(57)【要約】      （修正有）【課題】変形を促進させ、特に、転がり動作を容易にするような、計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるバランスばねを製造する方法を提供する。【解決手段】計時器用ムーブメントのバランスばねを製造する方法であって、５〜６０重量％の範囲、好ましくは５〜３０重量％の範囲、より好ましくは８〜１２重量％の範囲、のハフニウムを含有するニオブとハフニウムの合金によって作られるブランクを作るステップと、前記ブランクをアニールして冷却するステップと、及びワイヤを形成するようにアニールされたブランクを変形させる少なくとも１つの変形ステップとを行い、前記変形ステップの前に、ワイヤ成形操作を容易にするために、銅、ニッケル、キュプロニッケル、銅−マンガン、金、銀、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）及びニッケル−ホウ素（Ｎｉ−Ｂ）からなる群から選択される延性材料の層を堆積させるステップを行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるように意図されたバランスばねを製造する方法であって、
１００重量％までの残りの量のニオブと、５〜６０重量％の範囲、好ましくは５〜３０重量％の範囲、より好ましくは８〜１２重量％の範囲、のハフニウムと、含有する各元素の量が０〜２重量％の範囲、好ましくは０．２〜１．５重量％の範囲、であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷから選択される一又は複数の元素と、及び全量が０〜０．５重量％の範囲の不純物とを含有するニオブとハフニウムの合金によって作られるブランクを作るステップと、
前記ブランクをアニールして冷却するステップと、
ワイヤを形成するようにアニールされたブランクを変形させる少なくとも１つの変形ステップと、
バランスばねを形成するように巻くステップと、及び
前記バランスばねを熱処理する最後のステップと
を行い、
前記変形ステップの前に、ワイヤ成形操作を容易にするために、銅、ニッケル、キュプロニッケル、銅−マンガン、金、銀、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）及びニッケル−ホウ素（Ｎｉ−Ｂ）からなる群から選択される延性材料の層を堆積させるステップを行う
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
堆積される延性材料の層の厚みは、所与のワイヤ断面における当該合金の面積に対する延性材料の面積の比が１未満、好ましくは０．５未満であり、より好ましくは０．０１〜０．４の範囲にあるように選択される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記巻くステップの前に、前記延性材料の層を除去するステップを行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記変形ステップは、線引き延ばし及び／又は圧延によって行われる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
一又は複数の変形ステップを行い、この各変形ステップにおいて変形比が１〜５の範囲であり、この変形ステップのすべてにわたっての変形の全累積によって発生する総合的な変形比は、１〜１４の範囲である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記変形ステップの間に、アニールして冷却するステップを行う
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記アニールして冷却するステップはそれぞれ、真空中で６５０〜１７５０℃の範囲の温度で５分〜２時間の範囲の持続時間行う溶解処理であり、その後に、ＮｂにおいてＨｆの過飽和固溶体を得るように、気体中で急冷させ、又は真空中で自然冷却させる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記熱処理する最後のステップは、５００〜１２５０℃の範囲の温度で３０分〜３０時間の範囲の継続時間行われる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるように意図されたバランスばねであって、
１００重量％までの残りの量のニオブと、５〜１５重量％の範囲、好ましくは８〜１２重量％の範囲、のハフニウムと、含有する各元素の量が０．２〜１．５重量％の範囲であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷから選択される一又は複数の元素と、及び全量が０〜０．５重量％の範囲の不純物とを含有するニオブとハフニウムの合金によって作られている
ことを特徴とするバランスばね。
【請求項１０】
各元素の量が０．２〜１．５重量％の範囲であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷを含有する
ことを特徴とする請求項９に記載のバランスばね。
【請求項１１】
Ｔｉを０．５〜１．５重量％の範囲、Ｚｒを０．５〜０．９重量％の範囲、Ｔａを０．３〜０．７重量％の範囲、Ｗを０．３〜０．７重量％の範囲含有する
