CH707986A2 - Room to watch. - Google Patents
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Abstract
Pièce pour l’horlogerie (1), caractérisée en ce qu’elle est réalisée en un alliage d’aluminium céramisé comportant entre 88 et 94% d’aluminium, entre 5 à 10% de zinc, entre 1 à 2% de magnésium, entre 0 et 0,1% de fer et entre 0 et 0,1% de silicium, éventuellement oxydé en surface (2).Part for the watch industry (1), characterized in that it is made of a ceramized aluminum alloy comprising between 88 and 94% of aluminum, between 5 and 10% of zinc, and between 1 and 2% of magnesium, between 0 and 0.1% of iron and between 0 and 0.1% of silicon, optionally oxidized on the surface (2).
Description
Domaine techniqueTechnical area
[0001] La présente invention concerne une pièce d’horlogerie, notamment une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé. The present invention relates to a timepiece, including a timepiece made of aluminum alloy ceramized.
Etat de la techniqueState of the art
[0002] Des pièces d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé sont connues. L’expression «pièce en alliage d’aluminium céramisé» dans le contexte de cette invention désigne une pièce en alliage d’aluminium, c’est-à-dire un alliage comportant au moins 50% d’aluminium, dans laquelle l’aluminium de la couche supérieure, ou tout l’aluminium, est oxydé sous forme d’oxyde d’aluminium Al203 ou alumina, qui est une céramique. [0002] Ceramicized aluminum alloy timepieces are known. The term "ceramic aluminum alloy part" in the context of this invention refers to an aluminum alloy part, that is to say an alloy comprising at least 50% aluminum, in which aluminum the top layer, or all of the aluminum, is oxidized as aluminum oxide Al 2 O 3 or alumina, which is a ceramic.
[0003] Un alliage d’aluminium céramisé présente en effet des caractéristiques qui le rendent intéressant pour des applications horlogères car: - il est biocompatible, c’est-à-dire que cet alliage n’est pas allergène et qu’il n’interfère pas ni dégrade les parties d’un être vivant, notamment d’un être humain, avec lesquelles il entre en contact; - il offre une bonne tenue à l’abrasion; - il est dur, très résistant aux rayures et à l’usure. [0003] A ceramized aluminum alloy has in fact characteristics that make it interesting for horological applications because: - it is biocompatible, that is to say that this alloy is not allergenic and that it does not interfere or degrade the parts of a living being, in particular of a human being, with which it enters into contact; - it offers good resistance to abrasion; - It is hard, very resistant to scratches and wear.
[0004] Ces pièces peuvent être réalisées avec différents procédés. Par exemple il est connu d’oxyder des pièces en alliage d’aluminium par un procédé d’anodisation classique, pendant lequel une couche d’oxyde d’aluminium est réalisée sur la surface de la pièce immergée dans une solution électrolytique acide par application d’un potentiel électrique. L’épaisseur de la couche ainsi obtenue est au plus quelques dizaines de µm. Même si cette couche est très dure, elle tend à disparaître avec le temps, ou à s’enfoncer lors d’un choc dans les couches inférieures non oxydées qui sont plus tendres. These parts can be made with different processes. For example, it is known to oxidize aluminum alloy parts by a conventional anodizing process, during which an aluminum oxide layer is produced on the surface of the immersed part in an acidic electrolytic solution by application of an electric potential. The thickness of the layer thus obtained is at most a few tens of microns. Even if this layer is very hard, it tends to disappear over time, or to sink during an impact in the softer non-oxidized lower layers.
[0005] Il est donc souhaitable d’augmenter la profondeur d’oxydation, afin d’augmenter la résistance de la pièce aux chocs et aux rayures. Dans ce but, il est également connu d’oxyder des pièces en alliage d’aluminium par un procédé d’oxydation électrolytique plasma ou «Plasma Electrolytic Oxidation» (PEO): une pièce en alliage d’aluminium est immergée dans un bain d’électrolyte, notamment un bain basique, comprenant un composé alcalin. La pièce est ensuite reliée à une électrode. Une contre-électrode est également présente dans le bain. Entre l’électrode et la contre électrode est appliquée une tension puisée très élevée, de l’ordre de grandeur de 200 V à 600V, générant un champ électrique qui crée des étincelles à la surface de la pièce. Ces étincelles sont des micro-zones de plasma où de l’oxyde d’aluminium se forme. It is therefore desirable to increase the oxidation depth, to increase the resistance of the piece to shocks and scratches. For this purpose, it is also known to oxidize aluminum alloy parts by a plasma electrolytic oxidation process or "Plasma Electrolytic Oxidation" (PEO): an aluminum alloy part is immersed in a bath of electrolyte, in particular a basic bath, comprising an alkaline compound. The piece is then connected to an electrode. A counter-electrode is also present in the bath. Between the electrode and the counter electrode is applied a very high pulsed voltage, of the order of magnitude of 200 V to 600V, generating an electric field that creates sparks on the surface of the room. These sparks are micro-zones of plasma where aluminum oxide is formed.
