磁性不灵敏高硬度恒弹性合金及其制造方法、以及游丝、机械式驱动装置及钟表制造方法及图纸

技术编号:7158155 阅读:355 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的目的在于提供一种具有{110}(111)集合组织、具有饱和磁通密度为2500~3500G、0~40℃的拉伸弹性模量的温度系数为(-5~+5)×10-5℃-1及维氏硬度为350~550的磁性不灵敏高硬度恒弹性合金、使用所述合金的游丝、机械式驱动装置及钟表。上述目的通过如下方式达到:对于由以原子量比计为20~40%的Co及7~22%的Ni合计42.0~49.5%、5~13%的Cr及1~6%的Mo合计13.5~16.0%、及37%以上的剩余部分构成的合金,在1100℃以上且小于熔点的温度下进行加热后冷却,接着一边反复进行拉丝加工和800~950℃的中间热处理,一边实施加工率为90%以上的拉丝加工而制成具有(111)纤维轴的纤维组织的线材,然后对该线材实施压下率为20%以上的冷加工而制成薄板,然后对该薄板在580~700℃的温度下进行加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及恒弹性合金,进一步详细而言,涉及!^e — Co — Ni — Cr 一 Mo系恒弹性合金、以及由该合金构成的游丝、含有该游丝的机械式驱动装置、及内置有该机械式驱动装置的钟表。本专利技术尤其涉及具有磁性不灵敏性及耐冲击性的!^ 一 Co — Ni — Cr 一 Mo 系恒弹性合金。
技术介绍
以往,!^e -Co-Ni-Cr-Mo-W系合金作为恒弹性合金具有高拉伸弹性模量和其温度系数小的恒弹性特性,所以用于游丝,并且该游丝用于机械式驱动装置,进而将该机械式驱动装置用于钟表。专利文献1 日本特公昭31 - 10507号公报,涉及!^e — Co — Ni — Cr 一 Mo — W 系恒弹性合金,以重量比计,其组成以8 68%的佝、1 75%的Co、0. 1 50%的Ni及 0. 01 20%的Cr为主要成分,并且含有2 20%的W及2 20%的Mo。但是,根据本专利技术者们的研究可知,能得到拉伸弹性模量的温度系数(一 5 +5) X 10 —5TTk且饱和磁通密度为2500 3500G的特性的是其组成范围的一部分。此外, 作为特性测定了线膨胀系数及弹性率的温度系数,但未测定磁特性。制造方法是实施熔融合金的铸造、铸锭的锻造、根据用途而在常温或高温下拉丝或轧制等加工形成了所希望的形状,然后以500 1100°C进行退火后逐渐冷却这样的方法。或者,退火后在常温下进行加工、接着加热到750°C以下后逐渐冷却,和/或能够以高温对铸锭进行淬火。因此,未记载拉丝加工后的中间热处理。非专利文献1 “高弹性合金“Dia - flex”单晶的弹性系数的各向异性及其温度变化”(日本金属学会志第31卷第3号(1967),p263 沈8)中测定了具有专利文献1的组成范围内所包含的 22. 4% 的 ^、38. 0% 的 Co、16. 5% 的 Ni、12. 0% 的 Cr、4. 0% 的 Μο、4· 0% 的W、l. 2%的Mn、l. 0%的Ti及0. 8%的Si的组成)的单晶的拉伸弹性模量的各向异性。另外,Dia - Ifex具有“高”弹性率,用于动力发条,但不是恒弹性合金。通常,在面心立方格子合金的单晶中,< 100 >方位的拉伸弹性模量E<1(KI>, < 110>方位的拉伸弹性模量E<11(l>&< 111 >方位的拉伸弹性模量E<m>之间存在EΕ<ιη>的关系。如非专利文献1所示,Fe-Co- Ni 一 Cr 一 Mo — W系合金的E < 111 >约为E<1QQ>m 3倍。如此,在面心立方格子合金的结晶方位中,<111 >方位的拉伸弹性模量E<m>最大,但在单晶的多元系面心立方格子合金中,不能得到恒弹性特性。此外,非专利文献1中记载了现在用作市场上销售的动力发条的高弹性合金的方位主要是拉伸弹性模量较小的 {110} < 112 >。另一方面,在多晶的多元系面心立方格子合金中,集合组织与恒弹性特性的关系并不明确。图1表示对合金编号I (比较例)、合金编号II (比较例)及合金编号12,将对以拉丝加工率为85. 3%加工的线材实施了压下率为50%的轧制加工而得的薄板以650°C加热2 小时后的情况下的拉伸弹性模量和测定温度的关系。其中,该情况是在拉丝加工的工序中不实施中间热处理。合金编号I具有1 - 27. 7% Co - 15. 0% Ni - 5. 3% Cr - 4. 