CH720598A2 - Axe horloger amagnétique en alliage titane-platine - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un axe horloger (1) destiné à équiper un élément pivotant d'un mouvement horloger, caractérisé en ce que ledit axe (1) est fait en un alliage amagnétique comportant: – entre 2.5 et 25 pourcents par poids de platine; – jusqu'à 2 pourcent par poids d'autres éléments que la platine et le titane ; – des impuretés inévitables ; – balance en titane. L'invention concerne également un oscillateur mécanique comprenant un tel axe, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel axe.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un axe horloger destiné à équiper un élément pivotant d'un mouvement horloger.

Etat de la technique

[0002] L'horloger contemporain est toujours à la recherche de nouveaux matériaux pour divers rôles dans le mouvement mécanique d'une pièce d'horlogerie. L'industrialisation oblige que les matériaux présentent non seulement des excellentes propriétés lors de leur utilisation dans la pièce terminée, mais également lors de la fabrication.

[0003] Même si un matériau particulier présentait des propriétés irréprochables pour son fonctionnement, s'il est impossible de mettre en forme pour former une pièce mécanique, il serait inutile dans la pratique.

[0004] Traditionnellement, les axes horlogers, notamment pour le pivotement de roues, pignons, mobiles en général, balanciers, ancres, composants du barillet etc., étaient fabriqués à partir d'une barre en acier trempable par décolletage, finition mécanique de surface (roulage, polissage etc.) ainsi qu'un ou plusieurs traitements thermiques de durcissement afin d'obtenir une dureté convenable pour minimiser l'usure en service.

[0005] Plus récemment, des axes horlogers ont été proposés en d'autres matériaux qui présentent des avantages par rapport aux matériaux traditionnels, comme le titane grade 5 (comprenant 5.5 à 6.75% par poids d'aluminium et 3.5 à 4,5% par poids de vanadium) dévoilé par le document CH713264. Cependant, cet alliage nécessite une anodisation afin d'obtenir une dureté de surface suffisante pour une utilisation horlogère, qui implique, dans le cas d'un axe de balancier, des centaines de millions, voire même des milliards, d'oscillations en contact avec un palier en rubis ou autre matériau très dur.

[0006] Le document CH707504 dévoile un autre axe horloger en titane, dont l'état de surface est durci par implantation ou diffusion d'atomes d'azote ou d'oxygène dans sa surface.

[0007] Dans chacun des cas décrits ci-dessus, une étape ultérieure de traitement est nécessaire pour obtenir la dureté de surface nécessaire pour une résistance à l'usure nécessaire. Cette étape ultérieure est coûteuse à mettre en œuvre, et ralentit la production industrielle.

[0008] Le but de l'invention est par conséquent de proposer un axe horloger dans lequel les défauts susmentionnés sont au moins partiellement surmontés.

Divulguation de l'invention

[0009] De façon plus précise, l'invention concerne un axe horloger destiné à équiper un élément pivotant d'un mouvement horloger. Cet axe est fait en un alliage amagnétique comportant : – entre 2.5 et 25 pourcents par poids, préférentiellement entre 2.5 et 22.5 pourcents par poids de platine ; – jusqu'à 2 pourcents par poids d'autres éléments que le platine et le titane, comme par exemple AI, Sn, Mo, V, Fe, Cr, Cu, Ga, Ir, Ru, Co, W, Si, W, Ta, Hf ; – des impuretés inévitables (tels que O, C, H, N, ...) ; – balance en titane.

[0010] Ces alliages présentent une bonne résistance à l'usure, une bonne dureté, une excellente résistance à l'oxydation, tout en étant suffisamment usinables pour permettre une fabrication sans nécessiter des modifications ou traitements de surface à l'exception d'un roulage et/ou d'un polissage et/ou nécessiter de traitement thermique de durcissement après décolletage.

[0011] Avantageusement, le taux de platine est choisi parmi : – entre 4% et 6% par poids ; – entre 9% et 11 % par poids ; – entre 14% et 16% par poids ; – entre 19% et 21 % par poids.

[0012] Avantageusement, ledit alliage présente une dureté Vickers supérieure à 400HV, de préférence supérieure à 450HV, encore de préférence supérieure à 500HV. Ceci implique un taux de platine entre 1.5% et 17.5% par poids.

[0013] L'axe selon l'invention peut notamment trouver une application pour le pivotement d'une roue, d'un pignon, d'un mobile, d'un balancier, d'une ancre d'un échappement ou d'un composant d'un barillet.

