CH501954A - Spiral de montre de coefficient thermique nul - Google Patents
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Description
Spiral de montre de coefficient thermique nul
Les spiraux de montre sont caractérisés par quatre paramètres bien connus des spécialistes horlogers: le coefficient thermique , le coefficient d'isochronisme .
I'écart aux positions , l'erreur secondaire .
Le coefficient thermique est un paramètre fondamental qui caractérise la sensibilité du spiral aux variations de la température ambiante. Les trois autres paramètres ne seront pas décrits ici car ils ne concernent pas directement l'invention.
Le coefficient thermique est fonction du coefficient thermo-élastique des alliages utilisés pour la fabrication du spiral, ce coefficient thermo-élastique caractérisant l'influence des variations de la température sur la valeur du module d'élasticité des alliages.
L'un des buts visés lors de la fabrication d'un spiral de montre est l'obtention d'un coefficient thermique nul. Ce but peut être atteint en utilisant un alliage ayant.
dans les conditions de fonctionnement du spiral, un coefficient thermo-élastique nul.
Une solution au problème ainsi posé consiste à utiliser, pour la fabrication de ces spiraux, un type d'alliages connu sous le nom d' Elinvar , marque déposée.
La composition nominale d'un tel alliage est la suivante:
C 0,7 0/o Cr 10 O/o
Si 0,3 < )/o W 3,5 0/o
Mn 1,9 0/o Fe complément
Ni 32 O/o
Afin d'augmenter les caractéristiques d'élasticité des spiraux de montre on a été amené à mettre au point des alliages ayant une limite élastique sensiblement supérieure à celle des Elinvar, et connus sous le nom de Durinval , marque déposée.
L'une des compositions type de ces alliages est la suivante:
C minimum Cr 5,4 O/o
Si minimum Ti 2,5 o/o
Mn minimum Al 1 /o
Ni 42^/o Fe complément
Les Durinval se distinguent des Elinvar surtout par leur mécanisme de durcissement. Dans l'Elinvar en effet les caractéristiques mécaniques sont obtenues par un traitement thermique approprié au cours duquel se produit la précipitation de carbures de chrome alors que dans le cas du Durinval c'est la précipitation de nickelures de titane et d'aluminium qui intervient. Cette différence essentielle des mécanismes de durcissement des deux types d'alliages est bien entendu directement liée aux différences de composition qu'on peut constater en comparant les deux analyses précédemment citées.
Indépendamment de leur limite élastique supérieure les Durinval ont, bien entendu, comme les Elinvar un coefficient thermo-élastique sensiblement nul au voisinage de la température ambiante.
Cependant ils ne peuvent pas être utilisés pour la fabrication de spiraux de montre à mouvement non plus mécanique mais électrique. En effet, les spiraux de montre à mouvement électrique doivent être amagnétiques à la température ambiante alors que les alliages
Durinval sont, dans ces conditions, fortement magnétiques: leur point de Curie, c'est-à-dire la température à laquelle l'alliage passe de l'état ferromagnétique à l'état paramagnétique, est voisin de 1500.
Il est connu également que le molybdène diminue le point de Curie d'un ferronickel à teneur en nickel déterminée. C'est ce qui est montré en particulier dans l'ou- vrage de R.M. Bozorth intitulé ferromagnetism . Ce pendant, d'après cet ouvrage, les ferronickels au molybdène austénitiques du domaine y, sont ferromagnétiques à la température ambiante lorsque leur teneur en molybdène est inférieure à 10 o/o Mo environ.
Or, il n'est pas possible de recourir à une addition massive d'un élément quelconque, telle que le molybdène, pour abaisser le point de Curie au-dessous de la température ambiante, car une telle addition massive diluerait l'anomalie de coefficient thermo-élastique à un point tel qu'il ne serait plus possible d'obtenir en même temps un coefficient thermo-élastique faible ou nul.
On connaît aussi des alliages dont la matrice est essentiellement un ferronickel renfermant 7 à 12 0/o de molybdène. Ces alliages durcissent par précipitation grâce au molybdène, lorsque la teneur en Mo est supérieure à 7 à 8 /o. Dans ces alliages, le molybdène est obligatoire, alors que les éléments prévus comme agent durcissant (Al-Ti-V-Nb-Ta) peuvent être limités à 0.01 /n chacun. Le mode de durcissement mis en jeu est donc bien lié à la présence obligatoire d'une teneur minimale de 7 O/o de molybdène, les autres éléments dits durcissants n'étant qu'un adjuvant au molybdène.
