当前离线
- 注册时间
- 2014-2-23
- 在线时间
- 小时
- 帖子
- 积分
- 2902
- 主题
|
板凳
楼主 |
发表于 2014-12-29 20:59:26
|
只看该作者
游丝加工看似简单,只有9个步骤,国内随便找一家铁丝生产厂家更换一下加工设备都能制作。但是300多年来,能生产好游丝的厂家真的是屈指可数,原因在于游丝的生产要求并不简单。游丝作为机械钟表里面重要的零件,也是最敏感的部分。在游丝上面任何一点小的错误都直接影响手表的走时精度。理论上,游丝的理想要求是无磁.恒弹性.同心.防震.抗氧化腐蚀.疲劳强度高。游丝加工中,原料配比,热处理,盘绕是对游丝品质最关键的三个步骤。自游丝发明之日起,对完美游丝的追求都重未止步,对这三个步骤的革新也从未停止。
游丝材料使用的金属学名叫做恒弹性合金,它和其他金属材料的显著区别就是,它的弹性模量在一定的温度范围内保持恒定或者绝对值接近零。使用恒弹性合金可以大大减少外界温度对于手表走时精度的影响。恒弹性合金按照磁敏感程度又分为弱磁性和无磁性。早期制造的游丝是采用低碳钢,这种材料制成的游丝对温度和磁力及其敏感,采用这样的游丝钟表的误差一天能有好几分钟。并且碳钢游丝弹性系数较低,无形中也增加了发条动力的消耗。一旦钟表进水,导致游丝生锈腐蚀,整个手表就坏掉了。当时的制表师迫切地寻找各种材料用以解决这些问题。1846年,江诗丹顿就已经尝试使用铜质游丝和摆轮,但由于铜类金属的弹性性能和其他机械性能不足就放弃了。当时瑞士成立了防磁金属研究会,作为协会成员,江诗丹顿制成了第一批使用钯金属游丝的钟表。在1872年lange手表的理查朗格就注册了铝合金的零件及摆轮游丝专利。甚至在1883年, E. J. Dent 采用了玻璃制作游丝,这样的游丝不生锈不受磁,但是由于昂贵和易碎不得不放弃。1885年江诗丹顿制造了一枚摆轮.游丝.擒纵夹板.齿轮均由钯合金制造,擒纵叉为铜质.并使用金质擒纵轮的钟表。另外江诗丹顿在日内瓦天文台屡获荣誉的一大法宝就是使用了日内瓦黄金加工厂提供的黄金摆轮和游丝。很显然,黄金.钯金.玻璃.铝并适合作为游丝原料大规模生产使用,他们过于昂贵,特别是铝。我们现在的生活中,铝随处可见,可是在一百多年前由于生产技术水平的限制,铝是不折不扣的奢侈金属。拿破仑曾经宴请各方,高贵的王室成员使用的都是铝叉铝勺,普通来宾则是使用“低档”的黄金餐具,这样的情况直到1884年才有美国人查尔斯•马丁•霍尔发明了电解法冶炼铝。当时大部分普通钟表还是使用传统的低碳钢游丝,并使用“双合金温差自动补偿摆轮”来调节因温差所造成游丝有效长度改变而产生误差的问题,这种摆轮通常外圈是黄铜材质、内圈为钢材,当温度变化发生热胀冷缩的情况时,利用外圈金属膨胀系数大于内圈的物理特性自动调节温度对游丝所造成的误差。一般的纯金属随着温度的提高,原子间的结合力就会逐渐下降,由其制成的游丝恒弹性就会改变。对于恒弹性金属的研究重心就在于合金,可一直没有显著成果。直到 生于瑞士的法国物理学家Charles Edouard Guillaume出现,他通过大量的研究发现含36%镍的铁镍合金对温度敏感程度特别小,不会随温度升高发生大幅度膨胀。这对基于长度的等时性游丝极其重要,他于1896年研发Invar镍铁合金,取名来自“invariable”的缩写,也就是“不变”的意思。而后他应日内瓦大学历史自然教授也同时是钟表匠的Paul Perret的请求,开始研究镍铁合金的恒弹性,1904年他发现在铁镍合金中加入铬,可以显著提高成品游丝性能。在铁镍合金中添加铬,当铬含量达到12%,镍含量到达36%时,合金的热膨胀系数绝对值趋近于零并且在室温范围内系数改变特别平缓。P.Chevenard在Guillaume的指导下,完善了配方,制成了Elinvar,并最后定型生产。Guillaume发明了Inver因瓦不变合金,因为这一跨时代的研究Guillaume获得了1920年诺贝尔物理学奖,这是目前唯一来自制表领域的成果获得诺比尔奖殊荣。