CH344676A - Procédé de fabrication de roues dentées pour pièces d'horlogerie et roue obtenue selon ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de roues dentées pour pièces d'horlogerie  et roue obtenue selon ce procédé    L'objet de la revendication I est un procédé de  fabrication de roues dentées pour pièces d'horlogerie,  tandis que celui de la revendication II est une roue  dentée fabriquée selon ce procédé.  



  Il est connu de faire subir des traitements galva  niques à des roues dentées de pièces d'horlogerie. Ces  traitements ont pour but de donner à la     surface    de  ces     pièces    des propriétés différentes de     celles    du mé  tal de base     utilisé    pour les fabriquer. En     effet,    les  roues dentées de pièces d'horlogerie sont en général  en laiton. Ce métal présente l'avantage d'être d'un  coût suffisamment bas ; en outre, il est tendre, donc  facile à usiner, et cela aussi bien avec des outils de  coupe qu'avec des outils de découpage ou     d7étam-          page.     



  Toutefois, la surface d'une pièce en laiton a ten  dance à se ternir à la longue, lorsqu'elle reste en con  tact avec l'air ambiant. Cet inconvénient, qui se fait  sentir surtout avec les pièces qui sont destinées à être  utilisées dans des climats très humides ou dans des  régions maritimes, conduit souvent à faire subir aux  roues en laiton des traitements galvaniques de façon  à recouvrir leur surface d'une couche mince d'un  métal plus résistant à l'action de l'atmosphère et qui  garde un aspect plus brillant.  



  Le but du procédé faisant l'objet de la revendi  cation I est de fabriquer des roues dentées recou  vertes sur toute leur surface d'une couche mince d'un  métal dur,     différent    du métal de base de ces roues, de  façon à leur donner non seulement une résistance ac  crue aux agents corrosifs extérieurs, mais encore une  grande dureté superficielle, capable d'augmenter  dans de grandes proportions la résistance à l'usure    par frottement de la denture de ces roues, et, par là,  la durée possible de leur utilisation.  



  Pour cela, on place lesdites roues, une fois leur  usinage terminé, dans un bain galvanique contenant  en solution environ cinq parties d'un sel de nickel  pour une partie d'un sel d'étain, le potentiel hydro  gène (pH) de la solution étant maintenu aux environs  de 2,5. De plus, lesdites roues sont connectées au  pôle négatif d'une source de courant continu dont  l'autre pôle est relié à des anodes composées d'un       alliage        contenant        environ        35        %        Ni        et        65        %        Sn,

          dis-          posées    dans ledit bain.  



  Enfin, on maintient lesdites roues dans ledit bain  porté à une température d'environ 700 C durant quel  ques minutes.  



  On sait qu'un     alliage    étain-nickel contenant     en-          viron        65        %        Sn        et        35        %        Ni        contient        un        nombre        ap-          proximativement    égal d'atomes de Sn et d'atomes de  Ni.

   Lorsqu'on coule un tel alliage après l'avoir au  préalable porté à sa température de     fusion,    il se so  lidifie selon une structure biphasée composée des  deux     liaisons    intermétalliques     Ni3Sn2    et     Ni3Sn4.    En  revanche, lorsqu'un tel alliage est déposé par voie  galvanique à la surface d'un métal, il forme une struc  ture monophasée ne comprenant que la liaison     inter-          métallique        NiSn,    dont le cristal élémentaire contient  autant d'atomes d'étain que d'atomes de Ni.     Cette     structure présente des propriétés     particulières    con  nues.

   En particulier sa couleur semblable à celle de  l'acier inoxydable et sa bonne résistance à la corro  sion ont conduit à utiliser le traitement décrit pour  protéger par exemple des éléments de la cage de piè  ces d'horlogerie.      Mais l'application du procédé faisant l'objet de  la revendication I à la fabrication de roues dentées  présente un autre avantage important:

   on a constaté  en effet que la dureté superficielle de la couche     mé-          tallique        NiSn    est très grande, puisqu'elle dépasse 500  unités     Vickers    et que des roues, par exemple, en lai  ton se recouvraient, lors d'un traitement selon le pro  cédé faisant l'objet de la revendication I, d'une cou  che mince d'un métal de ladite composition attei  gnant une épaisseur d'environ 0,002 mm qui, sans       modifier    en rien le profil des dentures, ni les carac  téristiques d'engrènement, augmentait dans des pro  portions considérables la résistance à l'usure par frot  tement de ces dentures.  



  La mise en     oeuvre    du procédé faisant l'objet de  la revendication I     s'effectue    de façon analogue à  celle d'un     traitement    galvanique connu. C'est ainsi  que les pièces à traiter peuvent être par exemple pla  cées dans un tambour en matière plastique monté sur  un axe horizontal capable de tourner lentement pen  dant la durée du traitement, de façon que les     pièces     placées dans ledit tambour se déplacent les unes par  rapport aux autres.  



  La connexion desdites pièces à la cathode de la  dite source de courant     s'effectue    de la façon suivante  l'arbre sur lequel est monté le tambour est en laiton.  II est isolé sur toute sa longueur excepté sur une fai  ble partie dénudée, partie à laquelle est attachée l'une  des extrémités d'une     chaîne    métallique, dont     l'autre          extrémité    s'étend jusque dans le fond du tambour et  vient     ainsi    en     contact    avec les     pièces        placées    dans  ledit tambour.  



