RU2838146C1 - Clock mechanism balance spring processing method - Google Patents
Clock mechanism balance spring processing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2838146C1 RU2838146C1 RU2024113558A RU2024113558A RU2838146C1 RU 2838146 C1 RU2838146 C1 RU 2838146C1 RU 2024113558 A RU2024113558 A RU 2024113558A RU 2024113558 A RU2024113558 A RU 2024113558A RU 2838146 C1 RU2838146 C1 RU 2838146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balance spring
- carried out
- balance
- steam treatment
- paragraphs
- Prior art date
Links
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910020012 Nb—Ti Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010025 steaming Methods 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 2
- GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 3-(2-methoxyethoxy)benzohydrazide Chemical compound COCCOC1=CC=CC(C(=O)NN)=C1 GNFTZDOKVXKIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящее изобретение относится к способу обработки пружины баланса часового механизма. Оно также относится к пружине баланса, получаемую указанным способом обработки.The present invention relates to a method for processing a balance spring of a watch movement. It also relates to a balance spring obtained by said processing method.
Уровень техникиState of the art
Часовщикам хорошо известно, что отклонение частоты пружинного осциллятора баланса зависит от времени.Watchmakers are well aware that the frequency deviation of the balance spring oscillator depends on time.
Для уменьшения указанного отклонения обычно выполняют обработку паром, которая состоит из нагрева пружин баланса до температуры от 100 до 250°C в течение 6–24 часов. Обработка паром оказывает эффект восстановления материала, а также обеспечения диффузии и перераспределения элементов внедрения, а именно: углерода, азота и кислорода – равно как и стабилизации исходного оксидного слоя. Несмотря на обработку паром, по истечении года у пружин баланса, изготовленных из сплава Nb-Ti, все же наблюдалось отклонение хода более 6 с/сутки.To reduce this deviation, steam treatment is usually performed, which consists of heating the balance springs to a temperature of 100 to 250°C for 6 to 24 hours. Steam treatment has the effect of restoring the material, as well as ensuring the diffusion and redistribution of the interstitial elements, namely carbon, nitrogen and oxygen, as well as stabilizing the original oxide layer. Despite steam treatment, after one year, balance springs made of Nb-Ti alloy still showed a travel deviation of more than 6 s/day.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить новый способ обработки пружины баланса для уменьшения отклонения хода. Указанный способ применяется для пружин баланса, изготавливаемых из парамагнитного сплава, в частности для пружин баланса, изготавливаемых из сплава Nb-Ti с процентным содержанием Ti по весу от 40 до 90%, предпочтительно от 40 до 50%, относительно общего веса сплава.The aim of the present invention is to propose a new method for processing a balance spring to reduce the travel deviation. The said method is applied to balance springs made of a paramagnetic alloy, in particular to balance springs made of an Nb-Ti alloy with a Ti percentage by weight of 40 to 90%, preferably 40 to 50%, relative to the total weight of the alloy.
Согласно изобретению, способ обработки пружины баланса включает этап обработки паром, именуемой климатической обработкой паром, поскольку обработку паром выполняют в атмосфере с контролируемым уровнем относительной влажности.According to the invention, the method for treating a balance spring includes a steam treatment step, referred to as climate steam treatment, since the steam treatment is carried out in an atmosphere with a controlled level of relative humidity.
Более конкретно, изобретение относится к способу обработки по меньшей мере одной пружины баланса, предназначенной для оснащения часового механизма, причем указанная пружина баланса изготовлена из сплава Nb-Ti, при этом способ включает этап обработки паром, именуемой климатической обработкой паром, в интервале температур от 30 до 100°C в атмосфере, имеющей относительную влажность от 60 до 99%.More specifically, the invention relates to a method for treating at least one balance spring intended for equipping a watch movement, said balance spring being made of an Nb-Ti alloy, the method comprising a steam treatment step, referred to as steam climatic treatment, in a temperature range from 30 to 100°C in an atmosphere having a relative humidity of 60 to 99%.
Испытания показали явное уменьшение отклонение хода в отношении пружины баланса, обработанной с помощью способа согласно изобретению. Указанное улучшение может быть обусловлено возникновением и ростом TiO2 различных форм на поверхности пружины баланса в зависимости от влажности. Оно также могло бы быть связано с присутствием адсорбируемых молекул воды на поверхности пружины баланса.Tests have shown a clear reduction in the travel deviation with respect to the balance spring treated by the method according to the invention. This improvement may be due to the formation and growth of TiO 2 of various forms on the surface of the balance spring depending on the humidity. It could also be associated with the presence of adsorbed water molecules on the surface of the balance spring.
