CN109884870A - 用于钟表的主发条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括金属带(3)的主发条(1)。根据本发明，金属是奥氏体钢(5)，以便限制对磁场的敏感性；与所述带的其余部分相比，所述带(3)的至少外表面被硬化到预定深度(7)，以便在主应力区硬化所述带(3)并同时保持低弹性模量。本发明涉及钟表发条盒领域。

Description

用于钟表的主发条

本申请是2013年6月28日在中国专利局提交的申请号为201310268211.9、名称为“用于钟表的主发条”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于钟表的主发条，并尤其涉及一种意欲集成在发条盒中的主发条。

背景技术

使用Nivaflex 45/5形成用于发条盒的主发条是已知的。这种材料提供了高弹性极限(典型地为3100MPa)和高弹性模量(典型地为220GPa)。

发明内容

本发明的目的是，通过提出一种既限制了对磁场的敏感性又提供了低弹性模量并同时在主应力区具有提高的弹性极限的可供选择的单件式主发条，来克服全部或部分上述缺陷。

因此，本发明涉及一种包括金属带的主发条，其中，金属是奥氏体钢，以便限制对磁场的敏感性；与所述带的其余部分相比，所述带的至少外表面被硬化到预定深度，以便在主应力区硬化所述带并同时保持奥氏体钢的低弹性模量。

因此，将表面区域或整个带进行硬化，即，带的芯部可几乎不改变或可不改变。带的这种选择性硬化意味着，除了良好的抗腐蚀性和抗疲劳性之外，主发条还可将以下优点结合起来：例如对磁场不敏感、低弹性模量和在主应力区具有高弹性极限。

根据本发明的其它有利特征：

-所述预定深度在所述带的总厚度e的5％和40％之间；

-硬化的外表面包括至少一种非金属——例如氮和/或碳——的扩散原子；

-硬化的外表面具有大于1100HV的硬度；

-硬化的外表面具有大于3500MPa的弹性极限。

此外，本发明涉及一种用于钟表的发条盒，其中，该发条盒包括根据前述变型方案中的任一个的主发条。

最后，本发明涉及一种制造主发条的方法，该方法包括以下步骤：

a)形成奥氏体钢基的(austenitic steel based)带，以限制对磁场的敏感性；

b)使原子扩散到带的外表面的预定深度处，以便在主应力区硬化所述带并同时保持低弹性模量。

因此，通过使钢中的原子扩散，可获得表面层，其中，整个带被硬化，而不必在带的表面沉积第二材料。实际上，硬化发生在带的材料内，根据本发明，这有利地防止了任何后续剥离。

根据本发明的其它有利特征：

-所述预定深度在带的总厚度e的5％和40％之间；

-所述原子包括至少一种非金属，例如氮和/或碳；

-步骤b)包含热化学扩散处理；

-步骤b)包含离子注入和扩散处理工艺；

-在步骤a)中或在步骤b)之后，对所述带进行卷绕。

附图说明

从下面参照附图经由非限制性示例给出的描述中，可以清楚地发现本发明的其它特征和优点，其中：

-图1是根据本发明的主发条的视图。

-图2是根据本发明的主发条的示意性截面图。

具体实施方式

本发明涉及一种例如用于钟表发条盒的主发条。显然，也可以设想需要主发条的其它应用，例如自动机器。

根据本发明的主发条1包括金属带3，该金属带3优选围绕自身卷绕。在设计和模拟过程中，发现这种类型的主发条承受应力，该应力主要施加在带3的外表面上，即，在长度l、高度h和厚度e上。因此，应力从带3的外表面向带3的中心减小，在带3的中心处应力为零。

因此，发现，虽然带3具有高弹性极限是重要的，但是该数值不需要是均匀的并且其可限制到外表面的预定深度处。

此外，由于每天遇到的物体感应的磁性，限制主发条1的敏感性以避免影响包括该主发条的钟表的工作是重要的。然而，具有高弹性极限的材料通常对磁场是非常敏感的。

令人惊讶地是，本发明毫不妥协地同时克服了这两个问题，并提供了附加的优点。因此，金属5是奥氏体的并优选是不锈的钢，以便有利地限制对磁场的敏感性。而且，与带的其余部分相比，将带的至少外表面7硬化到预定深度，以便根据本发明有利地在所述外表面上提供高弹性极限并同时保持奥氏体钢的低弹性模量。

