[发明专利]用于钟表机芯的螺旋弹簧及其制造方法

说明书

本发明涉及由具有基本单相结构的铌和钛合金制成的用于钟表机芯的摆轮的螺旋弹簧及其制造方法。

技术领域

本发明涉及旨在装备钟表机芯的摆轮的螺旋弹簧，以及制造这种类型的螺旋弹簧的方法。

背景技术

用于钟表的螺旋弹簧的制造必须应对乍一看通常不相容的限制：

-需要获得高弹性极限，

-易于生产，尤其是拉丝(wiredrawing)和轧制(rolling)，

-优异的疲劳强度，

-随时间稳定的性能，

-小横截面。

此外，螺旋弹簧生产中的关键问题是热补偿，以保证常规计时性能。为此必须获得接近0的热弹性系数。另一目标是生产对磁场的敏感度有限的螺旋弹簧。

这些点的至少一个，特别是对磁场的有限敏感度和热补偿的的任何改进因此代表显著进步。

发明内容

本发明提出基于选择特定材料和精心设计合适的制造方法来确定旨在装备钟表机芯的摆轮的新型螺旋弹簧。

为此，本发明涉及旨在装备钟表机芯的摆轮的螺旋弹簧，所述螺旋弹簧由铌基合金制成，所述合金构成如下：

-铌：补足至100重量％，

-钛：40至49重量％，

-选自O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Al的痕量元素，各所述元素以0至1600重量ppm的量存在，所有所述元素的总量为0重量％至0.3重量％，且其中钛基本为β相(中心立方结构(centred cubic structure))的含铌固溶体的形式，α相(紧凑六方结构(compacthexagonal structure))的钛的含量小于或等于10体积％，

所述合金具有大于或等于600MPa的弹性极限和低于100GPa的弹性模量。

本发明还涉及一种制造这种类型的螺旋弹簧的方法，其包含：

-生产铌基合金坯的步骤，所述合金构成如下：

-铌：补足至100重量％，

-钛：40至49重量％，

-选自O、H、C、Fe、Ta、N、Ni、Si、Cu、Al的痕量元素，各所述元素以0至1600重量ppm的量存在，所有所述元素的总量为0重量％至0.3重量％，

-所述坯在给定直径下的β硬化的步骤，以使所述铌基合金的钛基本为β相的含铌固溶体的形式，α相的钛的含量小于或等于5体积％，

-与至少一个热处理步骤交替的所述合金的至少一个变形步骤，限制热处理步骤和变形步骤的进行次数以使所得铌基合金保持下述结构：其中所述铌基合金的钛基本为β相的含铌固溶体的形式，α相的钛的含量小于或等于10体积％并且其具有大于或等于600MPa的弹性极限和小于或等于100GPa的弹性模量，在最后一个热处理步骤之前进行的卷绕形成螺旋弹簧的步骤。

根据本发明的螺旋弹簧由具有基本单相结构的铌基合金制成，是顺磁性的并具有其作为摆轮的螺旋弹簧的用途所需的机械性质和热弹性系数。其通过在实施上简单的制造方法获得，以容易在仅几个步骤中成型和调节热补偿。

具体实施方式

本发明涉及旨在装备钟表机芯的摆轮并由包含铌和钛的二元型合金制成的螺旋弹簧。

根据本发明，该螺旋弹簧由构成如下的铌基合金制成：

-铌：补足至100重量％，

-钛：40至49重量％，