因为Guillaume当时得到了法国专业合金生产商———殷菲公司(Imphy Alloys)支持,作为因瓦合金(Invar)的合作发明者。殷菲公司率先生产了Elinvar合金,并与1920作为商品推出,在市场上花了差不多10年,Elinvar合金取代了近三百年的碳钢。巨大的游丝原料市场被殷菲公司独占,赚的盆满钵满。于是许多冶金公司也开始了游丝合金的研究。1930年,理查朗格在德国注册了铍合金游丝专利,专利号码为529945。Reinhard Straumann 于1931年开发出了更优质的游丝合金材料Nivarox,名字来自于“non-variable" 不变和"oxide-resistant ”抗氧化的结合。Straumann在原有的Elinvar合金里面加入了不足百分之一的铍,但是就是这细微的改变,产生了巨大的变化。铍和镍相结合减少游丝对磁的敏感性,比使用钛.铝的添加更能提高游丝弹性和强度。到了1933年,R.Straumann在德国 Vakuumschmelze真空冶炼公司--一家专业磁性材料研究生产商,完善了Elinvar合金的配方制成了全新的Nivarox合金。恒弹性合金因为其特殊的性能,并不仅仅应用于钟表游丝生产。还可以用于弹簧天平.压力表,具有巨大的经济价值,同期各国也开始研究生产。作为二战后的霸主美国也不甘示弱,1946年Wilson公司研制Ni-Spanc,在Elinvar镍铁合金中添加了钛用以提高硬度,成为最广泛使用的恒弹合金之一。美国的一家弹簧秤商John Chation&Sons研制出Iso-Elastic合金,汉密尔顿研究出Elinvar—Extra,贝尔电话公司研究出Vibralloy。日本作为钟表生产大国,早期也是采用Elinvar,而后1952年日本研究出了Co-Elinver合金,在Elinvar合金中添加了Co钴,这种Elinvar的变种合金大获成功,日本的钟表普遍装载使用Co-Elimver合金游丝。法国的殷菲公司还生产着Durival,这是由P. Cheverard在原来的Elinvar加入了钛.铝,改善了力学性能。瑞士的Dubois则提出了添加Ni铌的Isoval,瑞士专利号266413。中苏两国生产的游丝则均是仿自美国Ni-Spanc,苏联称为H42XT系列合金。我国国内称为3J53,Co-Elinvar含钴成本过高,Nivarox含铍具有致癌毒性,3J53游丝合金生产符合我国国情,因此成为我国过去和现在用得最广泛的游丝材料。我国开始生产手表,游丝并非国产,而是依靠进口。1960年冬,上海关勒铭金笔厂得到政治任务转型生产游丝。从无到有,经过全厂上下几百人2年多的摸索,我国才实现游丝自产,关勒铭金笔厂也就是后来上海钟表原件厂的前身。
1984 年Nivarox SA 和瑞士一家钟表零件加工商Fabriques d'Assortiments Réunis (FAR)合并,改名为 Nivarox-FAR。 Nivarox-FAR公司是瑞士摆陀及擒纵机构零部件制作领域的专业翘楚。此公司的四个制造厂设于瑞士制表区汝拉山脉的核心地带,分别从事擒纵机构、摆陀及微型旋转零件、微型冲压部件和电腐蚀工艺,同时充分运用先进的设计和技术制作精良零部件,其产品广为世界知名腕表所采用。1985年 Nivarox-FAR被Swatch Group收购。而后由于技术的垄断性和swatch集团的大力扶持,Nivarox-FAR彻底占领了世界游丝的市场。就连swatch集团竞争对手LVMH集团和历峰集团(Richemont集团也不得不使用Nivarox-FAR的产品。海耶克通过Nivarox-FAR紧紧掐住了对手的脖子。其中的一些品牌看见了危机,产生了些许的忧患意识,如ROLEX、ULYSSENARDIN、PATEK PHILIPPE纷纷开始另寻它路。 |
|