專利名稱：一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法；尤其是手表外殼與導套的接合的處理方法。
二
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)行之鈦或鈦合金部件的接合的方法如下1.硬焊法在真空或是保護氣體(氬氣)環(huán)境下，于兩部件欲接合部分置入填料， 兩端加壓，再升溫至填料融化溫度，短暫持溫使填料與基材充分潤濕后冷卻，令填料凝固， 達到部件接合之目的。硬焊法對填料的要求不高，需注意填料與基材的潤濕性必須良好，同時填料在真空中不易蒸發(fā)，有時必須通入保護性氣體。2.液相擴散接合法在真空或是保護氣體(氬氣)環(huán)境下，于兩部件欲接合部分置入填料，此填料中含有可與鈦或鈦合金擴散之金屬成分，兩端加壓，再升溫至填料融化溫度，短暫持溫使液態(tài)填料成分與鈦金屬相互擴散后冷卻，令填料凝固，達到部件接合之目的，由于填料與基材間發(fā)生擴散行為，因此其結(jié)合力高于一般之硬焊法。液相擴散接合法需慎選填料成分中含有可與基材相互擴散之金屬，同時填料與基材金屬之共晶點溫度不可低遠低焊接溫度，避免焊接處發(fā)生大范圍的熔融現(xiàn)象。3.固相擴散接合法在真空或是保護氣體(氬氣)環(huán)境下，于兩部件欲接合兩端加壓，再升溫至鈦金屬擴散溫度，長時間持溫使兩鈦金屬相互擴散后冷卻，達到部件接合之目的，兩部件之間基本上已經(jīng)成為單一部件了。固相擴散接合法的溫度與輔助接合施壓均高，容易造成基材變形與結(jié)晶粒粗大，導致表面粗糙度增加。4.膠合法選用適當?shù)酿つz直接將部件膠合。膠合法屬于低溫接合，基本上不會破壞基材外觀，作業(yè)時間短，但膠質(zhì)有劣化與不耐高溫環(huán)境的風險。5.激光焊接法以激光束照射需接合部位，直接將部件焊接。雷射焊接法為將基材融化之點狀接合，接縫處會產(chǎn)生明顯的熔融組織，產(chǎn)生不平整的接合面，此外在雷射光無法達到的區(qū)域就無法焊接。
三

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法， 該處理方法能有效地提高接合部件的接合質(zhì)量和接合美觀度并提高兩接合部件的表面硬度。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，所述手表部件包括手表外殼和導套，所述外殼外側(cè)壁上設(shè)有至少一個軸孔，所述導套安裝在所述軸孔內(nèi)，所述軸孔在接近導套凸緣的一端沿周向設(shè)有一環(huán)形焊道缺口，所述環(huán)形焊道缺口與導套端部的側(cè)壁及其凸緣之間形成一填料容置空間，其特征在于包含以下工序(1)將熔點范圍為750V 900°C的合金填料置于填料容置空間中，并用工裝夾具將手表外殼與導套相互固定形成一整體待加工工件；(2)將所述工件置入真空爐中，所述真空爐之真空壓力在作業(yè)過程中均保持低于 1. 5X10_2I^至制程結(jié)束，作業(yè)時真空爐內(nèi)不通入保護氣體以及任何氧化性氣體；(3)于真空爐內(nèi)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達到450°C 550°C范圍后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(4)繼續(xù)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達650°C 750°C后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(5)繼續(xù)加熱工件至溫度770°C 900°C，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間5至30 分鐘；(6)使真空爐自然冷卻至室溫。上述技術(shù)方案還可以通過以下技術(shù)措施作進一步改進。所述真空爐內(nèi)自然存在之殘余的空氣中氮氣與氧氣的比例約為5 1。所述填料為熔點范圍為750°C 900°C之合金。加熱真空爐時各個步驟設(shè)定真空爐升溫速率為每分鐘6°C至8°C。完成工序(1)后先對工件進行洗凈并烘干，以去除工件表面沾附的油脂等污染物，之后再進行工序O)。完成工序(6)后，該鈦或鈦合金手表表殼與導套結(jié)合成為一體，同時表面硬度較原材料增加3至5倍。完成工序(6)后可再對工件進行拋光處理，以達更高之光潔度。