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EP2813906A1 - Pièce pour mouvement d'horlogerie - Google Patents

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Publication number
EP2813906A1
EP2813906A1 EP13171680.5A EP13171680A EP2813906A1 EP 2813906 A1 EP2813906 A1 EP 2813906A1 EP 13171680 A EP13171680 A EP 13171680A EP 2813906 A1 EP2813906 A1 EP 2813906A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carbon
nitrogen
micromechanical
metal
total mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13171680.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christian Charbon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nivarox Far SA
Nivarox SA
Original Assignee
Nivarox Far SA
Nivarox SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nivarox Far SA, Nivarox SA filed Critical Nivarox Far SA
Priority to EP13171680.5A priority Critical patent/EP2813906A1/fr
Priority to PCT/EP2014/059585 priority patent/WO2014198466A2/fr
Priority to EP14725058.3A priority patent/EP3008525B1/fr
Priority to US14/895,137 priority patent/US11079722B2/en
Priority to RU2016100275A priority patent/RU2647756C2/ru
Priority to CN201480033392.XA priority patent/CN105308516B/zh
Priority to JP2016515695A priority patent/JP6142080B2/ja
Publication of EP2813906A1 publication Critical patent/EP2813906A1/fr
Priority to HK16109145.7A priority patent/HK1221025A1/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K23/00—Making other articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/02—Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art
    • B22D25/026—Casting jewelry articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/02—Regulator or adjustment devices; Indexing devices, e.g. raquettes
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/007—Antimagnetic alloys

Definitions

  • the invention relates to a piece for a watch movement and in particular to such a part which is not or not very sensitive to magnetic fields as all or part of a cog, all or part of a raqueting system or any or part of an exhaust system.
  • This type of material has the advantage of being easily machinable, in particular to be able to cut and has, after quenching and tempering treatments, high mechanical properties very interesting for the realization of parts pivoting a clockwork movement.
  • These steels have, after heat treatment, a wear resistance and a hardness which are particularly high.
  • the object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages mentioned above by proposing an alternative material enjoying the same advantages of steels 15P and 20AP without being sensitive to magnetic fields or corrosion.
  • the invention relates to a micromechanical component for a watch movement comprising a metal body formed with a single material characterized in that said single material is of high-grade austenitic steel type.
  • the micromechanical part is, surprisingly, chemically and physically stable with the use of a single totally homogeneous material even in case of exposure external magnetic fields or oxidizing atmospheres.
  • the invention relates to a timepiece characterized in that it comprises at least one micromechanical component according to one of the preceding variants.
  • the movement 1 preferably comprises a resonator 3 comprising a balance 5 and a spiral 7 intended to regulate the movement 1.
  • the resonator 3 is preferably pivotally mounted, in particular by means of a ferrule 26 of the spiral 7 mounted on an axis, between a bridge 2 and a plate 4 and comprises a racking system 21 mounted on the bridge 2 mainly comprising a racket 17. It can be seen, at the figure 1 , that the bridge 2 is fixed on the plate 4 in particular by means of a screw 28.
  • the movement 1 also comprises an exhaust system 9 comprising an anchor 11 of the Swiss type and an escape wheel 13 intended to distribute the gear 15 of the movements of the resonator 3 but also to maintain it.
  • the exhaust system 9 is preferably mounted between two bridges 6, 8 and a plate 4.
  • the gear train 19 is intended to transmit the energy of the barrel (not shown) to the resonator but also to recharge the barrel using, for example, a winding stem 19 or an oscillating weight 23.
  • micromechanical parts are currently formed from 15P and 20AP steels and are therefore sensitive to magnetic fields and corrosion. If their sensitivity can be troublesome directly in the case of a moving part, it can also be indirectly by influencing another adjacent piece.
  • the invention relates to a micromechanical component for a watch movement comprising a metal body formed with a single material of the austenitic steel type with a high interstitial content.
  • austenitic steel comprises an alloy comprising predominantly iron in substantially austenitic form. Indeed, in any production, it is difficult to guarantee that the whole structure is austenitic.
  • Such a high-interstitial austenitic steel comprises at least one non-metal as interstitial atom such as nitrogen and / or carbon in a homogeneous proportion, that is to say throughout the metal body, between 0 , 15% and 1.2% of the total mass of said metal body. It is thus clear that the austenitic steel according to the invention may comprise only interstitial carbon atoms, only interstitial nitrogen atoms or both carbon atoms and nitrogen atoms.