ことを特徴とする請求項１０に記載のバランスばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるように意図されたバランスばねを製造する方法に関する。本発明は、さらに、この方法を用いて作られＮｂ−Ｈｆ合金によって作られたバランスばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
計時器のためのバランスばねの製造においては、以下のような制約を受けることがあり、これらは一見して相容れないように思えることが多い。
−  高降伏強度を得る必要がある
−  製造、特に、引き延ばしや転がり動作、を容易にする
−  優れた疲労強度
−  長期間にわたるパフォーマンスレベルの安定性
−  小さな断面
【０００３】
また、バランスばねの製造は、さらに、一貫したクロノメーター的性能レベルを確実にするために、温度補償の課題にも焦点を当てている。これには、ゼロに近い熱弾性係数を得ることが必要である。また、磁場に対する影響が少ないバランスばねも求められる。
【０００４】
バランスばねは、ニオブやハフニウムの合金を用いて開発されてきている。しかし、これらの合金は、引き延ばしや線引き延ばし用の引き延ばしプレート（ダイヤモンド又は硬い金属）において、また、圧延ローラ（超硬合金又は鋼材）に対して、付着したり固着したりする問題を発生させる。このことによって、例えば、これらを鋼に用いられる標準的な方法を用いて細線に形態を変えることが実際上不可能になってしまう。
【０００５】
したがって、これらの点の少なくとも１つ、具体的には、特に、線引き延ばしや圧延の操作についての、製造を容易にすること、について何らかの改善をすることができれば、大きな進展となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、変形を促進させ、特に、転がり動作を容易にするような、計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるように意図されたバランスばねを製造する方法を提案することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明は、計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるように意図されたバランスばねを製造する方法に関し、１００重量％までの残りの量のニオブと、５〜６０重量％の範囲、好ましくは５〜３０重量％の範囲、より好ましくは８〜１２重量％の範囲、のハフニウムと、含有する各元素の量が０〜２重量％の範囲、好ましくは０．２〜１．５重量％の範囲、であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷから選択される一又は複数の元素と、及び全量が０〜０．５重量％の範囲の不純物とを含有するニオブとハフニウムの合金によって作られるブランクを作るステップと、前記ブランクをアニールして冷却するステップと、その後に、ワイヤを形成するようにアニールされたブランクを変形させる少なくとも１つの変形ステップと、バランスばねを形成するように巻くステップと、及び熱処理する最後のステップとを行う。前記アニールして冷却するステップと前記変形ステップは、複数回繰り返すことができる。また、特に、前記不純物は、Ｏ、Ｈ、Ｃ、Ｆｅ、Ｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｃｏ及びＢからなる群から選択される微量の元素であることができ、これらの元素のそれぞれの量は、０〜１０００重量ｐｐｍの範囲である。
【０００８】
本発明によれば、本方法は、変形ステップの前及び焼鈍及びアニールするステップの後に、ワイヤ成形操作を促進させるために、ブランク上に、銅、ニッケル、白銅、銅−マンガン、金、銀、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）及びニッケル−ホウ素（Ｎｉ−Ｂ）からなる群から選択される延性材料の層を堆積させるステップを行う。好ましくは、堆積される延性材料層の厚みは、所与のワイヤ断面におけるＮｂＨｆ合金の面積に対する延性材料の面積の比が１未満、好ましくは、０．５未満、より好ましくは、０．０１〜０．４の範囲であるように選択される。
【０００９】
このような製造方法によって、ＮｂＨｆ合金のブランクをワイヤに成形することが促進され、特に、引き延ばし、線引き延ばし及び圧延の操作が促進される。特に、この方法は、以下の組成のバランスばねの製造を促進させる。
すなわち、１００重量％までの残りの量のニオブと、５〜１５重量％の範囲、好ましくは８〜１２重量％の範囲、のハフニウムと、含有する各元素の量が０．２〜１．５重量％の範囲であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷから選択される一又は複数の元素と、及び全量が０〜０．５重量％の範囲の不純物とである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、計時器用ムーブメントのバランスが取り付けられるように意図されニオブとハフニウムを含有する合金によって作られたバランスばねを製造する方法に関する。