本發(fā)明的優(yōu)點在于1)將鈦或鈦合金制造的手表外殼和導套整體安裝固定并放入填料，并一起在真空爐中進行升溫和壓力控制，手表外殼和導套整體溫度均勻，承受的壓力均勻，因此與填料的接合也較為均勻，有效地提高接合部件的接合質(zhì)量和焊接外觀；2) 將鈦或鈦合金制造的手表外殼和導套裝載一起在真空爐中進行整體升溫和壓力控制，在焊接過程中，真空爐中殘留的氧氣會逐漸擴散進入鈦或鈦合金基地中，增加鈦或鈦合金基材表面的氧原子含量，可以使鈦或鈦合金制造的手表外殼和導套的表面硬度有較大的提高， 在這過程中不需額外通入保護氣體，真空爐中自然存在之殘余空氣，其中氮/氧比例約為 5 1，因此只要適當?shù)乜刂普婵諣t之真空壓力，即可防止鈦金屬表面生成金紅石結(jié)晶型氧化物，而控制加熱溫度與持溫時間可防止結(jié)晶粗大化，并調(diào)整氧原子的擴散與硬化深度， 處理完畢，鈦與鈦合金工件表面硬度可增加至原來的3 5倍；幻熱處理的真空壓力相當?shù)停虼蒜伣饘俦砻娌粫a(chǎn)生金紅石氧化物結(jié)晶，鈦金屬表面可保持最初的光潔度，即使鈦金屬表面因溫度控制不當導致晶粒粗大的粗糙現(xiàn)象產(chǎn)生，也可利用再拋光的方法回復(fù)未處理前的表面光潔度；4)所述填料熔點范圍為750°C 900°C之合金，其熔點溫度范圍符合熱處理溫度區(qū)間，其合金成分在熱處理溫度下與鈦金屬可進行液相擴散，達到焊料與鈦或鈦合金材質(zhì)的手表外殼和導套合而為一的效果力)完成焊接后可再對工件進行拋光處理，使工件表面光潔度更加提高。
四


圖1是應(yīng)用本發(fā)明的手表外殼與導套接合的剖視圖；圖2是圖1的A部放大圖。
4
圖3是發(fā)明的具體實施流程。 五
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。如圖1至圖3所示，一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，所述手表部件包括手表外殼1和導套2，所述外殼1外側(cè)壁上設(shè)有至少一個軸孔11，所述導套2 安裝在所述軸孔11內(nèi)，所述軸孔11在接近導套凸緣21的一端沿周向設(shè)有一環(huán)形焊道缺口 12，所述環(huán)形焊道缺口 12與導套2端部的側(cè)壁及其凸緣21之間形成一填料容置空間3，其特征在于包含以下工序(1)將熔點范圍為750V 900°C的合金填料置于填料容置空間3中，并用工裝夾具(圖中未示出)將手表外殼1與導套2相互固定形成一整體待加工工件；(2)將所述工件置入真空爐中(圖中未示出)，所述真空爐之真空壓力在作業(yè)過程中均保持低于1.5X10_2I^至制程結(jié)束，作業(yè)時真空爐內(nèi)不通入任何保護氣體，例如氬氣與氮氣，以及任何氧化性氣體，例如氧氣。(3)于真空爐內(nèi)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達到450°C 550°C范圍后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(4)繼續(xù)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達650°C 750°C后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(5)繼續(xù)加熱工件至溫度770°C 900°C，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間5至30 分鐘；(6)使真空爐自然冷卻至室溫。所述真空爐內(nèi)自然存在之殘余的空氣中氮氣與氧氣的比例約為5 1。所述填料為熔點范圍為750°C 900°C之合金。加熱真空爐時各個步驟設(shè)定真空爐升溫速率為每分鐘6°C至8°C。完成工序(1)后先對工件進行洗凈并烘干，以去除工件表面沾附的油脂等污染物，之后再進行工序O)。完成工序(6)后，該鈦或鈦合金手表表殼與導套結(jié)合成為一體，同時表面硬度較原材料增加3至5倍。完成工序(6)后可再對工件進行拋光處理，以達更高之光潔度。本發(fā)明的具體實施方案如下將填料成分為熔點溫度介于750°C至900°C之合金置于填料容置空間3中，并將欲接合之部件依順序組配并固定形成一整體待加工工件；將工件安置于掛架上，實施超音波洗凈，并以熱風烘干，以去除工件表面沾附的油脂等污染物；清洗完畢的工件依序置入真空爐中，工件之間不可交迭或碰觸；在熱處理過程中，真空爐壓力需維持于1. 5X 10 以下；升溫速率為每分鐘6°C至8°C，升溫至450°C 550°C時需持溫30分鐘以上，升溫至650°C 750°C時需再次持溫30分鐘以上，以使每個工件的溫度一致；最后達到所設(shè)定之焊接溫度770°C 900°C后，再持溫5至30分鐘，以利氧原子擴散進入鈦金屬的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中，并防止鈦金屬表面生成金紅石結(jié)晶態(tài)二氧化鈦以及結(jié)晶粒粗大；控制氧氣擴散深度，亦即硬化深度。持溫完畢后，持續(xù)抽氣保持真空狀態(tài)且不再加熱，使真空爐自然冷卻至室溫后取出工件，即完成工件的焊接以及表面硬化處理；完成焊接與硬化之成品視表面質(zhì)量要求，可再施以拋光處理。
