包含非晶态金属合金的制表或制钟的部件制造技术

【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表或制钟的部件，所述部件包含非晶态金属合金。该部件具体可为弹簧，例如，发条盒弹簧(barrel spring)。
技术介绍
非晶态金属合金，也称为金属玻璃，其特定的特点为它们缺乏长程原子排序。这些合金对于机械应用意义重大，因为它们可具有高的断裂应力和宽范围的弹性负载。通常，金属玻璃的断裂应力远高于具有等效杨氏模量的晶态合金。这些材料的阿什比指数σ 2/Ε非常高，这就将他们定位为制备储能弹簧的首选材料。但是，对金属玻璃的机械特性的研究表明，只有Fe基或Co基金属玻璃能与最有名的弹簧钢和合金竞争。在这些合金中，除了例如Gu等人的Mechanical properties ofiron-based bulk metallic glasses, J. Mater. Res. 22, 258 (2007)中意在用于形成体金属玻璃的合金外，还有Fe-Si或Fe-Co-Si或Fe-Co-Si合金因其磁特性以约30mm厚的带状物形式用在电感器的芯中。还已知，这些合金在磁带的情况下成形后是脆性的，或在体金属玻璃的情况下本身就是脆性的。现在，在钟表制造业中的机械应用，特别是作为弹簧，需要抗塑性变形和/或抗疲劳强度，这就意味着材料具有一定的延性。而且，这些合金中的大部分都是可磁化的，这能够引起对钟或表机芯的某些元件，例如，振荡器的干扰。一些科学著作提到Fe或Co基金属玻璃的某些成分存在塑性，例如上述著作中公开的 Fe59Cr6Mo14C15B6O欧洲专利申请EP0018096涉及由含有硼(特别是以比率5_12原子％)的过渡金属合金的超细颗粒组成的粉末。这些粉末意在用于制备切削工具。欧洲专利申请EP0072893涉及金属玻璃，该金属玻璃基本上由以下物质组成66-82原子％的铁，其中1-8%可任选地被至少一种选自镍、钴及它们的混合物的元素代替；1-6原子％的至少一种选自铬、钥、钨、钒、铌、钽、钛、锆和铪的元素；和17-28原子％的硼，其中O. 5-6%可任选地被硅代替并且至多2%可被碳代替。这些金属玻璃意在用作磁带录音机读头，继电器、变压器和类似设备的芯。国际专利申请W02010/000081记载了由式Ni53Nb2tlZr8TiltlCo6Cu3的非晶态金属合金构成的带状物作为发条盒弹簧的用途。公开号为JP4124246的日本专利申请涉及一个表盘，该表盘为制表或制钟的部件，没有任何机械功能。该表盘不必显示出延性或高弹性抗力，与部件例如发条盒弹簧相反。此外，非晶态合金不这样使用，而是在使用前形成结晶。除了 Fe和B外，该合金必须包含Zr和/或Hf，其实例涉及FeZrCuB合金。公开号为JP571082 37的日本专利申请记载了一种用于钟或表弹簧的非晶态合金，但该非晶态合金并非为发条盒弹簧那样的高性能弹簧。所要求保护的合金的要求为它应包含S1、P或C。所述记载提到了 B的用途，但没有给出有关定量组分的信息，并且也没有提到Ni或Fe的添加。最后，实施例涉及包含Cr和P的合金。公开号为EP0942337的欧洲专利申请涉及一种制表或制钟的弹簧，所述弹簧由非晶态金属，例如，N1-S1-B、N1-S1-Cr、N1-B-Cr 和 Co-Fe-Cr 组成。尽管对目前工艺水平中已知的组合物(例如，Fe59Cr6Mo14C15B6)进行了大量试验，但由于获得的带状物形式的材料的脆性，本专利技术者未能获得可用于钟表制造业中的预期应用的结果。于是，他们探索了特别适合钟表制造业中应用要求的合金。为了能用在钟表制造业中，合金必须具有合适的机械特性(特别是极高的抗断应力)，并且它必须能够铸造或加工成带状物形式并能够根据非常精确的形状被定形以便最大化通过弹簧储存的能量。更确切地说，本专利技术者已定义了基本上非晶态金属合金必须满足的技术要求(specifications)以便用于钟表制造业领域的机械应用中，更具地为用作弹簧元件,举例而言，简单弹簧，例如弹簧片，或由带状物通过切割或冲压获得的元件，或通过带状物的热成形和/或通过冷变形获得的元件。因此，所述金属合金必须-允许生产Iμ m或更厚的带状物或线状物形式的金属玻璃(非晶态合金)，所述带状物例如通过快速凝固(“熔融-纺丝”或“平面流铸”)生产，所述线状物例如通过水淬火(A. O. Olofinjana 等人，J. of Materials Processing Tech.Vol. 155-156 (2004)pp. 1344-1349)或通过圆盘淬火(disk quenching) (T. Zhang 和 A.1noue, Mater. Trans.JIM, Vol. 41 (2000) pp. 1463-1466)生产；-具有高机械强度，优选高于2400MPa，或甚至高于3000MPa.对于主发条或发条盒弹簧，所述金属合金还必须-呈上述带状物或线状物形式时是延性的，即当受压至180°时不断裂(当带状物或线状物自身弯折时断裂处的 直径小于1mm)，并具有一定范围的塑性变形；并且-优选具有退火能力，即在成形热处理后保存它固有的延性和它的机械特性。对于简单弹簧，例如，弹簧片或由带状物通过切割或冲压得到的元件，延性和退火能力不是必需的。对于主发条或发条盒弹簧，延性是必需的，而退火能力是允许弹簧的成形所希望的。此外，对非晶态合金将有利的是为顺磁性以便最小化对其中集成有所述非晶态合金的钟或表机芯的干扰。