【００１１】
本方法は、１００重量％までの残りの量のニオブと、５〜６０重量％の範囲、好ましくは５〜３０重量％の範囲、より好ましくは８〜１２重量％の範囲、のハフニウムと、含有する各元素の量が０〜２重量％の範囲、好ましくは０．２〜１．５重量％の範囲、であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷから選択される一又は複数の元素と、及び全量が０〜０．５重量％の範囲の不純物とを含有するニオブとハフニウムの合金によって作られるブランクを作るステップを行う。具体的には、前記不純物は、Ｏ、Ｈ、Ｃ、Ｆｅ、Ｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｃｏ及びＢからなる群から選択される微量の元素であることができ、これらの元素のそれぞれの量は、０〜１０００重量ｐｐｍの範囲である。本方法は、さらに、前記ブランクをアニールし、その後に、前記ブランクを冷却するステップと、前記ブランク上に延性材料を堆積させるステップと、ワイヤを形成するように前記ブランクを変形させる少なくとも１つの変形ステップとを行う。この変形ステップを複数回行う場合には、それらの変形ステップの間に、アニールして冷却するステップを行う。本方法は、さらに、バランスばねを形成するように巻くステップと、バランスばねの形状を固定し熱弾性係数を調整することを可能にする熱処理する最後のステップとを行う。
【００１２】
特に好ましい形態において、前記ブランクは、８〜１２重量％の範囲のハフニウム、含有する各元素の量が０．２〜１．５重量％の範囲、であるＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＷを含有し、より好ましくは、Ｔｉを０．５〜１．５重量％の範囲、Ｚｒを０．５〜０．９重量％の範囲、Ｔａを０．３〜０．７重量％の範囲、Ｗを０．３〜０．７重量％の範囲含有する。
【００１３】
好ましくは、本発明で用いられるＮｂＨｆ合金のブランクは、潜在的な避けられない微量含有物を除いていかなる他の元素も含有しない。これによって、脆性相の形成を防ぐことができる。
【００１４】
特に、酸素含有量は、全組成物の０．１０重量％以下、特に、全組成物の０．０５重量％以下、さらには、全組成物の０．０３重量％以下である。特に、炭素含有量は、全組成物の０．０４重量％以下、特に、全組成物の０．０２重量％以下、さらには、全組成物の０．０１５重量％以下である。
【００１５】
特に、鉄含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０２重量％以下、さらには、全組成物の０．００５重量％以下である。
【００１６】
特に、窒素含有量は、全組成物の０．０４重量％以下、特に、全組成物の０．０２重量％以下、さらには、全組成物の０．０１５重量％以下である。
【００１７】
特に、水素含有量は、全組成物の０．０１重量％以下、特に、全組成物の０．００３５重量％以下、さらには、全組成物の０．００１重量％以下である。
【００１８】
特に、ケイ素含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０２重量％以下、さらには、全組成物の０．００５重量％以下である。
【００１９】
特に、ニッケル含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２０】
特に、合金における銅のような延性固溶体における元素の含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００４重量％以下である。
【００２１】
特に、アルミニウム含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２２】
特に、クロム含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２３】
特に、マンガン含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２４】
特に、バナジウム含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２５】
特に、スズ含有量は、全組成物の０．０１重量％以下、特に、全組成物の０．００３５重量％以下、さらには、全組成物の０．００１重量％以下である。
【００２６】
特に、マグネシウム含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２７】
特に、モリブデン含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２８】
特に、鉛含有量は、全組成物の０．０５重量％以下、特に、全組成物の０．０１重量％以下、さらには、全組成物の０．００２重量％以下である。
【００２９】
特に、コバルト含有量は、全組成物の０．０１重量％以下、特に、全組成物の０．００３５重量％以下、さらには、全組成物の０．００１重量％以下である。
【００３０】
特に、ホウ素含有量は、全組成物の０．００５重量％以下、特に、全組成物の０．０００１重量％以下である。
【００３１】