0% Mo 的组成,是市场上销售的恒弹性合金(本申请人之一的注册商标&二 σ O0图1表示对于该合金的薄板状试样的拉伸弹性模量和测定温度的关系,在O 40°C的常温附近的拉伸弹性模量一温度曲线的平坦范围得到恒弹性特性,将其做成游丝后,组装到机械式驱动装置,并将该机械式驱动装置用于钟表。该合金的磁相变点Tc是200°C,位于拉伸弹性模量曲线的峰值附近,其饱和磁通密度也较大是8100G,是强磁性合金。因此,如下所述,存在由于外部磁场而容易带磁的问题。专利文献1 日本特公昭31 - 10507号公报专利文献2 再公表专利公报WOOl / 053896号公报非专利文献1 “高弹性合金"Dia - flex”单晶的弹性系数的各向异性及其温度变化” 日本金属学会志第31卷第3号(1967),p. 263 沈8近年来,电子设备多使用高性能的永磁体,其结果增加了钟表暴露于外部磁场的机会。 该外部磁场的强度存在进一步增大的倾向,组装到钟表中的各种构件受到带磁的影响,对钟表的精度有很大影响。尤其是游丝、机械式驱动装置及钟表上所使用的恒弹性合金,是饱和磁通密度较大的强磁性合金,因此,其精度显著受制于外部磁场的大小,为了防止这样的外部磁场的影响,在钟表中内置防磁构造,则钟表的构造复杂化。鉴于上述这样的状况,为了钟表的精度所必须的恒弹性合金的特性如下所示。(A) 饱和磁通密度低,是弱磁性,对外部磁场不灵敏。(B)拉伸弹性模量高,(C)拉伸弹性模量的温度系数小,(D)具有可表现出也能充分承受来自外部的冲击的耐冲击性的硬度。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的在于提供一种能够减小饱和磁通密度使之为弱磁性、并通过控制集合组织来满足上述的各种特性(A) (D)的!^ 一 Co — Ni — Cr 一 Mo系恒弹性合^^ ο本专利技术人鉴于上述现状,为了研发对外部磁场不灵敏的恒弹性合金而进行了深入研究。但是,由于恒弹性特性的表现依赖于磁性,因此要同时满足弱磁性化和恒弹性特性这两物性极其困难。而且,本专利技术人为了解决该课题,首先进行专利文献1的恒弹性合金的强磁性元素即i^、C0、m和非磁性元素即Cr、Mo的微细配合调整,详细进行了研究,但仅是成分调整,不能同时实现弱磁性化和恒弹性特性。S卩,图1的合金编号II及合金编号12是为了减小饱和磁通密度而对合金编号I依次增加了非磁性元素(Cr、Mo)的量的合金,图1表示其拉伸弹性模量和测定温度的关系。如图所示,若增加非磁性元素的Cr、Mo的量,则拉伸弹性模量一温度曲线的峰值向低温侧移动成为弱磁性。即,若增加非磁性元素的量,则饱和磁通密度减小、磁相变点Tc向低温侧移动,但关于这点未图示。但是,常温下的拉伸弹性模量的温度变化与铁镍钴合金(曲线I)相比较大,不能得到在O 40°C的常温附近的拉伸弹性模量的温度系数较小的恒弹性特性。 另外,图1所示的合金编号12相当于后述的表1的比较例(实施加工率为85. 3%的拉丝加工,在压下率为50%的轧制加工后,以650°C加热2小时,但是无中间热处理),如图2所示属于本专利技术的组成范围内,但未有意地形成{110} < 111 >集合组织。为此,进一步进行研究,在!^e -Co-Ni-Cr-Mo系恒弹性合金中特定了组成范围的基础上,系统地研究具有多元系面心立方多晶结构的线材的纤维组织及相同结构的薄板材的集合组织与恒弹性特性及磁性的关系,结果得知通过形成新的集合组织,得到弱磁性的对外部磁场不灵敏的恒弹性合金。本专利技术的特征之处如下所示。(1)第1技术方案涉及一种磁性不灵敏高硬度恒弹性合金,该恒弹性合金由以原子量比计为20 40%的Co及本文档来自技高网
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【技术保护点】
1. 一种磁性不灵敏高硬度恒弹性合金,由以原子量比计为20~40%的Co及7~22%的Ni合计42.0~49.5%、5~13%的Cr及1~6%的Mo合计13.5~16.0%、及剩余部分实质上为Fe(其中,Fe为37%以上)和不可避免的杂质构成,其特征在于,集合组织是{110}<111>,并且具有饱和磁通密度为2500~3500G,0~40℃的拉伸弹性模量的温度系数为(-5~+5)×10-5℃-1,以及维氏硬度为350~550。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:村上雄悦
申请(专利权)人:财团法人电气磁气材料研究所
类型:发明
国别省市:JP

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