[实用新型]用于钟表机芯的枢转轴以及相关联的机芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于钟表机芯的部件，尤其涉及用于机械式钟表的机芯的非磁性枢转轴，更具体地涉及摆轮轴、擒纵叉杆和非磁性擒纵齿轮。 

背景技术

钟表枢转轴的制造包括—从可硬化的钢条开始—用于限定不同的活动表面(支承面、轴肩、轴头等)的切削操作，而后对切削的轴进行热处理操作，包括用于提高轴的硬度的至少一次淬火以及用于提高韧性的一次或多次回火。所述热处理操作之后是轴头的滚压操作，该操作在于将轴头抛光以得到所需的尺寸。在进行滚压操作时，硬度和光洁度得以进一步提高。可以注意到，对于硬度小的材料，即硬度小于600HV的材料，该滚压操作非常困难，甚至无法实现。 

所述枢转轴、例如摆轮轴通常用在机械钟表的机芯中，形成该机芯的车削钢牌号通常为马氏体碳钢，它包括铅和锰的硫化物以提高其可加工性。这种类型的刚是已知的，牌号为20AP，典型地用于这些应用中。 

此类型材料的优点在于易加工，尤其是适用于切削，并且在进行淬火和回火处理后具有非常好的用于制造钟表枢转轴的机械特性。这些钢材在高温热处理后尤其具有耐磨损性和高硬度。典型地，在热处理和滚压加工后，用20AP钢材制造的枢转轴的硬度可以达到超过700HV的硬度。 

尽管可以向上文描述的钟表应用提供令人满意的机械性能，这种类型的材料的缺点在于具有磁性且放置在磁场中可能扰乱钟表的运转，尤其是当这种材料用于制造与铁磁材料的摆轮游丝协作的摆轮轴时。这种现象已为本领域技术人员所知，例如在《Bulletin Annuel Suisse de Chronométrie (瑞士钟表业年度公报)》第一卷第52-74页中所描述的。同样可以注意到，这些马氏体钢材还容易被腐蚀。 

为弥补这些缺点，人们采用奥氏体不锈钢进行了许多尝试，这种钢材具有无磁性的特性，即它是顺磁性、抗磁性或反铁磁性类型的钢材。然而，这种奥氏体钢材的结晶结构无法达到制造钟表枢转轴所要求的硬度和耐磨损性。一种增加这种钢材硬度的方法是冷锻，然而这种硬化操作无法获得超过500HV的硬度。在需要经得起磨擦的高耐磨损性的部件领域，所需要的是不会或极少有断裂或变形风险的轴头，因此这种类型的钢材的使用受到局限。 

另一种试图弥补这些缺陷的方法是在所述枢转轴上沉积硬质材料的涂层，例如非晶体碳膜，它在英文中称为“类金刚石碳膜(DLC)”。但是，已经证实，这存在硬涂层很容易脱落的风险并且形成的碎片可以在钟表机芯的内部散布，会扰乱后者的运转，因此效果无法令人满意。 

还有另一种方法被采用以弥补奥氏体不锈钢的缺点，即通过渗氮、渗碳或氮碳共渗对枢转轴进行表面硬化处理。然而已知由于氮和/或碳与钢材中的铬的反应和/或碳化铬造成铬基质的局部耗竭，这些处理会造成其抗腐蚀性大大降低，这不利于达到钟表业应用的预期。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于完全或部分地弥补上文所列举的缺陷，并且提出一种既限制了对磁场的敏感度又获得符合钟表领域中的耐磨损和抗撞击要求的改良的硬度的枢转轴。 

本实用新型的目的还在于提出一种具有提高的抗腐蚀的非磁性枢转轴。 

本实用新型的目的还在于提出一种制造简单且经济的非磁性枢转轴。 

为此，本实用新型涉及一种金属的枢转轴，该枢转轴包括处于其至少一个端部处的至少一个轴头(支点，支枢)，其特征在于，所述金属为钛或钛合金以限制该枢转轴对于磁场的敏感性，以及，至少所述至少一个轴 头的外表面根据预定深度相对于该枢转轴的芯部被部分地或完全地硬化，所述预定深度在该轴头的总直径的5％至40％之间。 

因此，所述轴的浅表区域或整个轴被硬化，也就是说，该轴的芯部可以保持不被改变或被很少改变。通过这种对轴的一些部分有选择地进行硬化，所述枢转轴可以兼具一些优点例如对磁场的低敏感性，在主要的限定区域具有硬度，而且还有良好的抗腐蚀性，同时还保留了普通的韧性。 

本实用新型的其它有利的特征如下： 

－该枢转轴包括两个轴头； 

－所述钛合金包括了重量至少占85％的钛； 

－所述预定深度通常为5至35微米； 

－硬化的所述外表面包括至少一种化学元素的扩散原子，所述化学元素为非金属元素并且优选为氮和/或氧； 

－硬化的所述外表面具有大于800HV的硬度(维氏硬度)。 

此外，本实用新型还涉及一种钟表机芯，其特征在于，该钟表机芯包括根据前述变型之一的枢转轴，尤其是包括根据这些变型之一的枢转轴的摆轮轴、擒纵叉杆和/或擒纵齿轮。