[0006] Ce procédé PEO permet donc de convertir une partie de la pièce en alliage d’AI en oxyde d’aluminium, et donc l’oxyde d’aluminium ainsi crée présente une excellente adhésion au substrat en aluminium, car il n’est pas déposé sur la pièce, mais il est crée par une conversion d’une partie de la pièce en oxyde. This PEO process thus makes it possible to convert part of the AI alloy part into aluminum oxide, and thus the aluminum oxide thus created has excellent adhesion to the aluminum substrate, because it is not not deposited on the part, but it is created by a conversion of a part of the piece in oxide.
[0007] En outre ce procédé PEO permet de créer des épaisseurs d’oxyde d’aluminium importantes, de l’ordre de grandeur de quelques dizaines ou centaines de µm, de préférence supérieures à 50 µm. In addition, this PEO process makes it possible to create large thicknesses of aluminum oxide, of the order of magnitude of a few tens or hundreds of microns, preferably greater than 50 microns.
[0008] Si l’électrolyte est à basse température, c’est-à-dire à une température comprises entre 20°C et 30°C, l’oxyde d’aluminium formé est en phase cristalline et ses cristaux sont immédiatement figés à leur création, permettent l’apparition de l’oxyde d’aluminium sous forme cristalline ou a-AI2O3, qui est plus dur que l’oxyde d’aluminium en forme amorphe. If the electrolyte is at a low temperature, that is to say at a temperature between 20 ° C and 30 ° C, the aluminum oxide formed is in the crystalline phase and its crystals are immediately frozen at their creation allow the appearance of aluminum oxide in crystalline form or a-Al2O3, which is harder than amorphous aluminum oxide.
[0009] Cependant les propriétés de l’oxyde d’aluminium formé par le procédé PEO décrit ci-dessus dépendent fortement du type d’alliage d’aluminium utilisé. Par exemple la dureté, la résistance à l’usure et à la corrosion de l’oxyde d’aluminium, ainsi que son adhésion au substrat en alliage d’aluminium et sa couleur et texture dépendent de la composition exacte de l’alliage d’aluminium utilisé et aussi de la structure de cet alliage - par exemple de sa structure cristalline et/ou amorphe. However, the properties of the aluminum oxide formed by the PEO process described above depend strongly on the type of aluminum alloy used. For example, the hardness, wear and corrosion resistance of aluminum oxide, as well as its adhesion to the aluminum alloy substrate and its color and texture depend on the exact composition of the alloy of aluminum. aluminum used and also the structure of this alloy - for example its crystalline structure and / or amorphous.
[0010] Une amélioration de ces propriétés est très importante dans le domaine de l’horlogerie, notamment de l’horlogerie de luxe, car dans ce domaine des caractéristiques comme la dureté, la résistance à la corrosion et à l’usure ainsi que l’aspect esthétique des pièces d’horlogerie sont fondamentales dans une montre, notamment dans une montre-bracelet. An improvement of these properties is very important in the field of watchmaking, especially luxury watchmaking, because in this area of the characteristics such as hardness, corrosion resistance and wear and tear, aesthetic appearance of timepieces are fundamental in a watch, especially in a wristwatch.
Bref résumé de l’inventionBrief summary of the invention
[0011] Un but de la présente invention est donc de réaliser une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé qui présente une résistance à l’usure et à la corrosion améliorée par rapport aux pièces en alliage d’aluminium céramisé connues. An object of the present invention is therefore to provide a timepiece made of ceramized aluminum alloy which has improved wear and corrosion resistance compared to known ceramic aluminum alloy parts.
[0012] Un autre but de la présente invention est de réaliser une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé dans lequel l’adhésion de l’oxyde d’aluminium au substrat en alliage d’aluminium est améliorée par rapport aux pièces en alliage d’aluminium céramisé connues. Another object of the present invention is to provide a timepiece of ceramic aluminum alloy in which the adhesion of aluminum oxide to the aluminum alloy substrate is improved compared to the parts made of aluminum. ceramized aluminum alloy known.
[0013] Un autre but de la présente invention est réaliser une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé ayant un aspect esthétique amélioré par rapport à celui des pièces en alliage d’aluminium céramisé connues. Another object of the present invention is to provide a timepiece made of ceramized aluminum alloy having an improved aesthetic appearance compared to that of known ceramic aluminum alloy parts.
