機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金的製作方法
2023-05-16 00:36:01
專利名稱:機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金的製作方法
本發明是關於機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金的發明。
目前製作機械手錶遊絲的材料，採用下列鐵磁性恆彈性合金。歐美部份國家、蘇聯及我國採用鎳-史盤恩西(Ni-SpanC)即3J53合金。我國20多年實踐證明，採用3J53合金作遊絲，由於合金具鐵磁性，手錶防磁性能差。另外合金化學成份及製造工藝因製作中不可避免的波動，對手錶走時溫度日差及剩磁效應影響很大。我國目前該合金按爐次使用合格率僅為30～50%。法國採用迪林瓦(Durinval)合金。有二次誤差的缺點，瑞士、西德採用尼瓦洛克斯(NiVaroX)合金。由於該合金含易氧化元素鈹，成份較難控制，並且冶煉時有毒性需專用設備。日本採用鈷-埃林瓦(Co-Elinvar)合金，因合金含較多鈷量，其成本太高。
本發明的目的是提供一種機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金，作遊絲後防磁性能比現用3J53合金有顯著改善。本發明的另一個目的是提供一種手錶遊絲性能受合金成份及製作工藝影響小的合金，其材料使用合格率高，且成本低。
本發明合金成份設計思想是採用沉澱硬化型彈性合金，以滿足手錶遊絲高彈性等一般要求。在此基礎上，合金成份的設計不受恆彈性特徵的限制，使合金居裡溫度Tc在室溫以下，避免合金在室溫使用時因居裡溫度接近室溫，合金的磁性轉變引起彈性反常和磁性等性能的急劇變化，影響合金所作遊絲性能的穩定性。合金在室溫下不具磁性，改善了手錶的防磁效果。另外，合金還要滿足手錶走時溫度日差的要求。
本發明合金的成份(重量%)範圍為1.37.5～40.5鎳、3.5～6.5鉻、2.6～3.6鈦、0.5～1.1鉬及3.1～4.9鉬，餘為鐵和雜質。
2.37.5～40.5鎳、3.5～6.5鉻、2.6～3.6鈦、0.5～1.1鋁、0.8～1.5鉬、1.5～2.5鈮及1.5～2.5鎢，餘為鐵和雜質。
3.37.5～40.5鎳、3.5～6.5鉻、2.6～3.6鈦、0.5～1.1鋁、0.8～1.5鉬、1.5～2.5鈮及1.5～2.5釩，餘為鐵和雜質。
各元素的添加理由及其含量的確定原則結合如下圖1為合金基體中鎳含量N%對手錶走時溫度日差△Ct的影響。
圖2為合金中鉬含量Mo%對合金彈性模量溫度係數βE的影響。
圖3為合金中鉬含量Mo%對手錶走時溫度日差△Ct的影響。
圖4為合金中鋁、鈦總量Al+Ti%對手錶剩磁效應的影響。
圖5為合金中鋁、鈦總量Al+Ti%對合金彈性模量溫度係數βE的影響。
圖6為合金中鋁、鈦總量Al+Ti%對手錶走時溫度日差△Ct的影響。
鎳，是合金的基體元素之一。在鐵-鎳合金中，隨鎳含量降低，其居裡溫度下降，所作手錶遊絲的防磁性能得到改善。但隨合金基體中鎳量N〔N≈Ni-3.68(Ti-1)%〕降低，引起手錶走時溫度日差△Ct變大(附圖1)，因此本發明合金鎳含量(重量%)規定為37.5～40.5。
鉬，固溶於合金基體，其含量增加，合金居裡溫度下降，手錶防磁性能得到改善，當合金居裡溫度降至室溫以下時，所作遊絲室溫的使用性能穩定性好，合金中鉬含量增加，遊絲彈性增高。但過高的鉬含量，合金彈性模量溫度係數βE較低(附圖2)，以致手錶走時溫度日差△Ct較大(附圖3)。因此本發明合金中鉬含量(重量%)規定為當合金中只添加特徵元素鉬時為3.1～3.9;當還添加有特徵元素鈮、鎢或釩時為0.8～1.5。
鉻、鎢、釩和鈮，這些元素在合金中的基本作用與鉬相似。添加多種元素比總量相等的同種元素強化效果好。
鋁和鈦，鋁和鈦不僅時效時形成Ni3(Al，Ti)等強化相，提高合金強度，還由此降低合金基體中的鎳含量，合金彈性模量溫度係數發生變化。合金中鋁、鈦含量增加，時效後強度增高，並使手錶剩磁效應△CH變小(附圖4)。但由此合金彈性模量溫度係數βE降低(附圖5)，引起手錶走時溫度日差△Ct變大(附圖6)。因此本發明合金中鋁含量(重量%)規定為0.5～1.1，鈦含量(重量%)規定為2.6～3.6。
本發明合金的製造方法為原材料用工業純鐵、零號鎳、金屬鉬、金屬鉻、金屬鈮、釩鐵、海棉鈦和電解鋁等。採用真空感應爐熔煉，合金錠經鍛造，熱軋成8毫米直徑的盤元，再冷拉至0.5毫米直徑絲材。每一拉制過程總減面率為44～73%，合金整個製備工藝與3J53合金類似。取樣和測試方法除居裡溫度外，其它均與3J53合金相同。
實施例1表1中No1合金，該合金的居裡溫度為-52℃，在4.77×103A/m(60奧)磁場下的磁感應強度B60為69.2×10-4T(69.2高)，比3J53合金低一個以上數量級，裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低二倍以上。合金彈性模量溫度係數βE為-233.5×10-6/℃，裝表後平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近。合金時效後強度比3J53合金高264MPa(27kgf/mm2)。