  Des anodes constituées par des plaques d'alliage       étain-nickel        contenant        35        %        Ni        et        65        %        Sn        sont        éga-          lement    disposées, dans ledit bain, de chaque     côté        du-          dit    tambour. Elles sont reliées au pôle positif de la  dite     source    de courant.

   La     surface    des anodes est  égale à     environ    la moitié de la surface exposée au  bain des pièces connectées à la cathode et le cou  rant cathodique est réglé à environ 2,6     A/dm2.     



       L'électrolyte    dans lequel le traitement s'effectue  contient     principalement    un sel d'étain et un sel de  nickel en     proportion    en poids de 1 à 5 environ. De  plus, au moyen d'autres additions, le potentiel hydro  gène de la solution est maintenu aux environs de 2,5.

    Ainsi par exemple, un     bain    dont la composition est  la suivante peut être utilisé       SnC122H20   <B>....</B> 50     gr/1          NiC126H20    .<B>...</B> 250     gr/1          NH4F.HF    .<B>---</B> 40     gr/1          NH3        35        %    - . . .

       35        gr/1     Dans un tel bain, la concentration en étain est  voisine de 25     gr/1    et celle du nickel de 60     gr/l.     Dans le but de mettre en     évidence    les avantages  des roues dentées fabriquées selon le     procédé    fai  sant l'objet de la revendication 1, on a procédé aux  essais suivants  Deux mouvements de montre comprenant cha  cun un barillet, un mobile moyen, une roue des se-         condes    et une roue d'échappement, mais pas     d'ancre,     ont été équipés, l'un de roues montées brutes d'usi  nage et l'autre,

   de roues traitées au préalable selon  le procédé décrit et ont été soumis à des essais  d'usure rapide.  



  Pour cela, lesdits mouvements ont été montés sur  un tour tournant de façon que le barillet de chacun  d'eux soit entraîné à une vitesse de 40 t/min. Dans  ces conditions, les autres mobiles du rouage sont éga  lement entraînés à une vitesse qui est un multiple de  leur vitesse de rotation usuelle. La durée de l'essai  a été fixée à 170 minutes, pendant lesquelles les mo  biles du rouage     effectuent    un nombre de rotations  correspondant à une durée de marche de 3 ans dans  les conditions normales.  



  Après cet essai, le fonctionnement de chaque  mouvement a été contrôlé au moyen d'un chrono  comparateur à enregistrement. On a de plus, dé  monté lesdits mobiles de façon à pouvoir contrôler  l'état de leur denture.  



  Puis le même essai a été répété pendant une  nouvelle durée de 170 minutes, afin de se rendre  compte des caractéristiques de marche de chacun  des deux mouvements après une durée de marche de  340 minutes, dans les conditions de l'essai, ce qui  correspond à une durée de marche de 6 ans dans  les conditions usuelles.  



  Alors que la denture des mobiles qui avaient été  traités selon le procédé de la revendication I était,  tant après le     premier    essai qu'après le second, in  tacte, qu'elle avait gardé exactement son profil ini  tial et que les enregistrements pris au     chrono-com-          parateur    montraient une marche absolument régu  lière, la denture des mobiles qui n'avaient pas été       traités    était, après le premier essai déjà usée par le  frottement, à un point tel que le profil des dents était  profondément altéré, ce phénomène étant particu  lièrement prononcé pour le barillet et pour la roue  des secondes.  



  De même, la bande d'enregistrement du     chrono-          comparateur    révélait, après le premier essai déjà, une  marche tout à fait irrégulière.  



  Le procédé faisant l'objet de la revendication 1  permet donc de fabriquer des roues dentées présen  tant par rapport aux roues usuelles l'avantage d'une  résistance à l'usure par frottement particulièrement  élevée.

Claims (1)

1. REVENDICATION 1 Procédé de fabrication de roues dentées de piè ces d'horlogerie, caractérisé en ce que l'on place des- dites roues, après usinage complet, dans un bain gal vanique contenant en solution environ cinq parties en poids d'un sel de nickel pour une partie d'un sel d'étain, le potentiel hydrogène de la solution étant maintenu aux environs de 2,5, en ce que l'on con necte lesdites roues au pôle négatif d'une source de courant continu, dont l'autre pôle est relié à des anodes composées d'un alliage contenant environ 35 % Ni et 65:

   ()/o Sn, et disposées dans ledit bain, et en ce qu'on maintient lesdites roues dans ledit bain, porté à une température d'environ 70,) C, pendant une durée de quelques minutes. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on utilise un bain ayant approximativement la composition suivante SnC122H20 50 gr/1 NiC126H20 . 250 gr/1 NH4F.HF 40 gr/1 NH3 359/o . . 35 gr/1 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on utilise des anodes dont la surface est approximativement égale à la moitié de la surface ex posée au bain, des pièces connectées à la cathode. 3.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on règle la densité du courant cathodique à environ 2,6 A/dm2.