技术实现思路
本专利技术涉及一种制表或制钟的部件，所述部件包含不同于上述提到的那些合金的非晶态金属合金，并且所述合金符合在前述的技术要求中定义的标准。该非晶态金属合金对应于如下通式FeaCobNicNbdVeBfTag其中O 彡 a 彡 70 ;O 彡 b 彡 70 ;8〈c ( 60 ；I ^ d ^ 19 ；I 彡 e 彡 10 ;12<f ( 25 ；0 ^ g ^ 5 ；同时，20 ( a+b ( 70 ；50 ^ a+b+c ^ 90 ；5 彡 d+e 彡 20 ;并且a+b+c+d+e+f+g=100。优选地，50( a+b+c ( 83。本专利技术还涉及一种制备本专利技术所述的制表或制钟的化合物的方法，所述方法包括如下步骤a)在容器中预熔纯金属元素Fe和/或Co、N1、Nb和V;b)加热硼以去除其含有的任何气体分子；c)混合预熔后的金属元素和固态硼；d)加热所得到的混合物；e)使其冷却；`f)任选地重复步骤d)和e) —次或多次，最后步骤e)为快速淬火，使得能够特别是获得线状物或带状物形式的非晶态金属合金；g)将所获得的合金成形为制表或制钟的部件的预期形状。现在，将在以下叙述中详细地描述本专利技术的其他特点和优点。具体实施例方式在本说明书中，“非晶态金属”是指基于基本上^^晶态金属的合金，主要由非晶相构成，即，非晶相的体积分数在所有材料中超过50%。根据本专利技术，为了能满足前述技术要求，本专利技术所述的非晶态金属合金必须对应于上述通式。下标a到g的总和等于100，相当于说它是原子百分率(原子％)的问题。根据本专利技术一个优选的实施方式，通式中的下标a到g满足下列条件O 彡 a 彡 60 ;O 彡 b 彡 60 ;10 彡 c 彡 50 ;2 ^ d ^ 17 ；2 ^ e ^ 8 ；14 ^ f ^ 20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】2011.06.15 CH 01009/11;2010.07.21 EP 10356023.11.一种制表或制钟的部件，所述部件包含与下式对应的非晶态金属合金FeaCobNicNbdVeBfTag其中0≤a≤70 ;0≤b≤70 ;8〈c く 60 ；I ≤ d ≤ 19 ；1≤ e ≤ 10 ；12<f く 25 ；0 ≤ g ≤ 5 ；同时，20 く a+b く 70 ；50 ≤ a+b+c ≤ 90 ；5≤ d+e ≤ 20 ;并且a+b+c+d+e+f+g=100。2.权利要求1所述的制表或制钟的部件，其中，在所述合金中0≤ a ≤ 60 ；0≤b≤60 ;10≤c≤50 ;2≤d ≤17 ；2≤e≤8 ;14≤ f ≤ 20 ；0 ≤ g ≤4 ；同时，25 く a+b く 65 ；60 く a+b+c く 80 ;并且8 ≤ d+e ≤ 17。3.权利要求2所述的制表或制钟的部件，其中，在所述合金中0≤a≤56 ;0≤b≤54 ;12≤c≤40 ;`4 ≤d ≤14 ；`4 ≤ e ≤ 6 ；15≤ f ≤ 17 ；`0 ≤ g≤ 4 ；`同时，`30 く a+b く 60 ；`68 ≤ a+b+c ≤ 75 ;并且`11 く d+e く 15。4.权利要求1-3中任一项所述的制表或制钟的部件，其中，在所述合金中，g=0。5.利要求1-4中任一项所述的制表或制钟的部件，其中，在所述合金中，a=0。6.权利要求5所述的制表或制钟的部件，当权利要求5引用权利要求1时；或权利要求5所述的制表或制钟的部件，当权利要求5引用权利要求4且权利要求4引用权利要求1时，其中，在所述合金中 31≤b≤56 ;13 ≤c ≤41 ；7 ≤d ≤13 ； 4≤e≤10 ;并且 13 ≤f ≤17。7.权利要求1-4中任一项所述的制表或制钟的部件，其中，在所述合金中，b=0。8.权利要求1或7所述的制表或制钟的部件，当权利要求7引用权利要求1时，其中，在所述合金中， 47≤a≤57 ; 17≤c≤23 ; 3≤d≤9 ;4 ≤e ≤10 ； 13 ≤f ≤17 ;并且g=0o9.权利要求3所述的制表或制钟的部件，其中，所述合金选自以下合金 Fe50Ni22Nb8V5B15 ； Fe52Ni2a66Nb7J3V5B15 ； Fe56Ni18Nb6V5B15 ； Fe54Ni20Nb6V5B15 ； Fe52Ni22Nb6V5B15 ；...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆斯塔法·阿尔杰夫，康斯坦丁诺斯·耶奥加拉基斯，托马斯·居格，阿兰·勒穆莱克，文森特·冯尼德豪泽恩，阿兰·亚瓦里，
申请(专利权)人：劳力士有限公司，
类型：
国别省市：