CH529373A - Procédé de fabrication de pièces de mécanismes d'horlogerie et pièce obtenue par l'application de ce procédé - Google Patents

Procédé de fabrication de pièces de mécanismes d'horlogerie et pièce obtenue par l'application de ce procédé

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CH529373A
CH529373A CH1932969A CH1932969A CH529373A CH 529373 A CH529373 A CH 529373A CH 1932969 A CH1932969 A CH 1932969A CH 1932969 A CH1932969 A CH 1932969A CH 529373 A CH529373 A CH 529373A
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Simon-Vermot Andre
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Description


  
 



  Procédé de fabrication de pièces de mécanismes d'horlogerie
 et pièce obtenue par l'application de ce procédé
 La présente invention a d'une part comme objet un procédé de fabrication de pièces de mécanismes d'horlogerie et d'autre part la pièce obtenue par l'application du procédé.



   Jusqu'à présent, les matériaux de base utilisés, en particulier pour les pièces devant résister au frottement et à l'usure, étaient le rubis, plus rarement le spinelle ou le grenat. Or,   l'on    sait que ces matières sont des monocristaux que   l'on    doit scier, façonner et polir pour les amener aux dimensions nécessaires à leur utilisation horlogère.



   On connaît cependant également des procédés de fabrication de pièces céramiques ainsi que leurs applications.



   En particulier, des verres dévitrifiés pouvant servir à la fabrication de paliers et pour d'autres applications exigeant une bonne résistance à l'abrasion (P. W.



  McMillan   Glass   Ceramies      Academic Press, London and New York, 1964, page 195). Un procédé de fabrication de corps céramiques semi-cristallins par cristallisation contrôlée de corps en verre est également connu.



  Les corps obtenus par l'application de ce procédé peuvent notamment être utilisés pour la fabrication de paliers. D'après ce procédé, on ajoute à une composition de base donnant un verre, un agent de nucléation formé par un métal choisi dans le groupe comprenant le Ru, Rh, Pd, Os, Ir et Pt. On fond cette composition, on introduit la masse fondue dans un moule et on la soumet à un traitement thermique de façon à la convertir à   l'état    de cristaux finement divisés (brevet français
No 1244146).



   De même, on connaît un procédé de fabrication de céramiques cristallines ou semi-cristallines possédant par exemple une porosité nulle et une structure à grains très fins. Selon ce procédé, on ajoute à une composition de base, comprenant un oxyde formateur d'un réseau de verre tel que la silice, I'oxyde borique, le bioxyde de germanium ou le pentoyxde de phosphore et un oxyde modificateur tel que Li2O, BeO, MgO, etc., un agent favorisant la dévitrification, tel que l'oxyde de titane, ce dernier en une proportion de 2-20 % en poids.



  On fond la masse, on refroidit la masse d'une façon contrôlée, on la maintient à une température au-dessus du point de recuit et on la soumet à un traitement thermique pour former des noyaux de cristallisation (brevet français   No    1177799).



     I1    faut bien remarquer que, dans aucune de ces publications, l'application de tel paliers dans le domaine horloger n'est mentionnée. Ceci pour la bonne raison que, jusqu'à présent, personne n'a vu la possibilité de fabriquer des pièces de dimensions horlogères, car ni les procédés ni les mélanges de base et d'agents formateurs de réseau ne permettaient ces applications.



   Le but de la présente invention est précisément de réaliser un procédé de fabrication de telles pièces dans des dimensions horlogères.



   Selon l'invention, ce but est atteint par un procédé caractérisé en ce qu'on utilise comme composition de base un verre comprenant comme oxyde formateur de réseau type verre. de la silice, de l'oxyde borique, du bioxyde de germanium, du pentoxyde de phosphore ou du pentoxyde d'arsenic, comme oxydes dits   mtermeolal-    res ou modificateurs de réseau, du   Al2O8,    BeO, MgO,
Li2O, CaO,   Na20,    BaO, K2O, ZnO, MnO, Pb, CdO,
SrO, NiO, FeQ et CoO, on ajoute à ladite composition de base au moins un agent favorisant la dévitrification du verre, on coule et moule les pièces dans les dimensions et formes voulues, puis on refroidit lentement les pièces jusqu'à la solidification, on les maintient à une température pour laquelle la viscosité est de   1012    à   1013     poises,

   afin de stabiliser la matière et d'amorcer le processus de dévitrification, puis on les soumet à un traitement thermique, ce qui fait croître les cristaux et donne naissance à une céramique à grains fins, non poreuse.