權(quán)利要求
1.一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，所述手表部件包括手表外殼和導套，所述外殼外側(cè)壁上設(shè)有至少一個軸孔，所述導套安裝在所述軸孔內(nèi)，所述軸孔在接近導套凸緣的一端沿周向設(shè)有一環(huán)形焊道缺口，所述環(huán)形焊道缺口與導套端部的側(cè)壁及其凸緣之間形成一填料容置空間，其特征在于包含以下工序(1)將熔點范圍為750V 900°C的合金填料置于填料容置空間中，并用工裝夾具將手表外殼與導套相互固定形成一整體待加工工件；(2)將所述工件置入真空爐中，所述真空爐之真空壓力在作業(yè)過程中均保持低于 1. 5X10_2I^至制程結(jié)束，作業(yè)時真空爐內(nèi)不通入保護氣體以及氧化性氣體；(3)于真空爐內(nèi)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達到450°C 550°C范圍后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(4)繼續(xù)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達650°C 750°C后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(5)繼續(xù)加熱工件至溫度770°C 900°C，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間5至30分鐘；(6)使真空爐自然冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，其特征在于所述真空爐內(nèi)自然存在之殘余的空氣中氮氣與氧氣的比例約為5 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，其特征在于所述合金填料為熔點范圍為750V 900°C之合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，其特征在于加熱真空爐時各個步驟設(shè)定真空爐升溫速率為每分鐘6°C至8°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，其特征在于完成工序(1)后先對工件進行洗凈并烘干，以去除工件表面沾附的油脂等污染物，之后再進行工序O)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，其特征在于完成工序(6)后，該鈦或鈦合金手表表殼與導套結(jié)合成為一體，同時表面硬度較原材料增加3至5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法，其特征在于完成工序(6)后可再對工件進行拋光處理，以達更高之光潔度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高光潔度之鈦或鈦合金手表部件間接合的處理方法；所述手表部件包括手表外殼和導套，包含以下工序(1)將熔點范圍為750℃～900℃的合金填料置于填料容置空間中，并用工裝夾具將手表外殼與導套相互固定形成一整體待加工工件；(2)將所述工件置入真空爐中，所述真空爐之真空壓力在作業(yè)過程中均保持低于1.5×10-2Pa至制程結(jié)束，作業(yè)時真空爐內(nèi)不通入保護氣體以及任何氧化性氣體；(3)于真空爐內(nèi)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達到450℃～550℃范圍后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(4)繼續(xù)加熱工件，當真空爐內(nèi)溫度達650℃～750℃后，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間不低于30分鐘；(5)繼續(xù)加熱工件至溫度770℃～900℃，并在溫度范圍內(nèi)進行持溫，時間5至30分鐘；(6)使真空爐自然冷卻至室溫。本發(fā)明能夠有效地提高鈦與鈦合金手表部件的接合質(zhì)量與表面硬度。
文檔編號B23K1/008GK102266993SQ20111019575
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者劉伍健, 高偉賓, 高達雄 申請人:中山源謚真空科技有限公司