[实用新型]钟表主发条、钟表发条盒和钟表

说明书

技术领域

本实用新型涉及由不锈钢合金制成的钟表弹簧，该合金包括设置成面心(facecentred)立方奥氏体结构的、由铁和铬形成的基体，并包括锰和氮。

本实用新型还涉及包括至少一个这种类型弹簧的钟表发条盒。

本实用新型还涉及结合有至少一个这种钟表发条盒和/或这种类型弹簧的钟表，尤其是手表。

本实用新型涉及钟表机芯领域，具体地涉及主发条、报时弹簧或类似物，以及平面弹簧(flatspring)诸如跳簧、减震器或类似物。

背景技术

钟表弹簧、尤其是主发条的强度和使用寿命是长期存在的问题。钟表弹簧制造商一直在寻找这样的材料：其能够在从根本上改善抗疲劳性的同时提高使用寿命，并且尤其对于蓄能器弹簧、主发条或报时弹簧能够增加动力储备。

使用高碳钢很快就获得了期望的弹性特性，但是，它们对腐蚀的敏感性加上在接近于其断裂载荷的力下的永久性使用，经常会导致一旦出现腐蚀点坑就产生破裂。此外，由于这些钢的成比例的最大限度伸长远远小于它们的弹性极限，因此这些钢容易产生永久性变形，这有损于动力储备。

已经用各种处理方法测试了具有各种组成的许多合金。Elgin(埃尔金公司)的专利BE475783、CH279670、US647783和US2524660提出了应用钴基合金、铬-钼组合和镍-铁-锰组合的技术方案，该方案利用了增加产品成本的复杂生产方法。

Seiko(精工公司)的国际专利No.2005/045532提出了补充钒族元素的钛基合金。

例如在Seiko公司的专利WO02/04836、Sandvik(山特维克公司)的专利CH383886、FabriqueSuissedeRessortsd’Horlogerie的专利CH330555、GFD-Diamaze的专利EP2511229或瑞士电子与微技术中心(CSEM)的专利EP1422436中，一些制造商已开发了具有不用于芯材的表面层的弹簧。

Rolex(劳力士公司)的专利WO2012/01941、Rolex(劳力士公司)(金属玻璃)的专利EP2133756或Vacuumschmelze的专利DE102011001783中还公开了含高比例硼的无定形合金。

所有这些材料都是极度昂贵的，并且，并没有比其他用于相关应用的产品真正更有效的产品出现在市场上。

仅从理论上来说，很多批发合金都适于制造钟表弹簧，但是在真正生产条件下这些合金的实验室测试遇到很多限制，这解释了为什么用于制造弹簧，尤其是螺旋弹簧的手表工业中使用的材料的发展非常有限。

因此，对于大量理论上合适且可能适用于宏观力学、电气工程、重机械业或类似工业的合金来说，一旦尝试将它们转变成制表业需要的尺寸，便证明都是不能实行的。

从GénéraleRessorts的专利CH703796中已知一种氮不锈钢，其包括设置成面心立方奥氏体结构的、由铁和铬形成的基体。该文献中描述的合金具有高浓度的溶解状态下的氮(0.75％-1％)。在制造合金的过程中，难以以精确的方式控制溶解的氮的浓度。合金中溶解的氮的数量的少量增加可能导致合金的展延性损失，这使得获得用作弹簧的材料的目的失败。

此外，氮含量对氮化铬的沉淀动力学有很大的影响，并且当氮含量为大约1％时，合金的防止出现氮化物的回火速度较高，这导致使这些合金的处理工艺工业化变得困难且昂贵。

此外，用这些合金制造弹簧非常成问题。传统的生产计划包括通过锻造、轧制来转化合金铸坯，然后通过拉拔或拉丝处理直径约6mm的线材，该线材随后被清除表皮层和清洁，然后进行一系列冷轧和拉丝操作：具体地，当寻求获得非常小尺寸的弹簧，尤其是厚度小于0.200mm的用于钟表的螺旋主发条或者厚度约0.050mm的用于擒纵机构的游丝时，清除表皮层和拉丝操作特别困难或者是不可能的。

事实上，必须针对材料进行的这些操作导致明显的温度升高，会升高几十或几百摄氏度。具有约1％或更大氮含量的氮钢对于这种温度升高非常敏感，这是因为，从大约200℃开始，可能产生氮化物或其他脆化化合物的沉淀，这阻碍了其理论组成对于获得所需的弹性特性应该理想的合金在制表业的应用。脆化在被拉拔的线材中产生了裂缝，使其不适合二次加工。