本發(fā)明涉及一種部件，特別是鐘表組件，其由順磁性不銹鋼制成，其芯部硬度為500至900hv1，其表面部分的表面硬度小于400hv1。本發(fā)明還涉及制造這種不銹鋼部件的方法。

背景技術：

1、硬質非鐵磁性金屬合金用于許多領域，主要用于承受高機械和/或摩擦應力且必須對磁場不敏感的組件。對于許多鐘表組件，例如機芯中的輪、小齒輪、軸或游絲尤其如此。獲得高硬度對于外部部件也很重要，例如對于中部(middle)、外圈、后蓋、表扣或表冠。這是因為高硬度(即超過500hv的硬度)通常產(chǎn)生更好的耐刮擦性和耐磨性，從而為暴露在外部環(huán)境的這些組件提供良好的耐用性。具有這種硬度的合金通常是鐵磁性的，因此不適合用于鐘表組件。

2、最近，已經(jīng)開發(fā)出一種硬度為500至900hv10的順磁性不銹鋼，其組成和微觀結構在專利文件ep3835438中公開。這種鋼按重量包含：

3、-26≤cr≤40％.

4、-0≤mn≤5％.

5、-5≤ni≤20％.

6、-0≤mo≤3％.

7、-0≤a1≤5％.

8、-0≤cu≤2％.

9、-0≤si≤5％.

10、-0≤ti≤1％，

11、-0≤nb≤1％，

12、-0≤c≤0.1％，

13、-0≤n≤0.1％，

14、-0≤s≤0.5％.

15、-0≤p≤0.1％，

16、剩余由鐵及任何雜質組成，各自的濃度小于或等于0.5％。其微觀結構由質量百分比為40％至80％的σ相和質量百分比為20％至60％的奧氏體相形成。

17、它是采用特殊方法生產(chǎn)的，包括以下步驟：

18、-提供或生產(chǎn)具有上述化學組成和主要或完全鐵素體結構的坯料，

19、-對坯料進行熱處理(稱為硬化處理)以獲得部件，硬化處理在650至900℃的溫度下進行30分鐘至24小時，以將所述結構的鐵素體轉變?yōu)閵W氏體相和金屬間σ相，硬化處理之后冷卻至環(huán)境溫度。

20、這種特殊的微觀結構由兩個非鐵磁相組成，提供硬度和韌性之間非常好的折中，良好的耐腐蝕性和優(yōu)異的拋光性。

21、然而，可以優(yōu)化這種鋼的微觀結構和組成，以提高部件在受到更大應力的特定點承受沖擊的能力。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明包括優(yōu)化現(xiàn)有技術的部件表面受到更大應力的特定點的組成和微觀結構。

2、為此，對上述鋼制造方法進行了改進，在硬化熱處理之前進行局部表面處理步驟。該步驟包括在硬化熱處理之前，在這些特定點選擇性地沉積產(chǎn)生γ相的元素，即鎳，并進行擴散熱處理。這種擴散熱處理使鎳擴散到給定的深度，將鐵素體轉變?yōu)?00％的奧氏體層，該層具有延展性，從而提高抗沖擊性。

3、結果是順磁性鋼部件，其芯部和圍繞芯部的表面部分具有500至900hv1的高硬度，而表面的其它部分具有小于400hv1的硬度。芯部和表面的所述部分包括由σ相和奧氏體相形成的微觀結構，而表面的其它部分由沒有σ相的奧氏體形成，這使得可以降低硬度，同時保持部件的順磁性。

4、更具體地，這是一種順磁性不銹鋼部件，包括芯部，該芯部被表面包圍，該表面包括至少第一區(qū)域和至少第二區(qū)域，

5、-芯部和第二區(qū)域具有按重量計包含以下元素的化學組成：

6、·26≤cr≤40％.

7、·0≤mn≤5％，

8、·5≤ni≤20％.

9、·0≤mo≤3％，

10、·0≤a1≤5％.

11、·0≤cu≤2％.

12、·0≤si≤5％，

13、·0≤ti≤1％.

14、·0≤nb≤1％，

15、·0≤c≤0.1％.