En outre. dans ces alliages on ne cherche pas la suppression du ferromagnétisme puisqu'il est prévu de les utiliser pour des diapasons qui sont généralement entretenus par méthode électromagnétique.
La présente invention vise à réaliser une famille d'al- liages possédant les caractéristiques habituelles des Du- rinval classiques mais qui sont amagnétiques à la température ambiante.
Pour atteindre ce but, il fallait recourir simultanément à deux sortes de moyens, les uns propres à assurer un coefficient thermo-élastique faible ou nul, et les autres propres à abaisser le point de Curie de l'alliage audessous du domaine de température d'utilisation. Les études ont amené la mise au point d'un alliage dont les compositions sont définies avec précision, et qui contient obligatoirement et en même temps du chrome, du molybdène. de l'aluminium et du titane.
L'invention a pour objet un spiral de montre de coefficient thermique nul, caractérisé par le fait qu'il est fabriqué avec un alliage Fe, Ni. Cr, Mo, Ai, Ti. amagnétique à la température ambiante, constitué en poids par 36.5 à 39,5a/o de nickel, 1,5 à 4,5 oxo de chrome, 1,5 à 3 o de molybdène, 0,75 à 1,25 0/o d'aluminium, 2 à 3 0/o de titane, le reste étant du fer, avec des quantités minimales en carbone, silicium, manganèse, soufre et phosphore.
A titre d'exemple d'un alliage selon l'invention, on peut citer celui ayant, en poids, la composition suivante: carbone 0,005 /o, silicium 0,34 0/o, manganèse 0,169/o, nickel 38,40/o, chrome 3,370/o, molybdène 20/o, titane 2,460/o. aluminium 0,96 /o, fer 52,29 0/o, le reste étant du soufre et du phosphore, dont le point de Curie est inférieur à 180 et qui est pratiquemment amagnétique à température ambiante avec un coefficient thermo-élastique nul.
Les études dont résulte l'invention ont permis de déterminer que, pour obtenir un ensemble de propriétés analogues à celles de l'alliage cité ci-dessus en exemple, les teneurs des éléments constitutifs de l'alliage devaient être ajustées dans les limites suivantes:
- de 36,5 à 39,5 o/o pour le nickel
- de 1,5 à 4,5 o/o pour le chrome
- de 1,5 à 3 o/o pour le molybdène
- de 0,75 à 1,25 /o pour l'aluminium
- de 2 à 3 O/o pour le titane le complément étant constitué par du fer, le carbone, le silicium, le manganèse, le soufre et le phosphore étant présents aux teneurs minimales.
Pour obtenir les meilleurs résultats dans les fourchettes de composition indiquées ci-dessus, on doit tenir compte des influences parfois contradictoires des variations de teneurs des différents éléments sur le déplacement du point de Curie. En effet, dans le domaine de composition envisagée des additions de nickel élèvent le point de Curie alors que des additions de chrome, molybdène. titane et aluminium l'abaissent.
D'autre part on doit également prendre en considération l'influence du mode de durcissement de l'alliage au cours de sa mise en oeuvre sur le déplacement du point de Curie. En effet la précipitation de nickelures de titane et d'aluminium appauvrit relativement en nickel la matrice de l'alliage et s'accompagne, par conséquent, d'un abaissement du point de Curie.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée par les détails de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits.
Ceux-ci pourraient être modifiés sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDTCATION
Spiral de montre de coefficient thermique nul, caractérisé par le fait qu'il est fabriqué avec un alliage Fe.
Ni, Cr. Mo, Al, Ti, amagnétique à la température ambiante, constitué en poids par 36.5 à 39,5 o/o de nickel 1,5 à 4,5 oxo de chrome, 1,5 à 3 oxo de molybdène, 0,75 à 1,25 /n d'aluminium, 2 à 3 o/o de titane, le reste étant du fer, avec des quantitçs minimales en carbone. silicium.
