钟表常用材料

又叫紫铜，特点是具有高的导电性和导热性，
用于制造导电零件和导热零件 2、黄铜 以锌为主要合金元素的铜叫黄铜。仅有铜和锌 组成的合金称为普通黄铜，在铜锌合金中加入锡、 铅、铁、锰和铝等元素的黄铜称为锡黄铜、铅黄铜、 铁黄铜、锰黄铜和铝黄铜。
• 黄铜具有比纯铜高的机械性能，工艺性好，某些成份
的黄铜具有高的抗腐蚀性、价格较低、而被广泛的应
者以此为基础进行不懈的改进工作。现在使用的恒弹
性游丝材料大致可以分为三类：即铁镍基，钴基和非 铁磁性。
富铬区成为阳极，而形成电化学腐蚀。
防止晶界腐蚀的方法：
1、降低不锈钢中的含C量； 2、在钢中添加强C化物生成元素； 3、重新作固溶处理；将其加热到1050～1100℃保持一 定时间（10～15’）然后水激冷。加热气氛一般采用
氨分解保护气氛。经过固溶处理的不锈钢为等轴晶粒，
晶粒度4～5级。这个过程同时还有利于消除应力和加
用。特别指出，黄铜中的含铁量超过0.03％时就有磁 性，因此抗磁性的黄铜含铁量应<0.03％。 • 黄铜一般不能用热处理强化，黄铜只能通过冷变形强 化。 • 为了提高黄铜的塑性，需在500～700℃范围内，在略 呈氧化性的气氛中进行退火。
含锌大于20％以上的黄铜在冷作硬化状态下(有内
应力存在)，因为介质的腐蚀（特别是有氨、氨盐、 汞、汞盐存在）作用而有形成裂纹的倾向（季节性破 裂）。含锌量高的黄铜（H68 H62 HPb59－1等）对 “季裂”较为敏感，为了防止或消除“季节性破裂” 倾向，含锌量高的黄铜在制造冷深冲零件时，应进行 低温退火（250～300℃）。和纯铜一样，在要求抗腐 蚀部位，黄铜和其他金属接触时应镀锌后使用。
的电化学腐蚀，材料合金化不良而产生晶向腐蚀等。
五、可供选择的调整材料性能的工艺手段 许多材料都可以采用热处理的方法，使材料获得
良好的加工性、优良的使用性的效果。例如碳钢就是
一个非常好的例子。但是有些材料，不具备这样的性
能，所以在选择一种材料的时候，对其机械性能可调
整性进行考察是有意义的。
六、金属材料的分析技术
三、手表用黄铜主要有以下牌号
材料名称 Cu％ Zn余量 Pb％ 典型用途
HPb59－1
HPb63－3 H62
57－60
63 60.5－ 63.5
0.8－ 夹板、轮片 1.9 夹板、轮片
表盘
一些品牌主夹板用铅黄铜材料 Cu 劳力士 60.0 Pb 2.2 Fe 0.10 0.09 0.12 Ni Sn Al Zn 余 余
（三）易切削钢的成份及组织：
C％
Pb
组织
硬度（HV）
0.75～ 1.04
0.2～0.3 珠光体＋球状C化物 220~310 ＋弥散分布的Pb △HV<30
（四）材料的加工及处理：
1、易切削钢加工
易切削钢的供货状态已调整到加工性能最佳的状
态。所以，易切削钢直接加工成机械零件，
2、易切削钢处理
由于这时的材料是退火状态，需要通过热处理的
一、易切削钢
（一）技术要求： 1、尺寸规格、公差范围。
2、原材料的化学成分。
3、机械性能：硬度、抗拉强度及塑性指标。
4、表面质量：表面粗糙度及表面缺陷。
5、显微组织：晶粒度级别、第二相的分布与形态。
6、低倍组织与断口。
（二）工艺调控项目
1、硬度——直接与切削性能有关。
2、金相——与热处理、夹杂、变形、尺寸稳定性有关。
度增加，塑性降低。钟表用的碳钢主要为易切削 钢和优质高碳钢，含碳量为高C钢，属于特种钢和 高级优质钢。
钟表常用碳钢牌号及用途
类别 材料 用途 高C易 Y100Pb、20AP 条轴、中心齿轴、过齿轴、 切削钢 17AP、ASK－1100 秒齿轴、擒纵齿轴、叉轴、 摆轴、柄轴、控挡轴、主轴、 等 离合轮、摆针轮跨齿轴、分 轴、各种螺钉 优质高 T10A 擒纵轮片、快慢针、小钢轮、 C钢 大钢轮、控挡、离合杆、压 14P 簧、跨轮压片、活动外压环 等
第五章 钟表用弹性材料
第一部分：恒弹性材料
一、恒弹性材料的概念
恒弹性的概念是指材料在一定的使用温度区间内
材料弹性模量保持恒定。具备这种性能的材料成为恒
弹性材料。
12JL Ebh