16、·0≤n≤0.1％，

17、·0≤s≤0.5％.

18、·0≤p≤0.1％，

19、剩余由鐵和任何雜質組成，各自的濃度小于或等于0.5％，

20、所述芯部和所述第二區(qū)域的硬度hv1為500至900，其微觀結構由質量百分比為40％至80％的σ相和質量百分比為20％至60％的奧氏體相形成，

21、該部件的特征在于，第一區(qū)域相對于芯部和第二區(qū)域富含ni，第一區(qū)域形成完全由奧氏體相組成的層，所述層被稱為奧氏體層，奧氏體層的硬度小于400hv1。

22、更具體地，制造順磁性不銹鋼部件的方法包括以下步驟：

23、a)提供或生產(chǎn)基本上具有要制造部件的形狀或形狀不同的坯料，該坯料具有上述化學組成并且具有主要為鐵素體或完全為鐵素體的結構，

24、b)在整個表面上或僅在表面的第一區(qū)域上沉積ni層，如果沉積物施加在整個表面上，則執(zhí)行局部溶解第二區(qū)域上的ni層的步驟b′)，或者對第二區(qū)域進行局部機械加工的步驟，

25、c)在1050℃至1400℃的溫度下對坯料進行熱處理(稱為擴散處理)，以使ni擴散到第一區(qū)域下方的坯料的給定深度，并將所述給定深度內的鐵素體轉變?yōu)樾纬蓨W氏體層的完全奧氏體相，

26、d)對坯料進行熱處理(稱為硬化處理)以獲得部件，硬化處理在650至900℃的溫度下進行30分鐘至24小時，以將芯部和第二區(qū)域內的鐵素體轉變?yōu)閵W氏體相和金屬間σ相，硬化處理后冷卻至環(huán)境溫度。

技術特征：

1.順磁性不銹鋼部件(1)，其包括被表面包圍的芯部(2)，所述表面包括至少第一區(qū)域(3a)和至少第二區(qū)域(3b)，

2.根據(jù)權利要求1所述的部件(1)，其特征在于，奧氏體層(4)的硬度為150至350hv1。

3.根據(jù)前述權利要求之一所述的部件(1)，其特征在于，所述部件(1)是外部組件或鐘表機芯的組件。

4.用于制造根據(jù)前述權利要求之一所述的由順磁性不銹鋼制成的部件(1)的方法，包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，ni層的厚度為1至20μm。

6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，ni層的厚度為4至10μm。

7.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，當ni僅沉積在表面的第一區(qū)域(3a)上時，所述表面被部分遮蔽，以瞄準ni沉積。

8.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，局部溶解步驟b′)在遮蔽第一區(qū)域(3a)之后進行。

9.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，局部溶解步驟b′)在酸浴中進行。

10.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，如果步驟a)中的所述坯料具有與要制造的部件(1)不同的形狀，則所述方法包括將坯料成型的步驟，成型步驟在步驟a)和b)之間或在步驟b)和c)之間進行。

11.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟a)中的坯料的結構包含小于或等于40％的奧氏體質量分數(shù)和大于或等于60％的鐵素體質量分數(shù)。

12.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，步驟a)中的坯料的結構含有100％的鐵素體。

技術總結
本發(fā)明的一個方面涉及一種順磁性不銹鋼部件(1)，其包括被表面包圍的芯部(2)，該表面包括至少第一區(qū)域(3a)和至少第二區(qū)域(3b)，所述芯部(2)和所述第二區(qū)域(3b)的硬度HV1為500至900，其微觀結構由質量百分比為40％至80％的σ相和質量百分比為20％至60％的奧氏體相形成，部件(1)的特征在于，第一區(qū)域(3a)相對于芯部(2)和第二區(qū)域(3b)富含Ni，第一區(qū)域(3a)形成完全由奧氏體相構成的層，所述層被稱為奧氏體層(4)，奧氏體層(4)的硬度小于400HV1。本發(fā)明的另一個方面涉及制造該部件的方法。

技術研發(fā)人員：S·克萊克,J·波雷特,S·布爾班
受保護的技術使用者：斯沃奇集團研究及開發(fā)有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8