[0014] Dans le cas où l'axe est un axe de balancier, un oscillateur mécanique peut comprendre un balancier monté sur un ledit axe, un ressort spiral en liaison cinématique avec ledit axe horloger de façon conventionnelle, ainsi qu'un plateau de balancier solidaire en rotation dudit axe, au moins l'un dudit balancier, dudit ressort spiral et dudit plateau étant en matière amagnétique.

[0015] Par ces moyens, un oscillateur, qui est particulièrement insusceptible à des champs magnétiques, peut être obtenu.

[0016] L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un axe horloger, comprenant les étapes de : – se doter d'une barre en alliage amagnétique comportant: – entre 2.5 et 25 pourcents par poids, préférentiellement entre 2.5 et 22.5 pourcents par poids de platine ; – jusqu'à 2 pourcents par poids d'autres éléments que le platine et le titane, comme par exemple Al, Sn, Mo, V, Fe, Cr, Cu, Ga, Ir, Ru, Co, W, Si, W, Ta, Hf ; – des éventuels impuretés inévitables (tels que O, C, H, N etc.) ; – balance en titane ; – effectuer un décolletage et un polissage et/ou un roulage pour former ledit axe horloger.

[0017] Un axe horloger présentant les propriétés mentionnées ci-dessus est ainsi obtenu.

[0018] De manière avantageuse, ledit procédé est exempt d'étape de traitement thermique de durcissement et/ou de traitement de surface à l'exception dudit polissage et/ou du roulage, améliorant ainsi l'efficacité de production.

Brève description des dessins

[0019] D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel : - Fig. 1 est une vue schématique latérale d'un axe horloger selon l'invention.

Modes de réalisation de l'invention

[0020] La figure 1 illustre schématiquement un axe horloger 1 selon l'invention. Un tel axe est formé d'une tige 1a qui se termine en deux pivots 1b de diamètre réduit qui sont destinés à coopérer avec des paliers respectifs (non illustrés) de façon conventionnelle. Typiquement, la tige 1a présente un diamètre d'environ 1mm, les pivots présentant un diamètre de 0.05mm, mais ces valeurs ne sont pas limitatives. Pour le surplus, l'axe 1 peut présenter d'autres structures telles que des flasques, rebords ou similaires afin de positionner une roue, un pignon, un mobile quelconque, une ancre, un balancier, un composant d'un barillet (tel que son couvercle et/ou tambour) ou similaire. Les paliers dans lesquels les pivots 1b entrent en contact peuvent être de tout type en tout matériau connu, typiquement en rubis synthétique.

[0021] L'axe 1 est typiquement fabriqué par décolletage à partir d'une barre en alliage, suivi d'un polissage et/ou d'un roulage.

[0022] L'alliage de l'axe 1 selon l'invention est substantiellement binaire, et comporte entre 2.5 et 22.5 pourcents par poids de platine, jusqu'à 2 pourcents par poids, de préférence jusqu'à 1 pourcent par poids, d'autres éléments quelconques autres que le platine et le titane comme par exemple Al, Sn, Mo, V, Fe, Cr, Cu, Ga, Ir, Ru, Co, W, Si, W, Ta, Hf, ainsi que des impuretés inévitables (par exemple O, C, H, N etc., typiquement jusqu'à 1 % par poids) qui n'exercent aucune influence significative sur les propriétés de l'alliage et qui peuvent s'ajouter au 2% susmentionnés, et la balance est en titane. Plus spécifiquement, des alliages comportant 5%, 10%, 15% et 20% par poids de platine, avec une tolérance de ±1.5%, ont prouvés intéressants.

[0023] Le tableau suivant contient les propriétés mesurées de ces alliages, ainsi que pour du titane pur afin de faire une comparaison : Ti 164 132 Ti-5Pt 464 139 Ti-10Pt 603 146 Ti-15Pt 410 146 Ti-20Pt 387 143

[0024] Ces alliages Ti-Pt sont amagnétiques, suffisamment durs pour présenter une bonne résistance à l'usure dans un rôle horloger, une bonne dureté ainsi qu'une excellente résistance à l'oxydation, tout en étant suffisamment usinables pour permettre une fabrication sans nécessiter un recours à des modifications ou traitements de surface à l'exception d'un polissage et/ou d'un roulage, et sans nécessairement avoir recours à un traitement thermique de durcissement après le décolletage. Par conséquent, une barre d'alliage peut simplement être décolletée et polie pour former l'axe 1, ce qui est exceptionnellement efficace au niveau de la production. Bien entendu, un recuit de détentionnement n'est pas exclu pour éliminer des contraintes internes issues de l'usinage.