二、恒弹性材料的应用
在多种仪器和仪表中，对弹性元件的弹性模量恒
定要求极高，手表游丝是典型应用之一。
当游丝摆轮系统的几何尺寸和转动惯量确定以后，
方法进行淬火以提高硬度、回火消除应力而达到使用 要求。
二、优质碳素钢
• 优质高碳钢：较为严格的控制材料的有害杂质元素， 含碳量在0.8以上的碳钢。
• 常用牌号：T10A、14P等薄板料。
• 用途：擒纵轮片、刚轮、离合杆等
• 常见问题：表面脱碳、
典型牌号及应用：
T10A
擒纵轴片、快慢针、小钢轮、大钢轮、 控挡
二、机械性能与金相组织 硬度：HB 、HV 、HRc
强度：抗拉强度、抗弯强度、弹性极限、
摩擦学性能：摩擦系数、磨损率
金相组织、晶粒度、晶粒形状、夹杂物和缺陷等。
三、加工性能
材料的硬度，刀具的 磨损 情况，加工件的表
面质量，切削力等。 四、化学稳定性 材料在耐受使用环境，保持原 有性能的能力。 对于钟表产品主要的腐蚀 产生于人体汗液的腐蚀， 腐蚀行为可能是：光泽的降低、变色、有害物质的 溶出和构件的失效破坏；包括镀层材料由针孔引起
二、铜合铜合金的物理性能
牌号 Hp59-1 QBe2 BZn15-20-1 H62 T1-4 线胀系数 ×10-6/℃ 20.7 16.6 16.6 20.6 16.5 E 10000 13500 12600 10400 12000 HB 149 400 160～175(硬) 140 120
1、纯铜
和的体心立方结构，在金属学上叫M氏体，具有高的 硬度。
碳钢可以用恰当加热和冷却方式，改变材料的机 械性能的原理即如此。
碳钢的优点：
价格低廉，较好的综合机械性能，可以通过热处
理进行机械性能的调整。
不足之处：
需要进行防腐蚀处理。
第三章
一、概述
铜及铜合金
铜及铜合金按照合金化的体系分为纯铜、黄铜、 青铜、和白铜。
钟表常用材料
轻工业钟表研究所
经过几百年的发展，钟表用材早已从工匠的锻 铸的炉边生产变为由最现代化的材料工厂生产，钟表 材料仍然是冶金质量最好、品质要求最高的冶金产品、 而一些特殊材料的供应，则需专门订购。材料应用依 然格守着：从来没有奢侈之说，它总能获得超值的艺
术体现。当你欣赏价格不菲的钟表传世之作，你会为
1Cr18Ni9Ti 0.12
美国AISI
304 316 316L 0.08 0.08 0.03 2.0 2.0 2.0 1.0 10 1.0 18-20 16-18 16-18 8-12 10-14 10-14 2.0 2.0
三、不锈钢的腐蚀问题
奥氏体不锈钢在其敏化温度（450～800℃） 范围加热时，会沿晶界析出Cr23C6的化物，使晶 界附近的区域的Cr含量低于11.7％，在腐蚀介质 中，这些区域就会成为微小的阴极，而Cr23C6的
振动周期只与弹性模量和游丝长度有关。所以，弹性 模量的恒定是游丝摆轮系统振动周期保持不变的必要 条件之一。
三、手表游丝材料的性能要求
1、较高的弹性模量和较低的弹性模量温度系数
2、较小线膨胀系数
3、具有较高的弹性极限和疲劳寿命
4、良好的冷热加工性
5、耐腐蚀和无磁性
四、恒弹性材料的发现和发展
1919年，Guillanme发现Ni36 Cr12 Fe 余量的 合金具有小的弹性摸量温度系数，并命名为Elinvar （爱林瓦）。爱林瓦合金为面心主方晶体结构单相合 金，硬度较低不能满足很多场合的使用要求，各国学
14.0～ 1.5～ 16.0 2.0 12～18 0.8～ 1.4 17～ 19 1.3～ 2.0
16.5～ 1.6～ 18.0 2.0 17.97 13.7 1.57 1.06Biblioteka 第四章一、不锈钢分类
不锈钢
• 不锈钢根据化学成份和金相组织，通常分为三大类： 铁素体、奥氏体、马氏体不锈钢 。 • 铁素体不锈钢，这类不锈钢一般含铬量较高，具有良 好的耐蚀性和高温抗氧化性。
常用锌白铜牌号：