[0014] Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’une pièce d’horlogerie, caractérisée en ce qu’elle est réalisée en un alliage d’aluminium céramisé comportant entre 88 et 94% d’aluminium, entre 5 à 10% de zinc, entre 1 à 2% de magnésium, entre 0 et 0,1 % de fer et entre 0 et 0,1 % de silicium. According to the invention, these objects are achieved in particular by means of a timepiece, characterized in that it is made of a ceramized aluminum alloy comprising between 88 and 94% of aluminum, between 10% zinc, 1 to 2% magnesium, 0 to 0.1% iron and 0 to 0.1% silicon.
[0015] Ils existent plusieurs dizaines voire centaines de types d’alliages d’aluminium, qui sont classifiés en séries 1xx.x à 8xx.x selon leur composition. They exist several tens or even hundreds of types of aluminum alloys, which are classified in series 1xx.x to 8xx.x according to their composition.
[0016] Le choix particulier de l’alliage d’aluminium décrit ci-dessus, parmi tous les types d’alliages d’aluminium existants est un choix motivé par l’effet technique particulier qui se produit pour cet alliage quand il est céramisé par un procédé de type PEO. The particular choice of aluminum alloy described above, among all types of existing aluminum alloys is a choice motivated by the particular technical effect that occurs for this alloy when it is ceramized by a PEO type process.
[0017] En effet une pièce dans l’alliage d’aluminium céramisé ci-dessus présente de façon surprenante et inattendue une résistance à l’abrasion améliorée par rapport aux pièces en alliage d’aluminium céramisé connues, par exemple une tenue au test d’abrasion de type Polyservice amélioré de 100% ou davantage. Donc une pièce en cet alliage d’aluminium est plus résistante à l’usure. Indeed, a piece in the ceramized aluminum alloy above surprisingly and unexpectedly has improved abrasion resistance compared to known ceramic aluminum alloy parts, for example a resistance to the test. Polyservice-type abrasion improved by 100% or more. So a piece made of this aluminum alloy is more resistant to wear.
[0018] Un test comparatif a été réalisé entre un alliage d’aluminium céramisé de la série 6063 et le nouvel alliage; ce test a démontré une abrasion comparable après 48 heures de test pour l’aluminium 6063 et 96 heures pour le nouvel alliage. Cet alliage céramisé présente donc nettement moins de marques d’abrasion après une durée donnée de test qu’un autre alliage courant d’aluminium céramisé. A comparative test was carried out between a ceramized aluminum alloy of the 6063 series and the new alloy; this test demonstrated comparable abrasion after 48 hours of testing for 6063 aluminum and 96 hours for the new alloy. This ceramized alloy thus has significantly fewer abrasion marks after a given test period than another current alloy of ceramized aluminum.
[0019] En outre la résistance à la corrosion d’une pièce en cet alliage d’aluminium céramisé est améliorée par rapport à celles des pièces en alliage d’aluminium céramisé connues: des tests prolongés en brouillard salin et sueur synthétique faits par la demanderesse ont démontré que l’alliage en question a donné de meilleurs résultats. In addition, the corrosion resistance of a piece made of this ceramized aluminum alloy is improved compared to those of known ceramic aluminum alloy parts: long tests in salt spray and synthetic sweat made by the plaintiff have shown that the alloy in question has given better results.
[0020] Enfin une pièce en cet alliage d’aluminium céramisé présente un aspect esthétique amélioré par rapport à celui des pièces connues, notamment une couleur noire plus profonde et un état de surface fort appréciés dans le domaine de l’horlogerie. En effet, elle présente un aspect plus mat et un toucher plus «doux» par rapport à celui des pièces connues. Finally, a piece of this ceramic aluminum alloy has an improved aesthetic appearance compared to that of known parts, including a deeper black color and a surface state much appreciated in the field of watchmaking. Indeed, it has a more matte appearance and a touch more "soft" compared to that of known parts.
[0021] Avantageusement la pièce de l’invention comprend un substrat en alliage d’aluminium selon la composition ci-dessus, et une couche dans laquelle l’aluminium de cet alliage est oxydé de manière à former un oxyde AI2O3. L’oxydation peut être obtenue par exemple par un procédé PEO. Advantageously, the part of the invention comprises an aluminum alloy substrate according to the composition above, and a layer in which the aluminum of this alloy is oxidized so as to form an oxide Al 2 O 3. The oxidation can be obtained for example by a PEO process.