Настоящее изобретение также относится к пружине баланса, имеющей особенность, состоящую в том, что после 5 месяцев использования с момента выполнения этапа климатической обработки паром ее ход составляет меньше или равен 3 с/сутки.The present invention also relates to a balance spring having the feature that after 5 months of use from the moment of performing the steam climatic treatment stage, its stroke is less than or equal to 3 s/day.
Другие признаки и преимущества изобретения станут понятными из нижеприведенного описания и чертежаOther features and advantages of the invention will become clear from the following description and drawing.
Краткое описание чертежаBrief description of the drawing
На фиг. 1 показан ход (с/сутки) в зависимости от времени (месяцы) применительно к пружине баланса, обработанной с помощью способа согласно изобретению, в сравнении с двумя пружинами баланса, соответственно необработанной и обработанной с помощью стандартного способа обработки паром.Fig. 1 shows the stroke (sec/day) as a function of time (months) for a balance spring treated using the method according to the invention, in comparison with two balance springs, respectively untreated and treated using the standard steam treatment method.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Настоящее изобретение относится к способу обработки пружины баланса, предназначенной для оснащения колеса баланса часового механизма.The present invention relates to a method for processing a balance spring intended for equipping a balance wheel of a watch mechanism.
Согласно изобретению, способ обработки может быть применен для отдельной пружины баланса или для партии из нескольких пружин баланса. Например, способ может быть применен на платине, содержащей несколько пружин баланса в барабане. Способ также может быть применен на часовом механизме в целом, в котором установлена пружина баланса. Например, это мог бы быть узел, содержащий пружину баланса и колодку, или узел, образованный осциллятором, содержащим колесо баланса, пружину баланса, ролик и ось.According to the invention, the processing method can be applied to a single balance spring or to a batch of several balance springs. For example, the method can be applied to a plate containing several balance springs in a barrel. The method can also be applied to a watch mechanism as a whole, in which the balance spring is installed. For example, this could be a unit containing a balance spring and a block, or a unit formed by an oscillator containing a balance wheel, a balance spring, a roller and an axis.
Пружина баланса выполнена из парамагнитного сплава, в частности из сплава Nb-Ti. Этот сплав содержит от 40 до 90% по весу титана, возможные следы одного или более элементов, выбранных из O, H, C, Fe, Ta, N, Ni, Si, Cu, Al, причем содержание каждого из указанных элементов составляет от 0 до 1600 млн-1 от общего количества по весу, остальное до 100% составляет ниобий.The balance spring is made of a paramagnetic alloy, in particular of Nb-Ti alloy. This alloy contains from 40 to 90% by weight of titanium, possible traces of one or more elements selected from O, H, C, Fe, Ta, N, Ni, Si, Cu, Al, with the content of each of these elements being from 0 to 1600 ppm of the total by weight, the remainder up to 100% being niobium.
Согласно изобретению, способ обработки пружины баланса включает этап обработки паром в интервале температур от 30 до 100°C в атмосфере с относительной влажностью от 60 до 99%. Предпочтительно, интервал температур составляет от 40 до 80°C, более предпочтительно от 40 до 60°C. Предпочтительно, относительная влажность составляет от 70 до 97%, предпочтительно от 85 до 95%, более предпочтительно от 87 до 95%. Предпочтительно, чтобы испытания выполнялись при давлении окружающей среды. Испытания также могут выполняться при парциальном давлении от 1 до 1000 мбар. Испытания также могут выполняться при избыточном давлении, например в аппарате для обработки паром, при давлении от 1 до 5 бар. Время выдержки может быть различным с достаточно широким диапазоном от 10 минут до 100 часов, при этом время выдержки не оказывает значительного влияния на результаты.According to the invention, the method for processing a balance spring includes a step of steam treatment in a temperature range of 30 to 100°C in an atmosphere with a relative humidity of 60 to 99%. Preferably, the temperature range is from 40 to 80°C, more preferably from 40 to 60°C. Preferably, the relative humidity is from 70 to 97%, preferably from 85 to 95%, more preferably from 87 to 95%. It is preferable that the tests are carried out at ambient pressure. The tests can also be carried out at a partial pressure of 1 to 1000 mbar. The tests can also be carried out under excess pressure, for example in a steam treatment apparatus, at a pressure of 1 to 5 bar. The holding time can be different with a fairly wide range from 10 minutes to 100 hours, while the holding time does not significantly affect the results.
Перед климатической обработкой паром согласно изобретению предпочтительно выполняется стандартная обработка паром, известная из существующего уровня техники. Указанная стандартная обработка паром выполняется при влажности окружающей среды при температуре от 100 до 250°C. Предпочтительно она выполняется в течение 1–30 часов.Before the climatic steam treatment according to the invention, a standard steam treatment known from the existing state of the art is preferably carried out. Said standard steam treatment is carried out in ambient humidity at a temperature of 100 to 250°C. It is preferably carried out for 1 to 30 hours.
