Спиральная пружина для часов - RU2018122930A
Код документа: RU2018122930A
Формула
1. Спиральная пружина с двухфазной структурой, отличающаяся тем, что материал указанной спиральной пружины представляет собой двухкомпонентный сплав, содержащий ниобий и титан и который содержит:
ниобий: остаток до 100%;
долю титана по массе, составляющую 40,0% или более от общей массы и 60,0% или менее от общей массы;
следовые количества других компонентов, выбираемых из O, H, C, Fe, Ta, N, Ni, Si, Cu, Al, каждый из которых содержится в количество от 0 до 1600 частиц на миллион относительно общей массы, а сумма указанных компонентов меньше или равна 0,3% по массе.
2. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что указанный сплав содержит титан, доля которого по массе больше или равна 45,0% от общей массы и меньше или равна 48,0% от общей массы.
3. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что общая доля по массе титана и ниобия составляет от 99,7% до 100% от общей массы.
4. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что она обладает двухфазной микроструктурой, содержащей твердый раствор ниобия с β-фазным титаном и твердый раствор ниобия с α-фазным титаном, при этом содержание α-фазного титана больше 10% по объему.
5. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что доля по массе титана больше или равна 46,5% от общей массы.
6. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что доля по массе титана меньше или равна 47,5% от общей массы.
7. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что она представляет собой ходовую пружину.
8. Спиральная пружина по п. 1, отличающаяся тем, что она представляет собой пружину баланса.
9. Способ изготовления спиральной пружины для часов, отличающийся тем, что последовательно осуществляют следующие этапы:
изготавливают заготовку из двухкомпонентного сплава, содержащего ниобий и титан, и который содержит:
ниобий: остаток до 100%;
долю титана по массе, составляющую 40,0% или более от общей массы и 60,0% или менее от общей массы;
следовые количества других компонентов, выбираемых из O, H, C, Fe, Ta, N, Ni, Si, Cu, Al, каждый из которых содержится в количество от 0 до 1600 частиц на миллион по массе относительно общей массы, а сумма указанных компонентов меньше или равна 0,3% по массе;
осуществляют цикл обработки, включающий в себя предварительную бета-закалку при заданном диаметре, так что вся структура сплава является бета фазой, далее последовательно осуществляют в паре деформацию и термическое дисперсионное упрочнение, которые включают в себя применение деформаций, чередующихся с тепловыми обработками до получения двухфазной микроструктуры, содержащей твердый раствор ниобия с β-фазным титаном и твердый раствор ниобия с α-фазным титаном, при этом содержание α-фазного титана больше или равно 10% по объему, предел упругости больше или равен 1000 МПа, а модуль упругости больше 60 ГПа и меньше или равен 80 ГПа;
осуществляют волочение проволоки для получения проволоки круглого сечения и осуществляют прокатку проволоки для придания ей прямоугольного профиля, соответствующего входному сечению калибра каландрового роликового пресса, или оси намоточного устройства, или операции вставки в кольцо;
формируют витки в форме скрипичного ключа для формирования ходовой пружины до ее первой намотки, или наматывают для формирования пружины баланса, или вставляют в кольцо и осуществляют тепловую обработку для формирования ходовой пружины.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что последнюю фазу деформации осуществляют в форме плоской прокатки без придания формы, при этом последнюю тепловую обработку осуществляют для пружины, прошедшей каландрование или вставленной в кольцо или намотанной.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что к указанным сплавам применяют пары последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение, которые включают в себя применение деформаций, чередующихся с тепловыми обработками, до получения двухфазной микроструктуры, содержащей твердый раствор ниобия с β-фазным титаном и твердый раствор ниобия с α-фазным титаном, при этом содержание α-фазного титана больше 10% по объему, предел упругости больше или равен 2000 МПа, предпочтительно, чтобы цикл обработки включал в себя бета-закалку при заданном диаметре, так что вся структура сплава является бетой, далее последовательно осуществляют пары последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение, при этом каждую деформацию осуществляют с заданной степенью деформации, которая составляет от 1 до 5, общее накопление деформаций за все серии этапов, дающее общую степень деформации, составляет от 1 до 14, и при этом содержит каждый раз термическое дисперсионное упрочнение альфа-фазного титана.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанная бета-закалка является обработкой раствором, длительность которой составляет от 5 минут до 2 часов при температуре от 700°C до 1000°C, в вакууме, после чего следует охлаждение газом.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанная бета-закалка является обработкой раствором, длительность которой составляет 1 час при температуре 800°C, в вакууме, после чего следует охлаждение газом.
14. Способ по п. 9, отличающийся тем, что каждая пара из последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение содержит термическое дисперсионное упрочнение, длительность которого составляет от 1 часа до 80 часов при температуре, составляющей от 350°C до 700°C.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что каждая пара из последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение содержит термическое дисперсионное упрочнение, длительность которого составляет от 1 часа до 10 часов при температуре, составляющей от 380°C до 650°C.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что каждая пара из последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение содержит термическое дисперсионное упрочнение, длительность которого составляет от 1 часа до 12 часов при температуре 450°C.
17. Способ по п. 9, отличающийся тем, что он включает в себя от одной до пяти указанных пар последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение.
18. Способ по п. 9, отличающийся тем, что указанная первая пара последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение содержит первую деформацию с сокращением поперечного сечения, равным, по меньшей мере, 30%.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что каждая указанная пара последовательностей деформация/термическое дисперсионное упрочнение, за исключением первой, содержит одну деформацию между двумя тепловыми обработками для выделения с сокращением поперечного сечения, равным, по меньшей мере, 25%.
20. Способ по любому из пп. 9 - 19, отличающийся тем, что после изготовления указанной заготовки из сплава и до указанного протягивания проволоки, к указанной заготовке добавляют поверхностный слой пластичного материала, выбранный из никеля, мельхиора, сплава меди и марганца, золота, серебра, никель-фосфора Ni-P и никеля-бора Ni-B или аналогичного, для облегчения придания формы с помощью протягивания, протягивания проволоки и прокатки без придания формы, при этом после указанного протягивания проволоки или после указанной прокатки без придания формы или после последующего каландрования, прессования, или операции намотки или вставки в кольцо, с указанной проволоки удаляют указанный слой пластичного материала с помощью травления.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что после указанного протягивания проволоки, указанную проволоку прокатывают, чтобы сделать плоской, до того, как изготовят фактическую пружину с помощью каландрования, или намотки, или вставки в кольцо.
22. Способ по п. 20, отличающийся тем, что указанный поверхностный слой пластичного материала осаждают с целью формирования пружины, шаг которой постоянен и не кратен толщине полоски.