  • the properties are optimal for the manufacture of timepieces for a sum of the percentages of carbon and nitrogen in total mass of the metal body of between 0.75% and 0.95% and / or for a ratio of the percentages of carbon and nitrogen in total mass of the metal body between 0.35 and 0.55.
  • the austenitic steel with a high interstitial content is of the stainless steel austenitic type comprising at least 10% of chromium and at least 5% of nickel and / or or manganese, the rest being iron.
  • the austenitic steel according to the invention can comprise only at least 5% of the total mass of said nickel metal body, only at least 5% of the total mass of said manganese metal body, or at least 5% of the total mass of said nickel metal body and at least 5% of the total mass of said manganese metal body.
  • a chromium manganese austenitic steel giving complete satisfaction whose sum, that is to say C + N, is substantially equal to 0.85% by total mass of the body metal and the ratio of percentages of carbon and nitrogen in total mass of the metal body, that is to say C / N, is substantially equal to 0.44.
  • any gammagene element that is to say, promoting the phase y of a steel, can replace all or part of the manganese to promote the austenitic phase such as, for example, cobalt or copper.
  • the austenitic steel with a high interstitial content according to the invention may also comprise bismuth, lead, tellurium, selenium, sulfur and / or sulfur and manganese (when the steel does not contain of manganese) as an adjuvant to improve the machinability of said micromechanical part.
  • these compounds used alone or in combination as adjuvants allowed to form discontinuities of matter in the material capable of limiting the chip length and, therefore, facilitate the machining of said material.
  • the micromechanical part according to the invention is particularly advantageous in a timepiece when it forms all or part of a cog 15 as a wheel board 14, a pinion board 18 or a pivot pin 16, all or part of a racking system 21 such as a racket board 17 or all or part of an exhaust system 9 such as an escape wheel board 22, a pivot axis 24, an anchor rod 11 or an anchor rod 11.
  • micromechanical parts can be envisaged, even if they are not usually made of 15P steel or 20AP steel.
  • a high interstitial austenitic steel does not require heavy implementation steps including no curing treatment of the material to a certain thickness, no chemical protection treatment of the material or any magnetic shielding treatment.
  • austenitic steels with high interstitial content are in line with the high demands of watchmaking without special treatment dedicated to protection against magnetic fields and corrosion.
  • step a) consists mainly of casting a high interstitial austenitic steel having at least one non-metal as an interstitial atom such as nitrogen and / or carbon in a homogeneous proportion. that is to say in the entire metal body, between 0.15% and 1.2% of the total mass of said metal body.
  • the sum of the percentages of carbon and nitrogen in total mass of the metal body is between 0.75% and 0.95% and / or the ratio of percentages of carbon and nitrogen in total mass of the metal body is between 0.35 and 0.55.
  • the austenitic steel with a high interstitial content according to the invention is of the stainless steel austenitic type comprising at least 10% of chromium and at least 5% of nickel and / or at least 5% of manganese, the remainder being in iron.
  • a chromium manganese austenitic steel whose sum, that is to say C + N, is substantially equal to 0.85% by total weight of the metal body and the ratio of percentages of carbon and nitrogen in total mass of the metal body, that is to say C / N, is substantially equal to 0.44, gives complete satisfaction.
  • the austenitic steel with a high interstitial content according to the invention may also comprise bismuth, lead, tellurium, selenium, sulfur and / or sulfur and manganese (when the steel does not contain of manganese) as an adjuvant to improve the machinability of said micromechanical part.
  • step b) comprises a phase of deformation of said material in band form. Then the phase deformation is followed by a cutting step to form said micromechanical part in a part of the strip.
  • the cutting phase in the first embodiment, preferably comprises a drawing of a blank of the workpiece and then a machining of the functional surfaces, possibly followed by a grinding.
  • the first embodiment makes it possible, by way of example, to form wheel planks 14, gable planks 18, racket plank 17, escape wheel planks 13, ferrules 26 or a rod 10 anchor 11.
  • step b) comprises a phase of deformation of said material in the form of bar or wire. Then the deformation phase is followed by a cutting step to form said micromechanical part in a part of the bar or wire.