实际上，根据本发明，对于大于1100HV且有利地在1200HV和2000HV之间的表面硬化，硬化的外表面7的弹性极限在3500MPa和4500MPa之间，而弹性模量保持基本等于或小于190GPa。上述数值获得自316L奥氏体铬镍不锈钢。当然，可以设想其它奥氏体钢。

实验证明，带3的总厚度e的5％和40％之间的硬化深度7对于应用于主发条是足够的。作为示例，如果一半厚度e/2是50μm，则硬化深度优选达到整个外周带3的截面的15μm左右。显然，根据本申请，可以提供在总厚度e的5％和80％之间的不同的硬化深度7。

优选地，根据本发明，硬化的外表面7包括至少一种非金属——例如氮和/或碳——的扩散原子。实际上，如下所述，通过在钢5中的原子的间隙饱和，表面区域7被硬化，而不需要在带3的表层上沉积第二材料。实际上，硬化发生在带3的材料5内，根据本发明，这有利地避免了任何后续剥离。

因此，至少一个表面区域7被硬化，即，带3的芯部可保持几乎不改变或保持不改变，这对主发条的质量没有任何显著改变。带3的这种选择性硬化意味着，主发条1可将以下优点结合起来：例如对磁场不敏感、低弹性模量和在主应力区具有高弹性极限并同时具有良好的抗腐蚀性和抗疲劳性。

本发明还涉及一种制造如上所述的主发条的方法。本发明的方法有利地包括以下步骤：

a)形成奥氏体钢基的带3，以限制对磁场的敏感性；

b)使原子扩散到带3的外表面的预定深度处，以便在主应力区硬化所述带。

根据第一优选实施例，在步骤a)中对带3进行卷绕，以使原子直接扩散到主发条1的最终形状内。

然而，根据第二优选实施例，也可以在步骤b)之后对带3进行卷绕，以便使原子扩散到主发条1的中间坯料内。

有利地，根据本发明，不管实施例如何，该方法都可应用于体积上。因此，步骤b)可包含热化学处理，例如对多个主发条和/或多个主发条坯料进行渗碳(cementing)或氮化。显然，步骤b)可包含在钢5中的非金属原子——例如氮和/或碳——的间隙扩散。最后，有利地，发现，该方法的压应力提高了抗疲劳强度。

步骤b)还可包含离子注入和扩散处理工艺。该变型方案具有不限制扩散原子的类型并允许间隙扩散和置换扩散二者的优点。

当然，本发明并不限于示出的示例，而是能够进行对于本领域技术人员来说显而易见的各种变型和改变。尤其是，可以设想对带3进行整体或几乎整体处理，即，对大于带3的厚度e的80％进行处理，虽然这对于主发条的应用不是必须的。

Claims (9)

1.一种包括金属带(3)的主发条(1)，其特征在于，金属是奥氏体钢(5)，以便限制对磁场的敏感性；与所述带的其余部分相比，所述带(3)的至少外表面通过原子扩散被硬化到预定深度(7)，以便在主应力区硬化所述带(3)并同时保持奥氏体钢的低弹性模量，所述预定深度(7)在所述带(3)的总厚度(e)的5％和40％之间，其中，硬化的外表面(7)包括至少一种非金属的扩散原子，硬化的外表面(7)具有大于1100HV的硬度并且具有大于3500MPa的弹性极限。

2.根据权利要求1所述的主发条(1)，其特征在于，所述至少一种非金属是氮和/或碳。

3.一种用于钟表的发条盒，其特征在于，该发条盒包括根据权利要求1至2中的任一项所述的主发条(1)。

4.一种制造主发条(1)的方法，包括以下步骤：

a)形成奥氏体钢(5)基的带(3)，以限制对磁场的敏感性；

b)使原子扩散到所述带(3)的外表面的预定深度(7)处，以便在主应力区硬化所述带(3)并同时保持低弹性模量，所述预定深度(7)在所述带(3)的总厚度(e)的5％和40％之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述原子包括至少一种非金属。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一种非金属是氮和/或碳。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤b)包含热化学扩散处理。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)包含离子注入和扩散处理工艺。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤a)中或在步骤b)之后，对所述带(3)进行卷绕。