の温度を580℃とした他は、実施例7と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例9]
時効処理の温度を600℃とした他は、実施例7と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例10]
時効処理の温度を620℃とした他は、実施例7と同様にしてひげぜんまいを得た。
[実施例11]
時効処理の温度を640℃とした他は、実施例7と同様にしてひげぜんまいを得た。
表4に比較例1として示す組成となるように、各成分を調整して配合物を形成した以外は、実施例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
[比較例2]
時効処理の温度を580℃とした他は、比較例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
[比較例3]
時効処理の温度を600℃とした他は、比較例1と同様にしてひげぜんまいを得た。
1.組成
組成は、XRF、ICP等を用いて分析した。具体的には、真空誘導炉で溶解したインゴットから試験片を少量切り出し、分析用試料とした。結果を表1〜4に示す。
引張強さ、伸びは、加工工程の途中の材料から抜き取り、最終冷間引抜前(溶体化処理後)のΦ0.8mm程度の細線材を用いて、JIS Z 2241に則って測定した。なお、引張強さ、伸びは、2個の試料の測定値の平均を求めた。結果を表1〜4に示す。
介在物の組成、大きさは、加工工程の途中の材料から抜き取りΦ9mm線材から断面試料を作製し、EPMAにより分析した。作製した試料の断面写真を電子データとしてパソコンに取り込み、画像処理技術を使って介在物の大きさ(長さ)を全て測定した。倍率は400倍、視野数は60箇所を観察した。なお、1.0653mm2の範囲を観察した。結果を表1〜4に示す。
ヤング率については、片持式ヤング率測定機を用い、試料を静電駆動で振動させて固有振動を検出し、その結果からヤング率を算出測定した。ヤング率の温度係数は25℃と55℃のヤング率から計算した。具体的には(55℃でのヤング率−25℃でのヤング率)/30より求めた。なお、一般的なヤング率の温度係数では、この計算値をさらに25℃でのヤング率で割る必要があるが、本明細書の実施例では、上記計算値をヤング率の温度係数として便宜上用いる。
硬さは、圧延上がりと時効処理した試料をミクロビッカース硬度計で測定した。尚、試料のサイズはひげぜんまいと同じ厚さ32μmと幅100μmであり、長さは30mmである。また、硬さは、3個の試料の測定値の平均を求めた。結果を表1〜4に示す。
比較例2および実施例8についてSEM観察を行った。観察試料は螺旋状態にクセツケ時効処理されたひげぜんまいを縮めて、その螺旋がもつ隙間をなくすかのように厚さ方向に重なり合う状態として、その積層された螺旋が見える側を1000倍に拡大して観察した。
比較例2および実施例8について等時性の評価を行った。具体的には、比較例2(サンプル数99個)および実施例8(サンプル数100個)のひげぜんまいを時計に組み込み、ぜんまいを完全に巻き上げたときの文字板上姿勢の歩度と、ぜんまいを完全に巻き上げてから24時間経過時の文字板上姿勢の歩度を測定し、等時性を確認した。歩度は歩度測定器で測定した。
等時性の計算方法は下記の通りとした。値が大きくなるほど、「短弧進み」であるといえる。
等時性=(ぜんまいを完全に巻き上げてから24時間経過時の歩度)
−(ぜんまいを完全に巻き上げたときの歩度)
結果を表5に示す。
比較例2および実施例8について、冷間引抜き工程において使用したダイス寿命を測定した。ダイスはダイヤモンドダイスを使用し、φ0.2mmからφ0.090mmに冷間引き抜きを行った。
10: がんぎ車
20: アンクル
30: てんぷ
40: ひげぜんまい
42: ひげ持
Claims (5)
- 全量に対して、37.5〜39.5質量%のNiと、9.2〜9.9質量%のCrと、0.35〜0.55質量%のTiと、0.6〜0.9質量%のBeとを含み、残部がFe及び不可避的不純物のみからなる合金であって、前記不可避的不純物としては、C(炭素)と、0質量%を超え0.5質量%以下のMnと、0質量%を超え0.03質量%未満のAlとを含み、前記C(炭素)を0.03質量%以下に抑制してなる合金からなり、
TiとCとがTiCとして含まれており、該TiCの大きさが5μm以下であることを特徴とする機械式時計用ひげぜんまい材料。 - 前記不可避的不純物のうち、C(炭素)を0.01質量%以下に抑制してなる合金からなることを特徴とする請求項1に記載の機械式時計用ひげぜんまい材料。
- TiとCとがTiCとして含まれており、該TiCの大きさが3μm以下であることを特徴とする請求項2に記載の機械式時計用ひげぜんまい材料。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の機械式時計用ひげぜんまい材料から得られることを特徴とするひげぜんまい。
- 請求項4に記載のひげぜんまいを含むことを特徴とする機械式時計。
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