  • the cutting phase which can be assimilated to a turning, in the second embodiment, preferably comprises a cutting of the functional surfaces, possibly followed by a grinding.
  • step b) preferably comprises a final rolling phase.
  • the second embodiment allows, by way of example, to form axes 16, 24 of pivoting, ferrules 26, screws 28 or rods 12 of anchor 11.
  • the present invention is not limited to the illustrated example but is susceptible of various variations and modifications that will occur to those skilled in the art.
  • the method may comprise, after step b), a final polishing and / or heat treatment step intended to finish the micromechanical part.
  • the high-grade interstitial austenitic steel may also comprise molybdenum in a proportion of between 0.5% and 5% by total weight of the metal body and / or copper in a proportion of between 0.5% and 5% by total weight of the metal body.

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Abstract

L'invention se rapporte à une pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) pour un mouvement d'horlogerie (1) comportant un corps métallique formé avec un unique matériau. Selon l'invention, ledit unique matériau est du type acier austénitique à haute teneur interstitielle. L'invention concerne le domaine des pièces d'horlogerie.

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention se rapporte à une pièce pour mouvement d'horlogerie et notamment à une telle pièce qui n'est pas ou peu sensible aux champs magnétiques comme tout ou partie d'un rouage, tout ou partie d'un système de raquetterie ou tout ou partie d'un système d'échappement.
    • Arrière-plan de l'invention
  • Il est connu de former des pièces de mouvement d'horlogerie à partir d'aciers de décolletage qui sont généralement des aciers martensitiques. Des aciers connus de ce type sont par exemple les aciers 15P ou les aciers 20AP.
  • Ce type de matériau a l'avantage d'être facilement usinable, en particulier d'être apte au décolletage et présente, après des traitements de trempe et de revenu, des propriétés mécaniques élevées très intéressantes pour la réalisation de pièces en pivotement d'un mouvement d'horlogerie. Ces aciers présentent, après traitement thermique, une résistance à l'usure et une dureté qui sont particulièrement élevées.
  • Bien que fournissant des propriétés mécaniques satisfaisantes pour les applications horlogères décrites ci-dessus, ce type de matériau présente l'inconvénient d'être sensibles aux champs magnétiques et à la corrosion.
    • Résumé de l'invention
  • Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un matériau alternatif bénéficiant des mêmes avantages des aciers 15P et 20AP sans être sensible ni aux champs magnétiques, ni à la corrosion.
  • A cet effet, l'invention se rapporte à une pièce de micromécanique pour un mouvement d'horlogerie comportant un corps métallique formé avec un unique matériau caractérisée en ce que ledit unique matériau est du type acier austénitique à haute teneur.
  • Par conséquent, on comprend qu'à l'aide dudit acier austénitique à haute teneur interstitielle, la pièce de micromécanique est, de manière surprenante, stable chimiquement et physiquement avec l'utilisation d'un unique matériau totalement homogène même en cas d'exposition à des champs magnétiques externes ou à des atmosphères oxydantes.
  • Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :
    • ledit unique matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte au moins un non-métal comme atome interstitiel ;
    • ledit au moins un non-métal est de l'azote et/ou du carbone ;
    • ledit au moins un non-métal comporte une proportion comprise entre 0,15% et 1,2% de la masse totale dudit corps métallique ;
    • ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est comprise entre 0,75% et 0,95% ;
    • ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est compris entre 0,35 et 0,55 ;
    • la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,85% et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,44 ;
    • l'acier austénitique à haute teneur interstitielle est du type acier austénitique inoxydable comprenant au moins 10 % de Cr et au moins 5% de Ni et/ou de Mn ;
    • l'acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte du Bi, du Pb, du Te, du Se, du S ou du Mn et du S ;
    • la pièce de micromécanique forme tout ou partie d'un rouage comme une planche de roue, une planche de pignon ou un axe de pivotement ;
    • la pièce de micromécanique forme tout ou partie d'un système de raquetterie comme une planche de raquette ;
    • la pièce de micromécanique forme tout ou partie d'un système d'échappement comme une planche de roue d'échappement, un axe de pivotement, une baguette d'ancre ou une tige d'ancre.
  • De plus, l'invention se rapporte à une pièce d'horlogerie caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une pièce de micromécanique selon l'une des variantes précédentes.
  • Par conséquent, de manière surprenante, on comprend qu'à l'aide dudit acier austénitique à haute teneur interstitielle, aucun traitement de durcissement du matériau, aucun traitement de protection chimique du matériau ni aucun traitement de blindage magnétique n'est, avantageusement selon l'invention, nécessaire pour utiliser ladite pièce de micromécanique dans un mouvement d'horlogerie même en cas d'exposition à des champs magnétiques externes ou à des atmosphères oxydantes.
  • Enfin, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce de micromécanique comportant les étapes suivantes :
    1. a) se munir d'un matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle;
    2. b) former, uniquement à l'aide dudit matériau, une pièce de micromécanique.
  • Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention :
    • ledit unique matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte au moins un non-métal comme atome interstitiel ;
    • ledit au moins un non-métal est de l'azote et/ou du carbone ;
    • ledit au moins un non-métal comporte une proportion comprise entre 0,15% et 1,2% de la masse totale dudit corps métallique ;
    • ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est comprise entre 0,75% et 0,95% ;
    • ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est compris entre 0,35 et 0,55 ;
    • la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,85% et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,44 ;
    • l'acier austénitique à haute teneur interstitielle est du type acier austénitique inoxydable comprenant au moins 10 % de Cr et au moins 5% de Ni et/ou de Mn ;
    • l'acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte du Bi, du Pb, du Te, du Se, du S ou du Mn et du S ;
    • selon un premier mode de réalisation, l'étape b) comporte une phase de déformation dudit matériau sous forme de bande ;
    • la phase de déformation est suivie d'une phase de découpage pour former ladite pièce de micromécanique dans une partie de la bande ;
    • selon un deuxième mode de réalisation, l'étape b) comporte une phase de déformation dudit matériau sous forme de barre ou de fil ;
    • la phase de déformation est suivie d'une phase de découpage pour former ladite pièce de micromécanique dans une partie de la barre ou du fil ;
    • selon le deuxième mode de réalisation, l'étape b) comporte une phase finale de roulage ;
    • le procédé comporte, après l'étape b), une étape finale de polissage et/ou de traitement thermique.
    Description sommaire des dessins
  • D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue éclatée d'un mouvement horloger selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue partielle d'un rouage selon l'invention ;
    • la figure 3 est une vue d'une ancre selon l'invention ;
    • la figure 4 est une vue d'une tige de remontoir selon l'invention ;
    • la figure 5 est une vue d'une masse oscillante selon l'invention.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • A la figure 1, on peut voir une représentation partielle d'un mouvement horloger 1 selon l'invention destiné à être monté dans une pièce d'horlogerie. Le mouvement 1 comporte préférentiellement un résonateur 3 comprenant un balancier 5 et un spiral 7 destinés à réguler le mouvement 1. Le résonateur 3 est, de manière préférée, monté pivotant, notamment à l'aide d'une virole 26 du spiral 7 montée sur un axe, entre un pont 2 et une platine 4 et comporte un système de raquetterie 21 monté sur le pont 2 comprenant principalement une raquette 17. On peut voir, à la figure 1, que le pont 2 est fixé sur la platine 4 notamment à l'aide d'une vis 28.
  • A la figure 1, on peut également voir que le mouvement 1 comporte également un système d'échappement 9 comprenant une ancre 11 du type suisse et une roue d'échappement 13 destinées à distribuer au rouage 15 les déplacements du résonateur 3 mais également à l'entretenir. Le système d'échappement 9 est, de manière préférée, monté entre deux ponts 6, 8 et une platine 4.
  • Enfin, le rouage 19 est destiné à transmettre l'énergie du barillet (non représenté) au résonateur mais également à recharger le barillet à l'aide par exemple d'une tige de remontoir 19 ou d'une masse oscillante 23.
  • Tout ou partie de ces pièces de micromécanique sont actuellement formé à partir d'aciers 15P et 20AP et sont donc sensibles aux champs magnétiques et à la corrosion. Si leur sensibilité peut être gênante directement dans le cas d'une pièce en mouvement, elle peut également l'être indirectement en influençant une autre pièce adjacente.