實施例2表1中No2合金，該合金的居裡溫度為-20℃，磁感應強度B60為102.4×10-4T(102.4高)，彈性模量溫度係數βE為-172.3×10-6/℃。作遊絲裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低二倍以上，平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近。
實施例3表1中No3合金，該合金的居裡溫度為-60℃，磁感應強度B60為100.1×10-4T(100.1高)，彈性模量溫度係數βE為-220.7×10-6/℃。作遊絲裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低一倍以上，平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近。
實施例4表1中No4合金，該合金的居裡溫度為-31℃，磁感應強度B60為107.7×10-4T(107.7高)，彈性模量溫度係數βE為-214.6×10-6/℃。作遊絲裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低一倍以上，平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近。
實施例5表1中No5合金，該合金的居裡溫度為-34℃，磁感應強度B60為86.2×10-4T(86.2高)，彈性模量溫度係數βE為-206.2×10-6/℃。作遊絲裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低一倍以上，平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近。
實施例6表1中No6合金，該合金的磁感應強度B60為91.2×10-4T(91.2高)，比3J53合金低一個以上數量級，彈性模量溫度係數βE為-194.4×10-6/℃。作遊絲裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低二倍以上，平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近，因合金中添加多種元素鉻、鉬、鈮和鎢等，合金時效後強度比3J53合金高460MPa(47kgf/mm2)，更有效地防止遊絲變形。
實施例7表1中No7合金，該合金的居裡溫度為-60℃，磁感應強度B60為64.9×10-4T(64.9高)，比3J53合金低一個以上數量級。彈性模量溫度係數βE為-216.9×10-6/℃。作遊絲裝表後平均剩磁效應
ΔCH較3J53合金低一倍以上，平均走時溫度日差
ΔCt與3J53合金相近。因合金中添加多種元素鉻、鉬、鈮和釩等，合金時效後強度比3J53合金高412MPa(42kgf/mm2)，該實例的走時溫度日差是實例中最小的。
本發明合金製作機械手錶遊絲時，與現用3J53合金相比優點為1.本發明合金的成份不受恆彈性特徵的限制，合金居裡溫度在室溫以下，合金無磁性，裝表後剩磁效應比3J53合金低一倍以上，防磁性能顯著改善，走時溫度日差與3J53合金相近。
2.所煉合金統計表明，按爐次使用合格率為100%，而3J53合金僅為30～50%。
3.本發明合金作遊絲時，定型處理制度可規定為700℃保溫1小時，一般不必調整該制度，這給製造遊絲帶來極大方便。
以上說明本發明合金所作機械手錶遊絲，裝表後具有防磁性能優良、材料使用合格率高、定型處理制度穩定等顯著優點，因此該合金可作為3J53合金的換代產品。
表2
注
ΔCt≤1秒/日·度，面上
ΔCH≤30秒/日為合格標準。
按爐次平均值
ΔCt＝0.37秒/日·度，
ΔCH(面上)＝6.4秒/日。
權利要求
1.一種機械手錶遊絲用沉澱硬化型彈性合金，基本化學成份(重量%)為37.5～40.5鎳、3.5～6.5鉻、2.6～3.6鈦、0.5～1.1鋁，其特徵在於還含有一種或二種以上適量的鉬、鈮、鎢、釩，餘為鐵和雜質的無磁非恆彈性合金。
2.根據權利要求
1的機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金，其特徵是含有(重量%)3.1～4.9鉬。
3.根據權利要求
1的機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金，其特徵是含有(重量%)0.8～1.5鉬、1.5～2.5鈮及1.5～2.5鎢。
4.根據權利要求
1的機械手錶遊絲用無磁非恆彈性合金，其特徵是含有(重量%)0.8～1.5鉬、1.5～2.5鈮及1.5～2.5釩。
專利摘要
一種無磁非恆彈性合金，專門用作機械手錶的遊絲。其化學成份(重量％)為37.5～40.5鎳、3.5～6.5鉻、2.6～3.6鈦、0.5～1.1鋁及含有一種或二種以上適量的鉬、鈮、鎢、釩，餘為鐵和雜質。該合金與現用鐵磁性恆彈性合金(如3J53合金)相比，合金無磁性，作遊絲裝表後防磁性能顯著改善。合金化學成份與製造工藝的波動對使用性能影響小，合金按爐次使用合格率為100％。作遊絲裝表後走時溫度日差與3J53合金相仿。
文檔編號C22C38/50GK86106519SQ86106519
公開日1987年6月24日 申請日期1986年10月9日
發明者鍾鑫圓 申請人:重慶特殊鋼廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan