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CQ9電子平臺網(wǎng)站游絲恐怕還是合金的好
2024-04-01 15:12:03
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CQ9電子平臺網(wǎng)站游絲恐怕還是合金的好游絲就是機械表的心臟，而這個(gè)看似簡(jiǎn)單的鐘表零件，世界上卻僅有屈指可算的數間廠(chǎng)商有能力打造。從1675年惠更斯發(fā)明游絲以來(lái)，隨著(zhù)科技進(jìn)步，現代游絲已發(fā)展出合金游絲 硅游絲 碳纖維游絲等多種材質(zhì)，但仔細研究下來(lái)，
鐘表工藝技術(shù)上對于游絲的基本要求為：具有穩定的彈性特性。較少的彈性遲滯現象。較小的溫度系數（熱彈性系數）。良好的防磁性能和抗蝕性能。螺距相等。游絲的重心應盡量與幾何中心一致。
早期的游絲因為受限于科技與制作技術(shù)，大多以鋼材打造而成，容易銹蝕與受磁。鋼具有相對大的彈性模量熱系數。也就是說(shuō)，它的“彈性”隨溫度而變化，其楊氏模量隨之減?。◤椥裕?。溫度升高對鋼游絲的總效應會(huì )降低手表的速度（每日速度較慢）。鋼也受到磁場(chǎng)的強烈影響，導致失真和磁化，從而嚴重影響精度。
1896年法國物理學(xué)家Charles Edouard Guillaume發(fā)現了一種奇妙的合金，在室溫附近很寬的溫度范圍內，獲得接近零的膨脹系數，這種合金的組成是64%的Fe和36%的Ni，名字叫因瓦合金（invar），意思是體積不變---神奇的一點(diǎn)是到現在為止，因瓦合金的物理原理仍無(wú)定論。
Charles Guillaume繼續研究，于1919年發(fā)明埃林瓦（elinvar）合金，不單單不膨脹，其熱彈性系數為零（即在很寬的溫度范圍內楊氏模量恒定），“埃林瓦合金”的成分為33-35%鎳，53-61%鐵，4-5%鉻，1-3%鎢，0.5-2%錳，0.5-2%硅，0.5-2%碳。
這個(gè)卓越的合金對科學(xué)進(jìn)步的貢獻如此之大，致使Guilaume為此獲得1920年的諾貝爾獎。在歷史上他是第一位也是唯一的冶金科學(xué)家獲此殊榮。
Elinvar合金中鉻減少了其他兩種（鐵）金屬對磁化的敏感性，合金的彈性隨溫度變化很小。這使得精確的手表成為可能，并首次為手表提供“抗磁”特性。
盡管有其所有技術(shù)優(yōu)勢，但Elinvar材料有一個(gè)主要缺點(diǎn)：與鋼制游絲相比，Elinvar合金游絲缺乏硬度。
改良合金Nivarox于1933年左右出現，由HC Reinhard Straumann博士發(fā)明，由約45％鈷，20％鎳，20％鉻，5％鐵和較小百分比的鈦和鈹組成。Nivarox具有溫度穩定性（溫度系數0.5秒/°C，24小時(shí)內），高彈性，優(yōu)于Elinvar合金的防磁性和防銹性能。順便說(shuō)一句，Nivarox這個(gè)名字的意思是“不可變，非氧化”，在這種材料的基礎上，Straumann博士于1934年在St. Imier鎮創(chuàng )辦了Nivarox SA游絲工廠(chǎng)。
1950 年起，Nivarox 游絲開(kāi)始取代以往的以Invar、Elinvar 合金游絲，作為天文臺機芯或是高級機芯的游絲材質(zhì)。
上世紀八十年代，經(jīng)歷過(guò)石英危機后，瑞士制表業(yè)大整合，Nivarox SA跟另一家機芯微型零件合并為Nivarox-FAR，成為斯沃琪集團的核心企業(yè)；
在石英危機之前，瑞士制表業(yè)社會(huì )大分工，沒(méi)有一家垂直整合的企業(yè)，所以，直到斯沃琪集團成立時(shí)，Nivarox-FAR都是采購西德某冶金公司的Nivarox合金，老海耶克整合了斯沃琪集團，擁有了ETA機芯廠(chǎng)，Nivarox游絲廠(chǎng)，等于擁有了整個(gè)瑞士制表業(yè)的基礎設施，他當然不愿被人扼住喉嚨，下令要求Nivarox-FAR一定要能自己冶煉出Nivarox合金給自家使用，幸而達到了目標，現在Nivarox自己煉鋼，自己盤(pán)游絲，然后出售給全行業(yè)客戶(hù)。
時(shí)至今日，90%以上的瑞士手表都采用Nivarox-FAR出品的Nivarox合金游絲，不過(guò)依然有等級之分，Nivarox 的型號共分為Nivarox 1 到Nivarox 5，而Nivarox 1 自然是最優(yōu)等級，用于天文臺等級的表款。
80年代瑞士鐘表業(yè)復興以來(lái)，勞力士就開(kāi)始逐步整合生產(chǎn)，提高自身供應鏈水平，而此時(shí)，斯沃琪集團的Nivarox游絲居于絕對壟斷地位，勞力士的機芯都裝著(zhù)Nivarox游絲，這絕對是一個(gè)大隱患，另外Nivarox合金游絲總歸都是鐵磁性元素組成，你拿個(gè)磁鐵靠近，游絲就會(huì )磁化，這也是技術(shù)上的bug；