  • Par conséquent, l'invention se rapporte à une pièce de micromécanique pour un mouvement d'horlogerie comportant un corps métallique formé avec un unique matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle. Dans la présente description, par acier austénitique, il faut comprendre un alliage comportant majoritairement du fer sous forme sensiblement austénitique. En effet, dans n'importe quelle production, il est difficile de garantir que toute la structure soit austénitique.
  • Ainsi, avantageusement selon l'invention, après des études de développement, il a été possible, de manière surprenante, de fabriquer des pièces en acier austénitique inoxydables qui sont peu ou pas sensibles à des champs magnétiques externes et à des atmosphères oxydantes à l'aide d'un unique matériau.
  • Un tel acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte au moins un non-métal comme atome interstitiel tel que de l'azote et/ou du carbone selon une proportion homogène, c'est-à-dire dans tout le corps métallique, comprise entre 0,15% et 1,2% de la masse totale dudit corps métallique. On comprend donc que l'acier austénitique selon l'invention peut comporter uniquement des atomes interstitiels en carbone, uniquement des atomes interstitiels en azote ou aussi bien des atomes de carbone que des atomes d'azote.
  • Il a également été montré que, dans le cas où les atomes interstitiels sont formés par du carbone et de l'azote, les propriétés sont optimales pour la fabrication de pièces d'horlogerie pour une somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique comprise entre 0,75% et 0,95% et/ou pour un rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique compris entre 0,35 et 0,55.De plus, préférentiellement, l'acier austénitique à haute teneur interstitielle est du type acier austénitique inoxydable comprenant au moins 10 % de chrome et au moins 5% de nickel et/ou de manganèse, le reste étant en fer. On comprend donc que l'acier austénitique selon l'invention peut comporter uniquement au moins 5% de la masse totale dudit corps métallique en nickel, uniquement au moins 5% de la masse totale dudit corps métallique en manganèse, ou au moins 5% de la masse totale dudit corps métallique en nickel et au moins 5% de la masse totale dudit corps métallique en manganèse.
  • A titre d'exemple nullement limitatif, il a été développé un acier austénitique du type chrome manganèse donnant entière satisfaction dont la somme, c'est-à-dire C+N, est sensiblement égale à 0,85% en masse totale du corps métallique et le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique, c'est-à-dire C/N, est sensiblement égale à 0,44.
  • Plus généralement, tout élément gammagène, c'est-à-dire favorisant la phase y d'un acier, peut remplacer tout ou partie du manganèse afin de favoriser la phase austénitique comme, par exemple, du cobalt ou du cuivre.
  • Selon une alternative particulière, l'acier austénitique à haute teneur interstitielle selon l'invention peut également comporter du bismuth, du plomb, du tellure, du sélénium, du soufre et/ou du soufre et du manganèse (lorsque l'acier ne comporte pas de manganèse) comme adjuvant afin d'améliorer l'usinabilité de ladite pièce de micromécanique. En effet, il a été montré que ces composés utilisés seuls ou en combinaison comme adjuvants permettaient de former des discontinuités de matière dans le matériau aptes à limiter la longueur des copeaux et, par conséquent, faciliter l'usinage dudit matériau.
  • Par conséquent, au vu des avantages cités ci-dessus, il a été montré, de manière préférée, que la pièce de micromécanique selon l'invention est particulièrement avantageuse dans une pièce d'horlogerie lorsqu'elle forme tout ou partie d'un rouage 15 comme une planche 14 de roue, une planche 18 de pignon ou un axe 16 de pivotement, tout ou partie d'un système de raquetterie 21 comme une planche 20 de raquette 17 ou tout ou partie d'un système d'échappement 9 comme une planche 22 de roue d'échappement 13, un axe 24 de pivotement, une baguette 10 d'ancre 11 ou une tige 12 d'ancre 11.
  • Bien entendu, même si elles ne sont pas privilégiées, d'autres pièces de micromécanique peuvent être envisagées et ce même si elles ne sont pas faites habituellement en acier 15P ou en acier 20AP. Ainsi, de manière non limitative, il peut notamment être envisagé avantageusement de former la platine 4 et/ou les ponts 2, 6, 8 et/ou la tige 19 de remontoir et/ou la masse oscillante 23 et/ou la virole 26 et/ou la vis 28 à l'aide d'un acier austénitique à haute teneur interstitielle selon l'invention.