[0022] Dans une variante l’épaisseur de la couche d’AI2O3est supérieure à 30 µm. Dans une autre variante elle est supérieure à 50 µm. In a variant, the thickness of the Al 2 O 3 layer is greater than 30 μm. In another variant it is greater than 50 microns.
[0023] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce d’horlogerie en un alliage d’aluminium céramisé comportant entre 88 et 94% d’aluminium, entre 5 à 10% de zinc, entre 1 à 2% de magnésium, entre 0 et 0,1 % de fer et entre 0 et 0,1 % de silicium, le procédé comprenant les étapes suivantes: - immersion de la pièce d’horlogerie dans bain d’électrolyte; - liaison de la pièce d’horlogerie à une électrode; - application d’une tension entre ladite électrode et une contre électrode; - création de étincelles à la surface de la pièce d’horlogerie par cette tension; - conversion de la surface de la pièce d’horlogerie en AI2O3. The invention also relates to a method of manufacturing a timepiece made of a ceramized aluminum alloy comprising between 88 and 94% of aluminum, between 5 to 10% of zinc, between 1 to 2% of magnesium, between 0 and 0.1% iron and between 0 and 0.1% silicon, the process comprising the following steps: immersion of the timepiece in an electrolyte bath; - connecting the timepiece to an electrode; - applying a voltage between said electrode and a counter electrode; - Creation of sparks on the surface of the timepiece by this tension; - Conversion of the timepiece surface to AI2O3.
[0024] Dans une variante l’électrolyte du bain a une température comprise entre 20°C et 30°C, ce qui permet la création de l’oxyde d’aluminium sous forme cristalline α-AI2O3, qui est plus dur que l’oxyde d’aluminium en forme amorphe. In a variant, the bath electrolyte has a temperature between 20 ° C and 30 ° C, which allows the creation of aluminum oxide crystalline α-Al2O3, which is harder than the aluminum oxide in amorphous form.
Brève description des figuresBrief description of the figures
[0025] Des exemples de mise en œuvre de l’invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles: <tb>La fig. 1<SEP>illustre un exemple d’une coupe d’une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé selon l’invention. <tb>La fig. 2<SEP>illustre les étapes d’un mode de réalisation du procédé de fabrication d’une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé selon l’invention.Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which: <tb> Fig. 1 <SEP> illustrates an example of a section of a timepiece made of aluminum alloy ceramized according to the invention. <tb> Fig. 2 <SEP> illustrates the steps of an embodiment of the method of manufacturing a timepiece made of aluminum alloy ceramized according to the invention.
Exemple(s) de mode(s) de réalisation de l’inventionExample (s) of embodiment (s) of the invention
[0026] La fig. 1 illustre un exemple d’une coupe d’une pièce d’horlogerie 1 en alliage d’aluminium céramisé selon l’invention. Cet alliage comporte entre 88 et 94% d’aluminium, entre 5 à 10% de zinc, entre 1 à 2% de magnésium, entre 0 et 0,1 % de fer et entre 0 et 0,1 % de silicium. Fig. 3 1 illustrates an example of a section of a timepiece 1 of aluminum alloy ceramized according to the invention. This alloy comprises between 88 and 94% of aluminum, between 5 and 10% of zinc, between 1 and 2% of magnesium, between 0 and 0.1% of iron and between 0 and 0.1% of silicon.
[0027] Cette pièce d’horlogerie 1 peut être une pièce d’habillage horloger telle qu’un maillon d’un bracelet d’une montre, une corne de boîtier, un bracelet de montre, une boîte de montre, le fond d’une boîte de montre, un fermoir, etc. This timepiece 1 can be a piece of watchmaking clothing such as a link of a watchband, a case horn, a watchband, a watchcase, the bottom of a watch. a watch case, a clasp, etc.
[0028] Dans une autre variante la pièce d’horlogerie 1 est une pièce qui appartient au mouvement de la montre, par exemple et de façon non limitative un pont, une platine, un spiral, un balancier, une roue, un échappement, un pignon, un mobile, etc. In another variant, the timepiece 1 is a part that belongs to the movement of the watch, for example and without limitation a bridge, a plate, a spiral, a balance wheel, a wheel, an exhaust, a pinion, a mobile, etc.
[0029] Avantageusement la pièce de l’invention comprend un substrat en alliage d’aluminium 4 et une couche dans laquelle l’aluminium de cet alliage est oxydé de manière à former un oxyde AI2O32, l’oxydation pouvant être obtenue par un procédé «Plasma Electrolytic Oxidation» ou PEO. Advantageously, the part of the invention comprises an aluminum alloy substrate 4 and a layer in which the aluminum of this alloy is oxidized so as to form an oxide Al 2 O 32, the oxidation being obtainable by a process " Plasma Electrolytic Oxidation "or PEO.
