(57)【要約】  本発明は、高エントロピー合金を含有する計時器用部品であって、高エントロピー合金が、単一の固溶体を形成する４〜１３種類の主要合金形成元素によって形成されており、高エントロピー合金の各主要合金形成元素の濃度が、１〜５５％であるものに関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高エントロピー合金を含有する計時器用部品であって、
前記高エントロピー合金は、単一の固溶体を形成する４〜６種類の元素によって形成されており、
前記高エントロピー合金の各主要合金形成元素の濃度は、１〜５５％である
計時器用部品。
【請求項２】
前記高エントロピー合金は、ＦｅaＭｎbＣｏcＣｒdの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、１〜５５％である
請求項１に記載の計時器用部品。
【請求項３】
前記高エントロピー合金は、Ｆｅ80-xＭｎxＣｏ10Ｃｒ10の式によって表され、ここで、ｘは２５〜７９％であり、好ましくは、ｘは２５〜４５％である
請求項１に記載の計時器用部品。
【請求項４】
前記高エントロピー合金は、ＦｅaＭｎbＮｉeＣｏcＣｒdの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、１〜５５％である
請求項１に記載の計時器用部品。
【請求項５】
前記高エントロピー合金は、ＴａaＮｂbＨｆcＺｒdＣｒeの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、１〜５５％である
請求項１に記載の計時器用部品。
【請求項６】
前記高エントロピー合金は、ＡｌaＬｉbＭｇcＳｃdＴｉeの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、１〜５５％である
請求項１に記載の計時器用部品。
【請求項７】
前記高エントロピー合金は、ＡｌaＣｏbＣｒcＣｕdＦｅeＮｉfの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、１〜５５％である
請求項１に記載の計時器用部品。
【請求項８】
前記高エントロピー合金は、Ｃ、Ｎ、Ｂから選択される一又は複数の種類の格子間元素を含有する
請求項１〜７のいずれかに記載の計時器用部品。
【請求項９】
前記高エントロピー合金は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｎｂから選択される一又は複数の種類の構造硬化元素を含有する
請求項１〜８のいずれかに記載の計時器用部品。
【請求項１０】
計時器用部品を製造するための高エントロピー合金の使用であって、
前記高エントロピー合金は、単一の固溶体を形成する４〜６種類の元素によって形成されており、
前記高エントロピー合金の各主要合金形成元素の濃度は、１〜５５％である
高エントロピー合金の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エントロピー合金を含有する計時器用部品及びこのような計時器用部品を製造する方法に関する。本発明は、さらに、計時器用部品を製造するための高エントロピー合金の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
計時器用部品、特に、メインばねには、大きな応力が与えられる。このような大きな応力は、特に、製造プロセスにおいて与えられるが、使用時にも与えられる。
【０００３】
このような計時器用部品は、特に、機械的強度と延性が高くなければならない。しかし、現状、これらの相反する特徴を同時に備える計時器用部品は、稀にしかない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、機械的強度と延性が高い計時器用部品を提案することによって現状の技術の課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これを達成するために、本発明の第１の態様によると、高エントロピー合金を含有する計時器用部品であって、前記高エントロピー合金が、単一の固溶体を形成する４〜１３種類の主要合金形成元素によって形成されており、前記高エントロピー合金の各主要合金形成元素の濃度が、１〜５５％であるものが提案される。実際に、このような計時器用部品は、従来技術よりも高い機械的強度と延性を有する。
【０００６】
好ましくは、各主要合金形成元素の濃度は、１０〜５５％である。
【０００７】
異なる好ましい実施形態において、
−  前記高エントロピー合金は、ＦｅaＭｎbＣｏcＣｒdの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ及びｄは、１〜５５％である。
−  前記高エントロピー合金は、Ｆｅ50Ｍｎ30Ｃｏ10Ｃｒ10の式によって表される。
−  前記高エントロピー合金は、Ｆｅ80-xＭｎxＣｏ10Ｃｒ10の式によって表され、ここで、ｘは、２５〜７９％であり、好ましくは、ｘは、２５〜４５％である。
−  前記高エントロピー合金は、ＦｅaＭｎbＮｉeＣｏcＣｒdの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、１〜５５％である。
−  前記高エントロピー合金は、Ｆｅ20Ｍｎ20Ｎｉ20Ｃｏ20Ｃｒ20の式によって表される。
−  前記高エントロピー合金は、Ｆｅ40Ｍｎ27Ｎｉ26Ｃｏ5Ｃｒ2の式によって表される。
−  前記高エントロピー合金は、ＴａaＮｂbＨｆcＺｒdＣｒeの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、１〜５５％である。
−  前記高エントロピー合金は、特に、Ｔａ20Ｎｂ20Ｈｆ20Ｚｒ20Ｔｉ20の式によって表される。
−  前記高エントロピー合金は、ＡｌaＬｉbＭｇcＳｃdＴｉeの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、１〜５５％である。
−  前記高エントロピー合金は、特に、Ａｌ20Ｌｉ20Ｍｇ10Ｓｃ20Ｔｉ30の式によって表される。
−  前記高エントロピー合金は、ＡｌaＣｏbＣｒcＣｕdＦｅeＮｉfの式によって表され、ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、１〜５５％である。