アニールステップは、真空中で６５０〜１７５０℃の範囲の温度で、好ましくは５分〜２時間の範囲の継続時間で行う溶解処理であり、その後に、例えば、気体中で、クエンチ（急冷）して、β相ＮｂにおけるＨｆの過飽和固溶体を得る。代替的な実施形態においては、真空中における自然冷却を考えることができる。
【００３２】
より具体的に本発明の対象を形成する堆積ステップにおいては、ワイヤ成形操作を容易にするために、銅、ニッケル、キュプロニッケル、銅−マンガン、金、銀、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）及びニッケル−ホウ素（Ｎｉ−Ｂ）からなる群から選択される延性材料の層を堆積させる。好ましくは、堆積される延性材料層の厚みは、所与のワイヤ断面におけるＮｂＨｆ合金の面積に対する延性材料の面積の比が１未満、好ましくは、０．５未満、より好ましくは、０．０１〜０．４の範囲であるように選択される。例えば、全ワイヤ直径が０．１ｍｍである場合、延性材料の層は、直径０．０８６ｍｍのＮｂＨｆ合金の断面に対して７μｍの厚みを有することができる。これは、ＮｂＨｆの面積（０．００５８ｍｍ2）に対する銅の面積（０．００２ｍｍ2）の比０．３５に対応する。
【００３３】
このような延性材料、特に、銅、の厚みによって、Ｃｕ／ＮｂＨｆの複合材料を容易に、引き延ばし、線引き延ばしをし、また、圧延することができるようになる。具体的には、銅の厚みは、引き延ばし又は線引き延ばしの操作時にワイヤを引き延ばしプレート内に挿入するために必要なやすりかけ又は熱間引き延ばしによって作られる点が銅においてコーティングされるように最適化される。
【００３４】
延性材料は、好ましくは銅であり、延性材料を所与の時間に堆積させて、引き延ばし、線引き延ばし及び圧延によるワイヤ成形操作を促進させて、これによって、０．２〜１ｍｍの総直径を有するワイヤに好ましくは１〜５００μｍの範囲の厚みが残るようにする。
【００３５】
延性材料の添加は、直流電気、ＰＶＤ、ＣＶＤによって又は機械的に行うことができる。機械的な場合、延性材料は、銅のような延性材料のスリーブ又はチューブであり、これは、ＮｂＨｆ合金の棒体上で直径が大きな状態で調整され、一又は複数の変形ステップの間に細くされる。したがって、一つの可能性は、Ｎｂ−Ｈｆの棒体と銅スリーブを組み付けることによって複合ビレットを形成することを伴い、その後に、この複合ビレットを押し出す。
【００３６】
変形ステップは、全体として、線引き延ばし及び／又は圧延を含むことができる一又は複数の変形処理を表す。線引き延ばしは、必要に応じて、同一の変形ステップ又は異なる変形ステップにおいて、一又は複数の引き延ばしプレートを用いることを必要とすることができる。線引き延ばしは、丸い断面を有する線が得られるまで行う。圧延は、線引き延ばしと同じ変形ステップ又はその後の別の変形ステップにて行うことができる。好ましいことに、当該合金に対して行われる最後の変形処理は、圧延操作であり、好ましくは、ワインダスピンドルの入口断面に適合する矩形の輪郭を有するようにされる。
【００３７】
当該方法は、各ステップの変形比が１〜５の範囲、好ましくは、２〜５の範囲であるような一又は複数の変形ステップを行うことかでき、この変形比は、伝統的な式２ｌｎ（ｄ０／ｄ）を満足する。ここで、ｄ０とｄはそれぞれ、変形の前と後の直径である。全変形比は、１〜１４の範囲にある。
【００３８】
当該方法は、異なる変形ステップの間に中間アニールステップを行うことができる。
【００３９】
本発明の方法は、好ましくは、変形ステップの後、延性材料の層を除去するステップを行う。好ましくは、延性材料は、すべての変形操作が行われる後、すなわち、最終的な圧延操作の後、巻き取り操作の前に、除去される。しかし、これは、すべての変形操作を完了する前に延性材料の層を除去することを除外するものではない。したがって、複数のステージで圧延する場合、最終的な圧延ステージの前に延性材料の層を除去することができる。好ましくは、銅のような延性材料の層は、特に、シアン化物ベース又は酸ベースの溶液、例えば、硝酸の溶液で、エッチングすることによってワイヤから除去される。
【００４０】
前記の変形ステップの間に行われる中間アニールの操作に加えて、変形ステップの前のアニールが、５分〜２時間の範囲、好ましくは１０分〜１時間の範囲、の継続時間６５０〜１７５０℃の範囲の温度で行われる。
【００４１】
巻きの後の前記熱処理する最後のステップは、５００〜１２５０℃の範囲の温度で３０分〜３０時間の範囲の継続時間行われる。合金の組成と温度に依存して、この熱処理の終わりに、体心立方タイプの単相構造、又は体心立方構造や六方最密構造の二層構造を得ることができる。
【００４２】
本発明の方法によって、ニオブ−ハフニウムタイプの合金によって作られたバランスのためのバランスばねの製造、特に、成形、が可能になる。この合金は、６００ＭＰａよりも大きい非常に高い降伏強さと、６０〜１００ＧＰａのオーダーの非常に低い弾性率を組み合わせることによる高い機械的特性を有する。この特性の組み合わせは、バランスばねに適している。また、このような合金は常磁性である。
【００４３】
また、本発明を実装するために選択された上述したタイプのニオブとハフニウムを含有する二元タイプの合金は、腕時計のための通常の動作温度範囲において熱弾性係数が実質的にゼロであるような「エリンバー合金」と同様の効果を発揮し、自己補償バランスばねの製造に適している。
【外国語明細書】
2020183940000001.pdf