manganèse, soufre et phosphore.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Claims (1)
- **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. pendant, d'après cet ouvrage, les ferronickels au molybdène austénitiques du domaine y, sont ferromagnétiques à la température ambiante lorsque leur teneur en molybdène est inférieure à 10 o/o Mo environ.Or, il n'est pas possible de recourir à une addition massive d'un élément quelconque, telle que le molybdène, pour abaisser le point de Curie au-dessous de la température ambiante, car une telle addition massive diluerait l'anomalie de coefficient thermo-élastique à un point tel qu'il ne serait plus possible d'obtenir en même temps un coefficient thermo-élastique faible ou nul.On connaît aussi des alliages dont la matrice est essentiellement un ferronickel renfermant 7 à 12 0/o de molybdène. Ces alliages durcissent par précipitation grâce au molybdène, lorsque la teneur en Mo est supérieure à 7 à 8 /o. Dans ces alliages, le molybdène est obligatoire, alors que les éléments prévus comme agent durcissant (Al-Ti-V-Nb-Ta) peuvent être limités à 0.01 /n chacun. Le mode de durcissement mis en jeu est donc bien lié à la présence obligatoire d'une teneur minimale de 7 O/o de molybdène, les autres éléments dits durcissants n'étant qu'un adjuvant au molybdène.En outre. dans ces alliages on ne cherche pas la suppression du ferromagnétisme puisqu'il est prévu de les utiliser pour des diapasons qui sont généralement entretenus par méthode électromagnétique.La présente invention vise à réaliser une famille d'al- liages possédant les caractéristiques habituelles des Du- rinval classiques mais qui sont amagnétiques à la température ambiante.Pour atteindre ce but, il fallait recourir simultanément à deux sortes de moyens, les uns propres à assurer un coefficient thermo-élastique faible ou nul, et les autres propres à abaisser le point de Curie de l'alliage audessous du domaine de température d'utilisation. Les études ont amené la mise au point d'un alliage dont les compositions sont définies avec précision, et qui contient obligatoirement et en même temps du chrome, du molybdène. de l'aluminium et du titane.L'invention a pour objet un spiral de montre de coefficient thermique nul, caractérisé par le fait qu'il est fabriqué avec un alliage Fe, Ni. Cr, Mo, Ai, Ti. amagnétique à la température ambiante, constitué en poids par 36.5 à 39,5a/o de nickel, 1,5 à 4,5 oxo de chrome, 1,5 à 3 o de molybdène, 0,75 à 1,25 0/o d'aluminium, 2 à 3 0/o de titane, le reste étant du fer, avec des quantités minimales en carbone, silicium, manganèse, soufre et phosphore.A titre d'exemple d'un alliage selon l'invention, on peut citer celui ayant, en poids, la composition suivante: carbone 0,005 /o, silicium 0,34 0/o, manganèse 0,169/o, nickel 38,40/o, chrome 3,370/o, molybdène 20/o, titane 2,460/o. aluminium 0,96 /o, fer 52,29 0/o, le reste étant du soufre et du phosphore, dont le point de Curie est inférieur à 180 et qui est pratiquemment amagnétique à température ambiante avec un coefficient thermo-élastique nul.Les études dont résulte l'invention ont permis de déterminer que, pour obtenir un ensemble de propriétés analogues à celles de l'alliage cité ci-dessus en exemple, les teneurs des éléments constitutifs de l'alliage devaient être ajustées dans les limites suivantes: - de 36,5 à 39,5 o/o pour le nickel - de 1,5 à 4,5 o/o pour le chrome - de 1,5 à 3 o/o pour le molybdène - de 0,75 à 1,25 /o pour l'aluminium - de 2 à 3 O/o pour le titane le complément étant constitué par du fer, le carbone, le silicium, le manganèse, le soufre et le phosphore étant présents aux teneurs minimales.Pour obtenir les meilleurs résultats dans les fourchettes de composition indiquées ci-dessus, on doit tenir compte des influences parfois contradictoires des variations de teneurs des différents éléments sur le déplacement du point de Curie. En effet, dans le domaine de composition envisagée des additions de nickel élèvent le point de Curie alors que des additions de chrome, molybdène. titane et aluminium l'abaissent.D'autre part on doit également prendre en considération l'influence du mode de durcissement de l'alliage au cours de sa mise en oeuvre sur le déplacement du point de Curie. En effet la précipitation de nickelures de titane et d'aluminium appauvrit relativement en nickel la matrice de l'alliage et s'accompagne, par conséquent, d'un abaissement du point de Curie.Bien entendu l'invention n'est pas limitée par les détails de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits.Ceux-ci pourraient être modifiés sans sortir du cadre de l'invention.REVENDTCATION Spiral de montre de coefficient thermique nul, caractérisé par le fait qu'il est fabriqué avec un alliage Fe.Ni, Cr. Mo, Al, Ti, amagnétique à la température ambiante, constitué en poids par 36.5 à 39,5 o/o de nickel 1,5 à 4,5 oxo de chrome, 1,5 à 3 oxo de molybdène, 0,75 à 1,25 /n d'aluminium, 2 à 3 o/o de titane, le reste étant du fer, avec des quantitçs minimales en carbone. silicium.manganèse, soufre et phosphore.
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|---|---|---|---|
| PUE | Assignment |
Owner name: IMPHY S.A. |
|
| PL | Patent ceased |