用于制造钟表用弹簧的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造钟表弹簧的方法，所述钟表弹簧包括具有至少一个曲率的金属玻璃的至少一个单片带状物。该方法的特征在于，所述方法包括通过塑性变形所述单片带状物以便获得至少一部分所述曲率的定形步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制造钟表弹簧的方法，所述钟表弹簧包括具有至少一个曲率的金属玻璃的至少一个单片带状物。
技术介绍
文献EP 0 942 337已经推荐了一种包括由非结晶金属制成的主发条的钟表。在实际情况下，在该文献中仅描述了由与环氧树脂装配的非晶形金属层状结构形成的带。一种推荐的可替代形式是通过点焊弹簧的不受约束形状的两端和转折点装配的带的组件。当它正在被定形并且进行弹簧承受的重复卷起和展开时，这种带的主要问题是层状结构脱层的高风险。因为树脂没有老化得很好并且失去它的特性，所以这个风险变得更加着重。这个解决方案不保证弹簧的功能性和疲劳性能。并且，推荐给弹簧的理论形状的模制没有考虑层状材料的性能。互相装配的多个薄带的使用是难以获得厚金属玻璃带的结果，因为在20世纪70年代对于使用于它们的磁特性的非晶形带状物发展起来的已知方法利用快速淬火可以用来制造仅直到大约30微米的带状物。公开号为W02007/038882的国际申请描述一种由包含石墨颗粒的基本连续非晶形基体组成的复合材料。该复合材料被设想可以用来尤其是制造弹簧，虽然没有给出关于制造该弹簧的方法的指示。此外，分布在复合物基体中的颗粒的尺寸处于与制表弹簧的典型厚度相同的幅度级别，并且这样引起关于该复合物对于该应用的可用性的怀疑。美国专利No. US 5 772 803涉及一种包括扭矩弹簧的物体，扭矩弹簧可以通过以低于500°C /s的速率冷却液态金属合金来获得以便获得较大非晶形金属合金，并且然后定形该合金。在该文献中提及的唯一定形是在模具中铸造。恰巧地具有超级机械性能、显著高弹性极限的合金的铸造产生带状物，该带状物在产生主发条所需要的尺寸处弯曲的情况下易碎。法国专利No. FR I 553 876涉及一种制造制表游丝的设备和方法。使用来制造这些游丝的带的属性没有在该文献中示出。由于文献的年代，我们可以很好地假设这是用于自补偿Invar 类型的游丝的多晶态金属合金，例如Nivarox 合金(其是基于铁镍合金)。美国专利No. US 3 624 883涉及一种制造卷绕为螺旋状并且固定到金属环的弹簧的方法，包括将带状物固定到金属环然后旋转后者，以及使整体承受热处理，以便将带状物固定在它的卷绕位置中。带状物的属性没有在该文献中示出。因为该文献要求从1968年算起的优先权，并且考虑到该说明书，因此该带状物可能是用于与在上面提及的法国专利No. FR I 553 876中描述的游丝相同类型的游丝的多晶态金属合金。本领域的技术人员知晓游丝的作用并且因此特性与主发条的作用和特性有很大的不同。前述技术到金属玻璃的应用因此不是简单的，因为它们在晶态金属合金与称为“金属玻璃”的非晶形金属合金之间的较大差异。如在前述国际申请W02007/038882中的“专利技术的背景”部分示出的，较大金属玻璃是易碎的并且它们在环境温度下的塑性变形因此是非常难考虑的。同样，在作者J. Lu 等人他们于 Acta Materialia 第 51 期、第 3429-3443 (2003)页的标题为 “Deformation behavior of the Zr41 2Ti13 8Cu12 5Ni10Be22 5bulk metallic glassover a wide range of strain-rates and temperatures”(Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5较大金属玻璃在宽泛应变率和温度范围上的变形性能)的文章中，陈述了 “in spite oftheir metallic bonding,all the metallic glasses discovered so far exhibitshear localization at room temperature, leading to catastrophic shear failureimmediately following yield”(尽管它们的金属键合,但是到目前为止发现所有金属玻璃在室温下呈现出剪力局部化，导致紧接在生产之后产生严重的剪力断裂)(参考第2段，第3430页)。非晶形金属合金的塑性变形可以仅通过产生滑移带来实现。这个变形机理完全不同于晶态金属合金的变形。