   Un procédé particulièrement favorable est caractérisé en ce que l'agent favorisant la   dêvitrification    du verre est constitué par   l'un    au moins des métaux suivants en dispersion colloïdale: ruthénium, rhénium, palladium, osmium, indium, platine.



   La pièce obtenue par l'application de ce procédé est caractérisée en ce qu'elle est constituée par une céramique opaque à grains fins.



   Les avantages qu'apporte la présente invention par rapport à l'état de la technique sont donc évidents, vu que grâce à cette invention il est possible, pour la première fois, de réaliser des pièces d'horlogerie et en particulier des paliers d'horlogerie dans une matière qui correspond, du point de vue cristallisation, aux pierres semi-précieuses.



   On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une façon de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention.



   On part d'une composition de base constituée par un verre comprenant un ou plusieurs oxydes formateurs de réseau type verre, tels que la silice   (SiO,)    ou plus rarement l'oxyde borique   (B203),    le bioxyde de germa nium   (GeO2),    le pentoxyde de phosphore   (PyO5)    ou le pentoxyde d'arsenic   (As805),    ainsi que d'autres oxydes dits intermédiaires ou modificateurs de réseau, tels que   Au203,    BeO, MgO,   Li2O,    CaO,   Na,O,    BaO,   K2O,   
ZnO, MnO, PbO, CdO, SrO, NiO, FeO et CoO.



   A la composition de base ci-dessus, on ajoute 0,5   20%    en poids d'oxydes tels que   Tri8,    ZrO2, Cr203,   Mo O,,      P80,,    WO,, dépendant de la composition du verre de départ, dont le but est de favoriser la dévitrification du verre. On atteint aussi ce but en utilisant des métaux en dispersion colloïdale, tels que le ruthénium, le rhénium, le palladium, l'osmium, l'indium et le platine.



   Les pièces sont coulées et moulées dans les dimensions et formes voulues: levées, chatons, crapaudines, etc. Le verre est ensuite refroidi lentement jusqu'à solidification; il est maintenu à une température pour laquelle sa viscosité est de 1012 à   1018    poises, afin de le stabiliser et d'amorcer le processus de dévitrification, puis il est chauffé pendant 1/2 à 2 heures au-dessus de cette température. C'est à ce moment-là qu'a lieu la croissance des cristaux donnant naissance à une céramique à grains fins, non poreuse. Le refroidissement des pièces a lieu en prenant les précautions nécessaires pour éviter d'éventuelles cassures par choc thermique.



  Ces pièces ont un aspect opaque, type céramique et sont un mélange de quelques-uns ou de plusieurs des composants suivants: cordiérite, rutile, cristobalite, titanate de magnésium, titanate d'aluminium,   anorthite,    anatase,   ,-spodumène,    pétalte, mullite,   ,-eucrypkite,    tridymite, quartz, suivant la composition chimique du verre de départ.   II    va de soi que, pour l'application cherchée ici, les phases présentant le plus de résistance à l'usure et à l'impact (cordiérite par exemple) doivent être recherchées.

  L'état des cristaux, qui correspondent à ceux de pierres semi-précieuses, leurs dimensions et le pourcentage de cristallinité ont aussi une influence sur les qualités nécessaires à l'obtention d'un produit horloger; ils sont déterminés par le traitement de refroidissement décrit plus haut.



   La manufacture de pièces pour l'horlogerie est con çue de la manière suivante: les oxydes sous forme pure ou les matériaux bruts sont mélangés et fondus. La cou   lée    a lieu à pression atmosphérique ou sous pression dans des moules ayant la forme des pièces désirées, puis a lieu le processus de refroidissement contrôlé.



   Grâce aux caractéristiques du matériel obtenu par l'application du procédé, on peut facilement réaliser à peu près toutes les pièces d'une montre, en particulier divers paliers, l'échappement, l'ancre complète présentant des plans d'impulsion et/ou de repos destinés à coopérer avec les dents de la roue d'ancre, l'ancre comportant une fourchette destinée à agir sur la cheville du balancier. Lors du moulage, on prévoit dans l'ancre un trou pour la fixation de l'arbre de l'ancre, arbre qui sera ensuite chassé et/ou collé. On prévoit aussi un trou pour la fixation du dard.



   On peut aussi fabriquer de la même manière la roue d'échappement, en laissant un orifice pour y chasser et/ou coller l'axe.



   On obtient de la même façon tout autre type de roue.



   Les pièces obtenues sont plus légères que des pièces identiques métalliques. Leur faible inertie permet une amélioration sensible du rendement. De plus, elles sont parfaitement amagnétiques. Le processus de dévitrification a pour effet de rendre les pièces moins cassantes et d'éviter tout vieillissement.