[0030] Dans une variante l’épaisseur e de la couche d’Al2O2st supérieure à 30 µm. Dans une autre variante elle est supérieure à 50 µm. In a variant the thickness e of the Al2O2st layer greater than 30 microns. In another variant it is greater than 50 microns.
[0031] Il existe plusieurs dizaines voir centaines de types d’alliages d’aluminium, qui sont classifiés en séries 1xx.x à 8xx.x selon leur composition. There are several tens or hundreds of types of aluminum alloys, which are classified in series 1xx.x to 8xx.x according to their composition.
[0032] La fig. 2 illustre les étapes d’un mode de réalisation du procédé de fabrication d’une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé selon l’invention. FIG. 2 illustrates the steps of an embodiment of the method of manufacturing a timepiece made of aluminum alloy ceramized according to the invention.
[0033] Ce procédé comprend les étapes suivantes: - immersion de la pièce d’horlogerie 1 dans bain d’électrolyte (étape 10 sur la fig. 2 ); - liaison de la pièce d’horlogerie 1 à une électrode (étape 12 sur la fig. 2 ); - application d’une tension entre cette électrode et une contre électrode (étape 14 sur la fig. 2 ); - création de étincelles à la surface de la pièce d’horlogerie 1 par cette tension (étape 16 sur la fig. 2 ); - conversion de la surface de la pièce d’horlogerie en Al203 (étape 18 sur la fig. 2 ). This process comprises the following steps: immersion of the timepiece 1 in an electrolyte bath (step 10 in FIG. - Linking the timepiece 1 to an electrode (step 12 in Fig. 2); - applying a voltage between this electrode and a counter electrode (step 14 in Fig. 2); - Creation of sparks on the surface of the timepiece 1 by this voltage (step 16 in Fig. 2); - Conversion of the surface of the timepiece into Al203 (step 18 in Fig. 2).
[0034] Dans une variante l’électrolyte du bain a une température comprise entre 20°C et 30°C, ce qui permet la création de l’oxyde d’aluminium en forme cristalline a-AI203, qui est plus dur que l’oxyde d’aluminium en forme amorphe. In a variant, the bath electrolyte has a temperature of between 20 ° C. and 30 ° C., which allows the creation of the crystalline aluminum oxide α-Al 2 O 3, which is harder than the aluminum oxide in amorphous form.
[0035] Selon un aspect indépendant de l’invention, le procédé «Plasma Electrolytic Oxidation» ou PEO décrit par rapport à une pièce d’horlogerie en alliage d’aluminium céramisé peut être appliqué également à une pièce de Zirconium, afin d’obtenir par ce procédé une couche d’oxyde de Zirconium (ZrO2ou zircone), qui est aussi une céramique. According to an independent aspect of the invention, the "Plasma Electrolytic Oxidation" or PEO method described with respect to a timepiece made of ceramized aluminum alloy may also be applied to a piece of Zirconium, in order to obtain by this method a layer of zirconium oxide (ZrO 2 or zirconia), which is also a ceramic.
Numéros de référence employés sur les figuresReference numbers used in the figures
[0036] <tb>1<SEP>Pièce d’horlogerie <tb>2<SEP>Couche d’oxyde d’aluminium <tb>4<SEP>Substrat en alliage d’aluminium <tb>e<SEP>Epaisseur de la couche d’oxyde d’aluminium <tb>10<SEP>Etape d’immersion de la pièce d’horlogerie dans bain d’électrolyte <tb>12<SEP>Etape de liaison de la pièce d’horlogerie à une électrode <tb>14<SEP>Etape d’application d’une tension entre ladite électrode et une contre électrode <tb>16<SEP>Etape de création d’étincelles à la surface de la pièce d’horlogerie par cette tension <tb>18<SEP>Etape de conversion de la surface de la pièce d’horlogerie en Al2O3[0036] <tb> 1 <SEP> Timepiece <tb> 2 <SEP> Aluminum Oxide Layer <tb> 4 <SEP> Aluminum Alloy Substrate <tb> e <SEP> Thickness of the aluminum oxide layer <tb> 10 <SEP> Immersion stage of the timepiece in an electrolyte bath <tb> 12 <SEP> Connecting step of the timepiece to an electrode <tb> 14 <SEP> A step of applying a voltage between said electrode and a counter electrode <tb> 16 <SEP> Stage of creation of sparks on the surface of the timepiece by this tension <tb> 18 <SEP> Step of converting the timepiece surface to Al2O3
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- 2013-04-24 CH CH00847/13A patent/CH707986B1/en unknown
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