非晶形金属合金的塑性变形总体上是不期望的，因为它导致正被加压的部件的快速断裂。因此本领域的技术人员非常清楚，所述弹性极限是必须不超过以免破坏材料的极限。因此，对于本领域的技术人员来说，要禁止较大金属玻璃的塑性变形。在例如Nivaflex (用于高性能弹簧的基于钴镍铬合金)的多相多晶态合金与非晶形金属合金之间的另一个基本差异在于，为了能够实现它的最大机械性能，Nivaflex 合金在热处理期间必须通过加工硬化和通过相态沉淀来变得坚韧。在非晶形金属合金情况下，一旦固化时就获得它的机械性能并且它的机械性能不能通过后续的塑性变形和/或后续的热处理来增强。因此，必须对Nivaflex 主发条应用热处理以便获得期望的机械性能，有时候其根本不是由金属玻璃制造的弹簧的实例。
技术实现思路
专利技术人已经令人惊奇地发现能够使金属玻璃带状物承受塑性变形并且能够显著地以弹簧的形式通过它的塑性变形将它使用在工业规模上，弹簧被重复地机械加压到机芯的发条盒内部。他们然后将该发现很好地使用在制造如权利要求I所述的钟表弹簧的方法中。该方法因此允许功能钟表弹簧，尤其是主发条，在工业规模上由金属玻璃制造。在下面由各个附图示出的描述过程中，形成本专利技术主题的该方法的特征和优点将变得清晰。附图说明图I为作为退火条件的函数的延展性/易碎性的图表；图2a为在各种温度下固定的图表；图2b为在作为各种温度下退火持续时间的函数的断裂处的变形的图表；图3a, 3b为对于另一种合金分别与图2a, 2b的图表相应的图表； 图4a, 4b为对于另一种合金分别与图2a, 2b的图表相应的图表；图5a为弹簧的不受约束形状的平面视图5b为其曲率与理论不受约束形状的60%相应的该相同弹簧的不受约束形状的平面视图；以及图6a，6b分别表示对于其已经被热成型的主发条零件和其已经通过塑性变形定形的内部零件、以及其定形已经完全通过塑性变形(冷成型)完成的主发条的卷起/展开曲线，其中扭矩[in mNm]为展开转数的函数。具体实施例方式为了执行根据本专利技术的方法，使用能够冷却形成称为“金属玻璃”的非晶形或基本上非晶形金属合金的金属合金是有利的，因为由该合金的具体结构产生的优越机械特性。使用金属玻璃是特别有利的，其机械特性比现有技术中使用的传统多晶态合金，例如举例而言Nivaflex 合金的那些机械特性优越。结果，下文陈述的本专利技术更具体地涉及金属玻璃，其弹性极限大于2400MPa。 借由这些非晶形金属合金的实例，提及的可以由基于镍、钴和/或铁的合金制成。在他们的研究期间，专利技术人也注意到，为了产生功能性弹簧，其意味着当使用在钟表中时弹簧保证一定的返回扭矩和良好的可靠性，带状物优选地必须由具有所需厚度的非晶形或基本上非晶形合金制成以实现功能特性以及在折弯情况下可初始延展。实际上，在某些厚度以上和超过某些厚度，带状物在折弯情况下可以证明易碎性能，并且这会削弱弹簧的可靠性。为了获得良好性能的制表弹簧，例如主发条，带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.09 EP 09405221.41.一种制造钟表弹簧的方法，所述钟表弹簧包括具有至少一个曲率的金属玻璃的至少一个单片带状物，其特征在于，它包括通过塑性变形定形所述单片带状物以便获得至少一部分所述曲率的步骤。2.如权利要求I所述的方法，其中在通过塑性变形定形所述单片带状物的步骤之前是获得该带状物的步骤，其包括将能够形成金属玻璃的液态金属合金喷射到冷却和移动的基板上。3.如权利要求2所述的方法，其中金属玻璃的单片带状物通过在称为平面流铸、熔体纺丝、和双辊铸造的方法中的一个之后超级淬火来获得。4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述喷射以获得液态金属合金的高于10000°C/s的冷却速率这样的方式来执行。5.如权利要求I至4中的一项所述的方法，其中所述喷射以获得具有厚度在50到150 u m之间的单片带状物这样的方式来执行。6.如权利要求I至5中的一项所述的方法，其中在通过塑性变形定形的步骤之前或之后是固定至少部分所述单片带状物的步骤。7.如权利要求I至5中的一项所述的方法，其中在通过塑性变形定形的步骤之前或之后是通过热处理至少该部分曲率而固定所述部分曲率的步骤。8.如权利要求7所述的方法，其中所述固定步骤通过所述带状物在支撑部中的塑性变形之后利用所述热处理固定所述形状来执行。9.如权利要求7和8中的一项所述的方法，其中所述热处理在一定温度下执行并且持续与在金属玻璃折断处超过2...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·居格，文森特·冯尼德豪瑟恩，
申请(专利权)人：劳力士有限公司，
类型：发明
国别省市：