   REVENDICATION I
 Procédé de fabrication de pièces de mécanismes d'horlogerie, caractérisé en ce qu'on utilise comme composition de base un verre comprenant comme oxyde formateur de réseau   tvne    verre. de la silice, de l'oxyde borique. du bioxyde de germanium, du pentoxyde de phosphore ou du pentoxyde d'arsenic, comme oxyaes dits intermédiaires ou modificateurs de réseau, du   Al8O,,    BeO, MgO,   Li2O,    CaO,   Na2O,    BaO,   K2O,   
ZnO, MnO, PbO, CdO, SrO, NiO, FeO et CoO, on ajoute à ladite composition de base au moins un agent favorisant la dévitrification du verre, on coule et moule les pièces dans les dimensions et formes voulues, puis on refroidit lentement les pièces jusqu'à solidification,

   on les maintient à une température pour laquelle la viscosité est de 1012 à 1013 poises, afin de stabiliser la matière et d'amorcer le processus de dévitrification, puis on les soumet à un traitement thermique, ce qui fait croître les cristaux et donne naissance à une céramique à grains fins, non poreuse.

 

   SOUS-REVENDICATIONS
 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent favorisant la dévitrification du verre est constitué par   l'un    au moins des métaux   suivantes    en dispersion colloïdale: ruthénium, rhénium, palladium, osmium, indium, platine.



   2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent favorisant la dévitrification du verre est constitué par   l'un    au moins des oxydes suivants:   Tir8,      Zoo8,      Cr8O,,    MoO,, P,O,, WO,, la quantité de cet agent étant comprise entre 0,5 et 20 % en poids.