  • L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une pièce de micromécanique comportant les étapes suivantes :
    1. a) se munir d'un matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle;
    2. b) former à l'aide dudit matériau uniquement une pièce de micromécanique.
  • On comprend immédiatement un des avantages de l'invention. En effet, un acier austénitique à haute teneur interstitielle ne nécessite pas de lourdes étapes de mise en oeuvre et notamment aucun traitement de durcissement du matériau selon une certaine épaisseur, aucun traitement de protection chimique du matériau ni aucun traitement de blindage magnétique.
  • En effet, de manière surprenante, les aciers austénitiques à haute teneur interstitielle s'accordent aux exigences élevées de l'horlogerie sans traitement particulier dédié à la protection aux champs magnétiques et à la corrosion.
  • Comme expliqué ci-dessus, l'étape a) consiste principalement à couler un acier austénitique à haute teneur interstitielle comportant au moins un non-métal comme atome interstitiel tel que de l'azote et/ou du carbone selon une proportion homogène, c'est-à-dire dans tout le corps métallique, comprise entre 0,15% et 1,2% de la masse totale dudit corps métallique.
  • Selon une alternative préférée, la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est comprise entre 0,75% et 0,95% et/ou le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est compris entre 0,35 et 0,55.
  • De plus, préférentiellement, l'acier austénitique à haute teneur interstitielle selon l'invention est du type acier austénitique inoxydable comprenant au moins 10 % de chrome et au moins 5% de nickel et/ou au moins 5% de manganèse, le reste étant en fer.
  • A titre d'exemple nullement limitatif, un acier austénitique du type chrome manganèse dont la somme, c'est-à-dire C+N, est sensiblement égale à 0,85% en masse totale du corps métallique et le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique, c'est-à-dire C/N, est sensiblement égale à 0,44, donne entière satisfaction.
  • Selon une alternative particulière, l'acier austénitique à haute teneur interstitielle selon l'invention peut également comporter du bismuth, du plomb, du tellure, du sélénium, du soufre et/ou du soufre et du manganèse (lorsque l'acier ne comporte pas de manganèse) comme adjuvant afin d'améliorer l'usinabilité de ladite pièce de micromécanique.
  • Ainsi, selon un premier mode de réalisation, l'étape b) comporte une phase de déformation dudit matériau sous forme de bande. Puis la phase de déformation est suivie d'une étape de découpage pour former ladite pièce de micromécanique dans une partie de la bande. La phase de découpage, dans le premier mode de réalisation, comporte préférentiellement un emboutissage d'une ébauche de la pièce puis un usinage des surfaces fonctionnelles, éventuellement suivie d'un rectifiage.
  • Le premier mode de réalisation permet, à titre d'exemple, de former des planches 14 de roue, des planches 18 de pignon, une planche 20 de raquette 17, des planches 22 de roue d'échappement 13, des viroles 26 ou une baguette 10 d'ancre 11.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, l'étape b) comporte une phase de déformation dudit matériau sous forme de barre ou de fil. Puis la phase de déformation est suivie d'une étape de découpage pour former ladite pièce de micromécanique dans une partie de la barre ou du fil. La phase de découpage, pouvant être assimilée à un tournage, dans le deuxième mode de réalisation, comporte préférentiellement un décolletage des surfaces fonctionnelles, éventuellement suivie d'un rectifiage. Enfin, le procédé selon le deuxième mode de réalisation, l'étape b) comporte, préférentiellement, une phase finale de roulage. Le deuxième mode de réalisation permet, à titre d'exemple, de former des axes 16, 24 de pivotement, des viroles 26, des vis 28 ou des tiges 12 d'ancre 11.
  • Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le procédé peut comporter, après l'étape b), une étape finale de polissage et/ou de traitement thermique destinée à finir la pièce de micromécanique.
  • De plus, dans le but d'améliorer la tenue à la corrosion, l'acier austénitique à haute teneur interstitiel peut également comporter du molybdène selon une proportion comprise entre 0,5% et 5% en masse totale du corps métallique et/ou du cuivre selon une proportion comprise entre 0,5% et 5% en masse totale du corps métallique.