Стандартная обработка паром и климатическая обработка паром выполняются после этапа фиксации пружины баланса, который является термообработкой, хорошо известной специалисту в рассматриваемой области.The standard steam treatment and the climatic steam treatment are carried out after the balance spring fixation step, which is a heat treatment well known to the person skilled in the art.
Таким образом, способ изготовления пружины баланса согласно изобретению включает следующие этапы вместе с этапами a)–f), известными специалисту в рассматриваемой области техники:Thus, the method for manufacturing a balance spring according to the invention comprises the following steps together with steps a)–f), known to a person skilled in the art:
a) изготовление заготовки из сплава Nb-Ti с вышеуказанным химическим составом,a) production of a blank from Nb-Ti alloy with the above-mentioned chemical composition,
b) обработка на твердый раствор и закалка бета-типа указанной заготовки, так чтобы титан и ниобий находились по существу в форме твердого раствора в бета-фазе,b) solution treating and beta quenching said workpiece so that the titanium and niobium are substantially in solid solution form in the beta phase,
c) выполнение ряда последовательностей деформирования указанного сплава, необязательно с одной или более термообработками. Термин «деформирование» означает деформирование посредством волочения и/или прокатки. При необходимости волочение может потребовать использования одной или нескольких фильер во время выполнения одной и той же последовательности или во время выполнения разных последовательностей. Волочение проволоки выполняется до тех пор, пока не будет получена проволока круглого сечения. Прокатка может выполняться в одной и той же последовательности деформирования, как и волочение проволоки, или в другой последовательности. Как преимущество, последняя последовательность при обработке сплава является прокаткой предпочтительно с получением прямоугольного профиля, который соответствует входному сечению оси для навивки,c) performing a series of deformation sequences on said alloy, optionally with one or more heat treatments. The term "deforming" means deformation by drawing and/or rolling. If necessary, drawing may require the use of one or more dies during the same sequence or during different sequences. Wire drawing is performed until a wire of round cross-section is obtained. Rolling may be performed in the same deformation sequence as wire drawing or in a different sequence. Advantageously, the last sequence in the processing of the alloy is rolling, preferably to obtain a rectangular profile that corresponds to the input section of the winding axis,
d) навивка для формирования пружины баланса,d) winding to form the balance spring,
e) заключительная термообработка для фиксации,e) final heat treatment for fixation,
f) необязательная стандартная обработка паром,f) optional standard steam treatment,
g) климатическая обработка паром согласно изобретению.g) climatic treatment with steam according to the invention.
Настоящее изобретение также относится к пружине баланса, которую получают посредством использования указанного способа обработки согласно изобретению. Особенностями описываемой пружины баланса является то, что она содержит на поверхности оксиды титана и потенциально адсорбируемые молекулы воды. Она также имеет особенность, состоящую в том, что после 5 месяцев использования с момента выполнения этапа климатической обработки паром ее ход составляет меньше 3 с/сутки или даже 2 с/сутки.The present invention also relates to a balance spring which is obtained by using the said processing method according to the invention. The features of the described balance spring are that it contains titanium oxides and potentially adsorbable water molecules on the surface. It also has the feature that after 5 months of use from the moment of performing the stage of climatic treatment with steam, its stroke is less than 3 sec/day or even 2 sec/day.
После этапа климатической обработки паром были проведены испытания. Результаты испытаний показаны на фиг. 1, где по оси ординат откладывается ход в с/сутки, измеряемый при комнатной температуре на приборе Witschi Chronomaster, а по оси абсцисс откладывается время в месяцах. Испытания выполнялись на пружине баланса, изготовленной из сплава Nb-Ti с процентным содержанием Ti по весу 47%. В соответствии со способом согласно изобретению пружина была подвергнута стандартной обработке паром в соответствии с этапом f) при 150°C в течение 24 часов при влажности окружающей среды с последующей климатической обработкой паром в соответствии с этапом g) в атмосфере с относительной влажностью 93% при давлении окружающей среды при температуре 50°C в течение 4 часов. Для сравнения были выполнены испытания пружины баланса с таким же химическим составом, которая не была подвергнута обработке в соответствии с этапом f) или g). Также были выполнены испытания пружины баланса с таким же химическим составом, которая была подвергнута только стандартной обработке паром в соответствии с этапом f) при температуре 150°C в течение 24 часов при влажности окружающей среды. Испытания показали явное уменьшение отклонения хода в отношении пружины баланса, обработанной с помощью способа согласно изобретению. По истечении 5 месяцев ход составила порядка 2 