   3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit traitement thermique dure 1/2 à 2 heures. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. poises, afin de stabiliser la matière et d'amorcer le processus de dévitrification, puis on les soumet à un traitement thermique, ce qui fait croître les cristaux et donne naissance à une céramique à grains fins, non poreuse.
    Un procédé particulièrement favorable est caractérisé en ce que l'agent favorisant la dêvitrification du verre est constitué par l'un au moins des métaux suivants en dispersion colloïdale: ruthénium, rhénium, palladium, osmium, indium, platine.
    La pièce obtenue par l'application de ce procédé est caractérisée en ce qu'elle est constituée par une céramique opaque à grains fins.
    Les avantages qu'apporte la présente invention par rapport à l'état de la technique sont donc évidents, vu que grâce à cette invention il est possible, pour la première fois, de réaliser des pièces d'horlogerie et en particulier des paliers d'horlogerie dans une matière qui correspond, du point de vue cristallisation, aux pierres semi-précieuses.
    On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une façon de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention.
    On part d'une composition de base constituée par un verre comprenant un ou plusieurs oxydes formateurs de réseau type verre, tels que la silice (SiO,) ou plus rarement l'oxyde borique (B203), le bioxyde de germa nium (GeO2), le pentoxyde de phosphore (PyO5) ou le pentoxyde d'arsenic (As805), ainsi que d'autres oxydes dits intermédiaires ou modificateurs de réseau, tels que Au203, BeO, MgO, Li2O, CaO, Na,O, BaO, K2O, ZnO, MnO, PbO, CdO, SrO, NiO, FeO et CoO.
    A la composition de base ci-dessus, on ajoute 0,5 20% en poids d'oxydes tels que Tri8, ZrO2, Cr203, Mo O,, P80,, WO,, dépendant de la composition du verre de départ, dont le but est de favoriser la dévitrification du verre. On atteint aussi ce but en utilisant des métaux en dispersion colloïdale, tels que le ruthénium, le rhénium, le palladium, l'osmium, l'indium et le platine.
    Les pièces sont coulées et moulées dans les dimensions et formes voulues: levées, chatons, crapaudines, etc. Le verre est ensuite refroidi lentement jusqu'à solidification; il est maintenu à une température pour laquelle sa viscosité est de 1012 à 1018 poises, afin de le stabiliser et d'amorcer le processus de dévitrification, puis il est chauffé pendant 1/2 à 2 heures au-dessus de cette température. C'est à ce moment-là qu'a lieu la croissance des cristaux donnant naissance à une céramique à grains fins, non poreuse. Le refroidissement des pièces a lieu en prenant les précautions nécessaires pour éviter d'éventuelles cassures par choc thermique.
    Ces pièces ont un aspect opaque, type céramique et sont un mélange de quelques-uns ou de plusieurs des composants suivants: cordiérite, rutile, cristobalite, titanate de magnésium, titanate d'aluminium, anorthite, anatase, ,-spodumène, pétalte, mullite, ,-eucrypkite, tridymite, quartz, suivant la composition chimique du verre de départ. II va de soi que, pour l'application cherchée ici, les phases présentant le plus de résistance à l'usure et à l'impact (cordiérite par exemple) doivent être recherchées.
    L'état des cristaux, qui correspondent à ceux de pierres semi-précieuses, leurs dimensions et le pourcentage de cristallinité ont aussi une influence sur les qualités nécessaires à l'obtention d'un produit horloger; ils sont déterminés par le traitement de refroidissement décrit plus haut.
    La manufacture de pièces pour l'horlogerie est con çue de la manière suivante: les oxydes sous forme pure ou les matériaux bruts sont mélangés et fondus. La cou lée a lieu à pression atmosphérique ou sous pression dans des moules ayant la forme des pièces désirées, puis a lieu le processus de refroidissement contrôlé.
    Grâce aux caractéristiques du matériel obtenu par l'application du procédé, on peut facilement réaliser à peu près toutes les pièces d'une montre, en particulier divers paliers, l'échappement, l'ancre complète présentant des plans d'impulsion et/ou de repos destinés à coopérer avec les dents de la roue d'ancre, l'ancre comportant une fourchette destinée à agir sur la cheville du balancier. Lors du moulage, on prévoit dans l'ancre un trou pour la fixation de l'arbre de l'ancre, arbre qui sera ensuite chassé et/ou collé. On prévoit aussi un trou pour la fixation du dard.
    On peut aussi fabriquer de la même manière la roue d'échappement, en laissant un orifice pour y chasser et/ou coller l'axe.
    On obtient de la même façon tout autre type de roue.
    Les pièces obtenues sont plus légères que des pièces identiques métalliques. Leur faible inertie permet une amélioration sensible du rendement. De plus, elles sont parfaitement amagnétiques. Le processus de dévitrification a pour effet de rendre les pièces moins cassantes et d'éviter tout vieillissement.
    REVENDICATION I Procédé de fabrication de pièces de mécanismes d'horlogerie, caractérisé en ce qu'on utilise comme composition de base un verre comprenant comme oxyde formateur de réseau tvne verre. de la silice, de l'oxyde borique. du bioxyde de germanium, du pentoxyde de phosphore ou du pentoxyde d'arsenic, comme oxyaes dits intermédiaires ou modificateurs de réseau, du Al8O,, BeO, MgO, Li2O, CaO, Na2O, BaO, K2O, ZnO, MnO, PbO, CdO, SrO, NiO, FeO et CoO, on ajoute à ladite composition de base au moins un agent favorisant la dévitrification du verre, on coule et moule les pièces dans les dimensions et formes voulues, puis on refroidit lentement les pièces jusqu'à solidification,
    on les maintient à une température pour laquelle la viscosité est de 1012 à 1013 poises, afin de stabiliser la matière et d'amorcer le processus de dévitrification, puis on les soumet à un traitement thermique, ce qui fait croître les cristaux et donne naissance à une céramique à grains fins, non poreuse.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent favorisant la dévitrification du verre est constitué par l'un au moins des métaux suivantes en dispersion colloïdale: ruthénium, rhénium, palladium, osmium, indium, platine.
    2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'agent favorisant la dévitrification du verre est constitué par l'un au moins des oxydes suivants: Tir8, Zoo8, Cr8O,, MoO,, P,O,, WO,, la quantité de cet agent étant comprise entre 0,5 et 20 % en poids.
    3. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit traitement thermique dure 1/2 à 2 heures.
    REVENDICATION II
    Pièce obtenue par l'application du procédé selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une céramique opaque à grains fins.
    SOUS-REVENDICATION 4. Pièce selon la revendication II, caractérisée en ce qu'elle est formée par un mélange de quelques-uns ou de plusieurs des composants suivants: cordiérite, rutile, cristobalite, titanate de magnésium, titanate d'aluminium, anorthite, anatase, ,8-spodumène, pétalite, mullite, p- eucryptite, tridymite, quartz.
    Ecrits et images opposés en cours d'examen Brevets français Nos 1177799, 1244146 P. W. McMillan: Glass-Ceramics , Academic Press, London and New York, 1964.
    ,Page 195.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1233314A1 (fr) * 2001-02-15 2002-08-21 DAMASKO, Konrad Mouvement d'horlogerie
US6755566B2 (en) * 2001-02-15 2004-06-29 Konrad Damasko Clockwork
EP3729200A1 (fr) * 2017-12-20 2020-10-28 Patek Philippe SA Genève Ancre pour mouvement d'horlogerie

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