−  前記高エントロピー合金は、Ｃｒ18.2Ｆｅ18.2Ｃｏ18.2Ｎｉ18.2Ｃｕ18.2Ａｌ9.0の式によって表される。
【０００８】
好ましくは、高エントロピー合金は、Ｃ、Ｎ、Ｂから選択される一又は複数の種類の格子間元素を含有することができる。これらの格子間元素は、合金の機械的強度をさらに向上させる。
【０００９】
好ましくは、高エントロピー合金は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｎｂから選択される一又は複数の種類の構造硬化元素を含有し、好ましくは、濃度が０．１〜３重量％である。
【００１０】
異なる実施形態において、計時器用部品は、ばね、メインばね、ジャンパーばね、インパルスピン、ローラー、パレット、スタッフ、パレットレバー、パレットフォーク、車、エスケープ車、アーバー、ピニオン、振動錘、巻きステム、リュウズ、腕時計ケース、腕輪リンク、腕時計ベゼル、腕輪クラスプのいずれかであることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、さらに、計時器用部品を製造するための高エントロピー合金の使用に関する。この高エントロピー合金は、単一の固溶体を形成する４〜１３種類の主要合金形成元素を含有しており、当該合金の各主要合金形成元素の濃度は、１〜５５％である。
【００１２】
添付の図面を参照しながら非限定的な例として与えられる好ましい実施形態についての下記の詳細な説明を読むことで、本発明の他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の１つの実施形態に係るメインばねを概略的に示している。
【図２】本発明の１つの実施形態に係るメインばねを製造する方法のいくつかのステップを概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の１つの実施形態に係るメインばね１を概略的に示している。このメインばね１は高エントロピー合金によって作られている。
【００１５】
このような高エントロピー合金においては、いくつかの相の混合よりも混合エントロピーが高く、単相を熱力学的に安定化する。
【００１６】
メインばねは、好ましくは、刊行物「Metastable high-entropy dual-phase alloys overcome the strength-ductility trade-off」, Zhiming Li et al, Nature 534, 227-230 (09 June 2016)に記載された高エントロピー合金によって作られる。この高エントロピー合金は、Ｆｅ80-xＭｎxＣｏ10Ｃｒ10の式によって表され、ｘは、好ましくは、２５〜７９％である。
【００１７】
より正確には、第１の実施形態において、メインばねは、Ｆｅ35Ｍｎ45Ｃｏ10Ｃｒ10合金によって作られていることができる。このようにして作られたメインばねには、高い引っ張り強さと高い延性が組み合わさっているという利点がある。
【００１８】
第２の実施形態において、メインばねは、Ｆｅ40Ｍｎ40Ｃｏ10Ｃｒ10合金によって作られていることができる。このようにして作られたばねには、高い引っ張り強さと高い延性という利点がある。また、このばねは、ＴＷＩＰ（twinning induced plasticity：双晶誘起塑性）機構にしたがって動作する。
【００１９】
第３の実施形態において、メインばねは、Ｆｅ45Ｍｎ35Ｃｏ10Ｃｒ10合金によって作られていることができる。このようにして作られたメインばねには、さらに高い引っ張り強さとさらに高い延性を有するという利点がある。また、このメインばねは、ＴＲＩＰ（transformation induced plasticity：変態誘起塑性）機構にしたがって動作する。
【００２０】
第４の実施形態において、メインばねは、Ｆｅ50Ｍｎ30Ｃｏ10Ｃｒ10合金によって作られていることができる。このようにして作られたメインばねには、さらに高い引っ張り強さとさらに高い延性を有するという利点がある。このメインばねは、双晶化機構によって、ＦＣＣとＨＣＰの２つの相が見えるように、ＴＲＩＰ機構にしたがって動作する。
【００２１】
本発明は、メインばねの製造に限定されない。実際に、ばね、スタッフ、インパルスピン、バランス、アーバー、ローラー、パレット、パレットレバー、パレットフォーク、エスケープ車、シャフト、ピニオン、振動錘、巻きステム、リュウズ、ジャンパーばね、腕時計ケース、腕輪リンク、腕時計ベゼル、腕輪クラスプのような他の計時器用部品を、高エントロピーのＦｅ80-xＭｎxＣｏ10Ｃｒ10合金によって製造することができる。
【００２２】
図２は、図１のメインばねを製造する方法のいくつかのステップを概略的に示している。
【００２３】
この方法は、高エントロピー合金のインゴットを製造する第１のステップ１０１を有する。そうするために、元素が純粋又は合金前の形態で混合され、溶かされ、そして、混合物が型に入れられてインゴットを形成する。
【００２４】
そして、当該方法は、このインゴットを熱間鍛造するステップ１０２を有する。
【００２５】
そして、当該方法は、熱間積層ステップ１０３を有する。
【００２６】
そして、当該方法は、冷間積層ステップ１０４を有する。
【００２７】
そして、当該方法は、伸線ステップ１０５を有する。
【００２８】
そして、当該方法は、冷間積層ステップ１０６を有する。
【００２９】
当然、本発明は、図面を参照しながら説明されている実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱せずにいくつもの変種を考えることができる。
【００３０】
これに関連して、前の例において、Ｆｅ80-xＭｎxＣｏ10Ｃｒ10合金が用いられている。しかし、他の高エントロピー合金を用いることができる。例えば、
−  Ｆｅ20Ｍｎ20Ｎｉ20Ｃｏ20Ｃｒ20、
−  Ｆｅ40Ｍｎ27Ｎｉ26Ｃｏ5Ｃｒ2、
−  Ｔａ20Ｎｂ20Ｈｆ20Ｚｒ20Ｔｉ20、
−  Ａｌ20Ｌｉ20Ｍｇ10Ｓｃ20Ｔｉ30、
−  Ｃｒ18.2Ｆｅ18.2Ｃｏ18.2Ｎｉ18.2Ｃｕ18.2Ａｌ9.0
である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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