с/сутки по сравнению с величинами порядка 5 с/сутки для сравниваемых пружин баланса.After the steam climatic treatment step, tests were carried out. The test results are shown in Fig. 1, where the ordinate shows the movement in sec/day, measured at room temperature on a Witschi Chronomaster, and the abscissa shows the time in months. The tests were carried out on a balance spring made of an Nb-Ti alloy with a Ti content by weight of 47%. In accordance with the method of the invention, the spring was subjected to the standard steam treatment according to step f) at 150°C for 24 hours at ambient humidity, followed by a steam climatic treatment according to step g) in an atmosphere with a relative humidity of 93% at ambient pressure at a temperature of 50°C for 4 hours. For comparison, tests were carried out on a balance spring with the same chemical composition, which had not been subjected to the treatment according to step f) or g). Tests were also carried out on a balance spring with the same chemical composition, which was subjected only to the standard steam treatment according to step f) at a temperature of 150°C for 24 hours in ambient humidity. The tests showed a clear reduction in the movement deviation with respect to the balance spring treated by the method according to the invention. After 5 months, the movement was about 2 sec/day, compared to values of about 5 sec/day for the compared balance springs.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP23175181.9 | 2023-05-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2838146C1 true RU2838146C1 (en) | 2025-04-11 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2611866C2 (en) * | 2015-07-06 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова" (СОГУ) | METHOD OF PRODUCING FILMS AND PLATES FROM TITANIUM OXIDE IV TiO2 - RUTILE |
| EP4123393A1 (en) * | 2021-07-23 | 2023-01-25 | Nivarox-FAR S.A. | Hairspring for clock movement |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2611866C2 (en) * | 2015-07-06 | 2017-03-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Осетинский государственный университет имени Коста Левановича Хетагурова" (СОГУ) | METHOD OF PRODUCING FILMS AND PLATES FROM TITANIUM OXIDE IV TiO2 - RUTILE |
| EP4123393A1 (en) * | 2021-07-23 | 2023-01-25 | Nivarox-FAR S.A. | Hairspring for clock movement |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Luthra K.L. Stability of protective oxide films on Ti-base alloys // Oxidation of metals. 1991. Vol. 36. No. 5. P. 475-490. * |
| С. В. Заварзин, В. А. Дуюнова, М. А. Фомина. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КОРРОЗИЯ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ (обзор), Научно-технический журнал "ТРУДЫ ВИАМ", номер 4 (122), апрель 2023, стр. 27-39. Картонова Л. В. Теория и технология термической обработки: учеб. пособие / Л. В. Картонова, В. А. Кечин; Владим. гос. ун-т им. А. Г. и Н. Г. Столетовых., Владимир, Изд-во ВлГУ, 2020, ISBN 978-5-9984-1156-4, стр. 90-96. Илларионов А. Г. Технологические и эксплуатационные свойства титановых сплавов: учебное пособие / А. Г. Илларионов, А. А. Попов. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. ISBN 978-5-7996-1096-8, стр. 95-109, 131-133. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7515678B2 (en) | Spiral spring for a fixed or portable watch movement and method for its manufacture | |
| US20180373202A1 (en) | Spiral timepiece spring | |
| RU2696809C1 (en) | Method of making a hair for a clock mechanism | |
| RU2838146C1 (en) | Clock mechanism balance spring processing method | |
| KR20220088652A (en) | Balance-spring for horological movement and method for manufacturing same | |
| CN111349814B (en) | Titanium base spiral clock spring | |
| JP7690644B2 (en) | Method for treating a hairspring and method for manufacturing a hairspring | |
| US6503341B2 (en) | Self-compensating spiral for a spiral balance-wheel in watchwork and process for treating this spiral | |
| JPH07305151A (en) | Formation of high strength aluminum alloy | |
| US11851737B2 (en) | Balance spring for a horological movement | |
| RU2801078C1 (en) | Balance spring for mechanism related to time measurement | |
| US5683521A (en) | Method for manufacturing spring having high nitrided properties | |
| RU2797159C1 (en) | Spiral coil for clock mechanism and method for its manufacturing | |
| JPH0130893B2 (en) | ||
| JPS58193323A (en) | Preparation of high strength spring | |
| JPS63163069A (en) | Ring gear heat treatment method | |
| HK40087671A (en) | Balance spring for a horological movement | |
| CH720805A2 (en) | Process for treating a hairspring for a watch movement | |
| HK40002186A (en) | Spiral timepiece spring | |
| KR20230093821A (en) | Titanium sheet, and method for manufacturing of the same | |
| DE2408608A1 (en) | Titanium nitride layer prodn. - by vapour-plating substrate in vacuo in two phases with prevention of titanium pptn. | |
| JPH0578748A (en) | Coil spring manufacturing method | |
| HK1027636B (en) | Self-compensating spring for clockwork movement spring balance and method for treating the same | |
| HK1027636A1 (en) | Self-compensating spring for clockwork movement spring balance and method for treating the same | |
| JP2001516807A (en) | Method for producing structural members made of age-resistant steel and coated with baked enamel |