[0025] Au niveau des duretés de l'alliage, on privilégie une dureté Vickers supérieure à 400HV, de préférence supérieure à 450HV, encore de préférence supérieure à 500HV, ce qui sous-entend des alliages comprenant entre 1.5% et 17.5% par poids de platine. En termes des nuances mentionnées dans le tableau ci-dessus, cela correspond à 5%, 10% ou 15% de platine par poids pour une dureté Vickers supérieure à 400HV, 5% ou 10% de platine par poids pour une dureté Vickers supérieure à 450HV, et 10% par poids de platine pour une dureté Vickers supérieure à 500HV.

[0026] L'axe 1 selon l'invention peut, bien entendu, prendre place dans un mouvement horloger d'une pièce d'horlogerie.

[0027] Même si l'axe 1 peut être utilisé pour le pivotement d'un élément pivotant tel qu'une roue, un pignon, plus génériquement un mobile quelconque, une ancre, un balancier, un composant d'un barillet, il convient particulièrement pour un balancier d'un oscillateur doté d'un ou plusieurs autres composants amagnétiques. À ce titre, on peut citer un ressort spiral en silicium, diamant, oxyde de silicium ou similaire, un spiral métallique amagnétique, un plateau en laiton ou autre métal amagnétique, un balancier en laiton ou autre matériau amagnétique, etc. Cet oscillateur peut, bien entendu, prendre place dans un mouvement horloger d'une pièce d'horlogerie

[0028] Bien que l'invention ait été dévoilée en lien avec des modes de réalisation spécifiques, davantage de variantes sont possibles sans sortir du cadre des définitions des revendications annexées.

Claims (11)

1. Axe horloger (1) destiné à équiper un élément pivotant d'un mouvement horloger, caractérisé en ce que ledit axe (1) est fait en un alliage amagnétique comportant : – entre 2.5 et 25 pourcents par poids, préférentiellement entre 2.5 et 22.5 pourcents par poids de platine ;- jusqu'à 2 pourcents par poids d'autres éléments que le platine et le titane; – des impuretés inévitables ; – balance en titane.

2. Axe horloger (1) selon la revendication précédente, dans lequel le taux de platine est choisi parmi : – entre 4% et 6%par poids ; – entre 9% et 11% par poids ; – entre 14% et 16% par poids ; – entre 19% et 21% par poids.

3. Axe horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit alliage présente une dureté Vickers supérieure à 400HV, de préférence supérieure à 450HV, encore de préférence supérieure à 500HV.

4. Axe horloger (1) selon la revendication précédente, dans lequel le taux de platine se trouve entre 1.5% et 17.5% par poids.

5. Axe horloger (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément pivotant est choisi parmi : – une roue ; – un pignon ; – un mobile ; – un balancier ; – une ancre ; – un composant d'un barillet.

6. Mouvement d'horlogerie comportant au moins un axe horloger (1) selon l'une des revendications précédentes.

7. Oscillateur mécanique comprenant: – Un balancier monté sur un axe horloger (1) selon l'une des revendications précédentes ; – Un ressort spiral en liaison cinématique avec ledit axe horloger ; – Un plateau de balancier solidaire en rotation dudit axe horloger ; Dans lequel au moins l'un dudit balancier, dudit ressort spiral et dudit plateau est en matière amagnétique.

8. Mouvement d'horlogerie comportant au moins un oscillateur mécanique selon la revendication 8.

9. Pièce d'horlogerie comportant un mouvement selon la revendication 6.

10. Procédé de fabrication d'un axe horloger 81), comprenant les étapes de : – Se doter d'une barre en alliage amagnétique comportant : – entre 2.5 et 25 pourcents par poids, préférentiellement entre 2.5 et 22.5 pourcents par poids de platine ; – jusqu'à 2 pourcents par poids d'autres éléments que le platine et le titane ; – des impuretés inévitables ; – balance en titane ; – effectuer un décolletage et un polissage et/ou un roulage pour former ledit axe horloger.

11. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit procédé est exempt d'étape de traitement thermique de durcissement et/ou de traitement de surface autre que ledit polissage et/ou ledit roulage.