Cu BZn15-21-1.8 BZn14-24-1-0.4 VDMN62/18Pb MHUC17-18-2 日本料（实测） 瑞典料（实测） 60.0～ 63.0 60.5～ 63.5 60.0～ 63.0 61.0 ～ 64.9 63.42 61.46 Ni Pb Te Zn 余 余 余 余 余 余 抗拉 强度 ＞58 59～ 70 ＞56 ＞65 62 69.5 硬度HV HV 190～ 210 HV 180～ 210 HRB82 HRB82
• 钟表工业使用的不锈钢主要用于表壳、带的制造，要
求材料具有良好的耐腐蚀性，柔和的色泽，强度和无
磁性。奥氏体不锈钢基本具备这些特性。
常用的不锈钢型号如下：
国产 1Cr18Ni9 C 0.12 Mn 2.0 2.0 Si 1.0 Cr 17 －19 17－19 Ni 8 －11 8 －11 ～0.8 Mo Ti
工过程中的冷作硬化。
四、不锈钢夹杂物与抛光性能
不锈钢中的夹杂物有硫化物、碳化物、等多种。 氧化物夹杂Al2O3脆性，是引起彗星式抛光缺陷
的主要硬质点，使抛光性能大大降低。因此应严格控
制在3级以下。
五、其它类型的不锈钢在钟表上的应用
马氏体不锈钢具有磁性。同C钢一样是可以通过 热处理而获得强化，同时具有高的抗蚀的优点。所以 这类不锈钢在钟表上可以用作抗蚀要求的轴类零件， 比较有代表性的材料 2Cr13，3Cr13等。
• 奥氏体型不锈钢：
这类不锈钢无磁性，耐蚀性良好，塑性好，耐冲
击。但屈服强度低不能通过热处理进行强化。通过冷
变形加工，可是抗拉强度提高，并改善弹性。
• 马氏体不锈钢：
这类不锈钢在各种情况下都有磁性，具有高的硬
度和强度，导热性良好。淬火和回火后，具有良好的 强度、塑性和韧性。应用广泛。
二、钟表工业使用的不锈钢
尤其应当指出的是铍青铜是一种重要的钟表用材， 用于制造弹性元件、结构件。如游丝、夹板、摆轮等。 国产铍青铜牌号：QBe2 QBe1.6 Cu 欧米加 余 Ni 0.27 Pb Be 1.93 Zn
英纳格
余
0.17
1.87
五、白铜
以镍作为主要合金元素的铜合金叫白铜。 单由铜和镍组成的合金为普通白铜。添加锰、锌 等元素的合金称为锰白铜和锌白铜。手表用白铜主要 为锌白铜。
这些杰作所表达的艺术力量所震撼，你也会清晰的感 到凝聚着现代材料科学的进步之光，它或表达着时代 前卫的呼唤，或表达着难以忘却的怀旧情感。 ——题记
第一章
钟表材料的研究方法
一、关于材料物理性能的研究 对于钟表用材，对物理性能的重要项目，有以下 几项： 1、弹性模量（杨氏弹性模量）：E=σ /ε （㎏/㎜2，、或 GPa） 2、线膨胀系数：α ＝L2－L1/ L1(t2－t1)= Δ L/ L1Δ t 3、磁化率：M＝XmH，M—磁化强度，Xm—磁化率， H—磁场强度 4、密度： g/㎝3 5、颜色： 380～780纳米
0.06 0.145 ＜0.1 0.03 0.10 0.09 0.14 0.11
欧米茄 60.42 2.37 梅花 60.14 2.37
西铁成 60.14 2.55
余
四、青铜
青铜通常分为含锡青铜和无锡青铜（特殊青铜）
以锡为主要合金元素的铜合金称为锡青铜。在铜中加
入铝、铍、硅、镉元素的作为主要合金元素的分别称 为铝青铜、铍青铜、硅青铜、镉青铜。 由于加入了适量的合金元素，青铜具有良好的机 械性能（强度、弹性、耐磨性、低的摩擦系数、疲劳 强度等），良好的工艺性（铸造性、切削性、焊接性 等）产品耐腐蚀性以及某些特殊的物理性能等。
14P
离合杆、压簧、耙爪、跨轮压片、活动 外控环等
简单的介绍C钢的金属学知识：
Fe—C合金，在室温→727℃时为体心立方结构，
对C的最大溶解度0.021％，在727→1536℃时为面心
立方结构，对C的溶解度2.11％。
当含C量高的面心立方结构的Fe—C合金，从高温
快速地冷却到室温，多余的碳来不及析出，形成过饱
材料的光学显微镜金相分析：
材料的电子显微分析： ------扫描电子显微镜——形貌—成份 -----透射电子显微镜—— 形貌—晶体结构 ------俄歇能谱——表面成份分析 ----- X射线分析——晶体结构
第二章
碳钢
碳钢也叫碳素钢，从金属学的定义上指含C量
小于2.06的铁C合金。一般碳钢随含碳量增加，强