Claims (31)

  1. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) pour un mouvement d'horlogerie (1) comportant un corps métallique formé avec un unique matériau caractérisée en ce que ledit unique matériau est du type acier austénitique à haute teneur interstitielle.
  2. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit unique matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte au moins un non-métal comme atome interstitiel.
  3. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit au moins un non-métal est de l'azote et/ou du carbone.
  4. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit au moins un non-métal comporte une proportion comprise entre 0,15% et 1,2% de la masse totale dudit corps métallique.
  5. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon la revendication 3 et 4, caractérisée en ce que ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est comprise entre 0,75% et 0,95%.
  6. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon la revendication 3 et 4, caractérisée en ce que ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est compris entre 0,35 et 0,55.
  7. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon la revendication 5 et 6, caractérisée en ce que la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,85% et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,44.
  8. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit acier austénitique à haute teneur interstitielle est du type acier austénitique inoxydable comprenant au moins 10 % de Cr et au moins 5% de Ni et/ou de Mn.
  9. Pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte du Bi, du Pb, du Te, du Se, du S ou du Mn et du S.
  10. Pièce de micromécanique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle forme tout ou partie d'un rouage (15).
  11. Pièce de micromécanique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la pièce forme une planche (14) de roue, une planche (18) de pignon ou un axe (16) de pivotement.
  12. Pièce de micromécanique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle forme tout ou partie d'un système de raquetterie (21).
  13. Pièce de micromécanique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la pièce forme une planche (20) de raquette (17).
  14. Pièce de micromécanique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle forme tout ou partie d'un système d'échappement (9).
  15. Pièce de micromécanique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la pièce forme une planche (22) de roue d'échappement (23), un axe (24) de pivotement, une baguette (10) d'ancre (11) ou une tige (12) d'ancre (11).
  16. Pièce d'horlogerie caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) selon l'une des revendications précédentes.
  17. Procédé de fabrication d'une pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28) comportant les étapes suivantes :
    a) se munir d'un matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle;
    b) former, uniquement à l'aide dudit matériau, une pièce de micromécanique (2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 26, 28).
  18. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit unique matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte au moins un non-métal comme atome interstitiel.
  19. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit au moins un non-métal est de l'azote et/ou du carbone.
  20. Procédé selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que ledit au moins un non-métal comporte une proportion comprise entre 0,15% et 1,2% de la masse totale dudit matériau du type acier austénitique à haute teneur interstitielle.
  21. Procédé selon la revendication 19 et 20, caractérisée en ce que ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est comprise entre 0,75% et 0,95%.
  22. Procédé selon la revendication 19 et 20, caractérisée en ce que ledit au moins un non-métal comporte de l'azote et du carbone et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est compris entre 0,35 et 0,55.
  23. Procédé selon la revendication 21 et 22, caractérisée en ce que la somme des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,85% et en ce que le rapport des pourcentages de carbone et d'azote en masse totale du corps métallique est sensiblement égale à 0,44.
  24. Procédé selon l'une des revendications 17 à 23, caractérisé en ce que ledit acier austénitique à haute teneur interstitielle est du type acier austénitique inoxydables comprenant au moins 10 % de Cr et au moins 5% de Ni et/ou de Mn.
  25. Procédé selon l'une des revendications 17 à 24, caractérisé en ce que ledit acier austénitique à haute teneur interstitielle comporte du Bi, du Pb, du Te, du Se, du S ou du Mn et du S comme adjuvant afin d'améliorer l'usinabilité de ladite pièce de micromécanique.
  26. Procédé selon l'une des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que l'étape b) comporte une phase de déformation dudit matériau sous forme de bande.
  27. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la phase de déformation est suivie d'une phase de découpage pour former ladite pièce de micromécanique dans une partie de la bande.
  28. Procédé selon l'une des revendications 17 à 25, caractérisé en ce que l'étape b) comporte une phase de déformation dudit matériau sous forme de barre ou de fil.
  29. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la phase de déformation est suivie d'une phase de découpage pour former ladite pièce de micromécanique dans une partie de la barre ou du fil.
  30. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape b) comporte une phase finale de roulage.
  31. Procédé selon l'une des revendications 17 à 30, caractérisé en ce qu'il comporte, après l'étape b), une étape finale de polissage et/ou de traitement thermique.
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