記得看電影【聞香識女人】，上校說(shuō)到‘現在我已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)無(wú)數的人生十字路口，而且我一向知道哪條是正途。沒(méi)有一個(gè)例外，我都知道，但是我從來(lái)不走，你知道為什么嗎？它太他媽難了?！?/p>
突破行業(yè)用慣的Nivarox合金弊病，研發(fā)新的合金游絲這條道路，無(wú)疑是正途，也是最艱難的正途，這行業(yè)只有勞力士有勇氣去探索這條道路，這也是我越來(lái)越佩服勞力士的原因之一。
幾十年來(lái)蘇聯(lián)也好，中國也好，法國也好，日本也好，都獨立研發(fā)出了自家的因瓦合金，但都是基于鐵鎳系合金，只是添加的微量元素各家有各家的高招；江湖傳言，勞力士直接挖了Nivarox廠(chǎng)一位冶金專(zhuān)家，從順磁性有色金屬材料入手，選擇了鈮系合金！
了解冶金的人都知道，沒(méi)有完善理論支持的合金，就知道想要的性質(zhì)，去研發(fā)配制就跟煉金術(shù)差不多，鈮鋯合金是60年代發(fā)明的，主要用于高溫核反應堆包套材料，常規配比都是99%鈮+1%鋯，而勞力士對外宣傳的PR稿聲稱(chēng)新游絲由85％鈮和15％鋯制成，這種配比也是以前冶金行業(yè)沒(méi)有的標號，實(shí)際上還有V Ta Ti Hf以及極其微量的O元素，7個(gè)元素變量組合，你就今天增加1%的某個(gè)元素燒一爐，然后全套測試各種性能是否符合，明天再調整一下，再燒一爐-----嗯，你還得琢磨生產(chǎn)工藝呢，電化學(xué)氧化一下呢，還是加熱充點(diǎn)氧？并不是所有元素配比合適了一起燒就行了，補充一下，鈮金屬60萬(wàn)元/噸，想想天文數字般的實(shí)驗次數，是不是很玄？
經(jīng)過(guò)多年測試，Rolex于2000年發(fā)明了獨特配比的鈮鋯合金“Parachrom”，具有極低膨脹系數，楊氏模量不隨溫度變化，極強的耐腐蝕性，當然啦，順磁性元素組成，自然天然就具有抗磁性能！另外具有更大的柔韌性，導致游絲的抗沖擊性提高十倍。
Parachrom游絲經(jīng)過(guò)處理增加一層氧化物后，其穩定性會(huì )更好，2005年，Parachrom游絲變成了藍色，變成了著(zhù)名的Parachrom Blu藍鈮游絲。這里我要揭發(fā)一下勞力士的小心思，這種陽(yáng)極處理氧化層厚度可控，厚度不同，顏色就不同，可以做成，也可以做成紅色的，鑒于傳統鐘表行業(yè)對所謂矢車(chē)菊藍的迷戀，Rolex選擇做成了藍色！
Parachrom游絲給整個(gè)行業(yè)打開(kāi)了思路，大家恍然大悟：原來(lái)除了鐵鎳系合金，鈮系合金也有因瓦效應??！
新聞稿中宣稱(chēng)是斯沃琪集團和愛(ài)彼合作研發(fā)的新型合金游絲，其實(shí)不關(guān)愛(ài)彼啥事，愛(ài)彼沒(méi)有冶金人才儲備，就是Nivarox-FAR廠(chǎng)自己研發(fā)的鈮鈦合金游絲，鈮大概55%，鈦為45.0％，還有O，H，C，Fe，Ta，N，Ni，Si，Cu，Al等組分。
因為勞力士把斯沃琪集團當寶貝捧得硅游絲用在Rolex女表和帝舵表上，斯沃琪集團這回對著(zhù)干，把勞力士至寶的鈮合金游絲用在新發(fā)布的最低端品牌斯沃琪上---第一款使用Nivachron游絲的將會(huì )是SWATCH的Sistem51腕表！據說(shuō)2019年2月就會(huì )登場(chǎng)。
至于其他家所謂能自產(chǎn)合金游絲的品牌，你就當他們能拉絲就成。比如朗格，據說(shuō)是找了西德原來(lái)的Nivarox合金供應商高價(jià)買(mǎi)了點(diǎn)合金，回來(lái)在積家幫助下拉出來(lái)一些游絲，能用，但是貴，比如斯沃琪集團Nivarox游絲賣(mài)10美金，朗格自產(chǎn)游絲要100美金，所以朗格現在基本還是采購斯沃琪的游絲。
瑞士鐘表行業(yè)在70年代石英危機時(shí)，團結起來(lái)共同研發(fā)了石英機芯，雖說(shuō)這個(gè)機芯不長(cháng)命，但是品牌聯(lián)合研發(fā)共同體卻延續下來(lái)了，這就是現在的瑞士電子和微技術(shù)中心(CSEM)，制表行業(yè)中，斯沃琪集團，勞力士集團，百達翡麗為其董事會(huì )成員。上世紀九十年代起，三大巨頭共同開(kāi)始研發(fā)硅材質(zhì)游絲。
這也是為啥歐米茄換成硅游絲沒(méi)多久后，就升級成至臻防磁機芯，全線(xiàn)高斯的磁場(chǎng)。主要功勞在于硅游絲；
硅游絲的生產(chǎn)加工工藝全是微電子那一套，就是硅片上直接掩模光刻，工藝都是現成的，也不用多先進(jìn)的制程，就能達到很高產(chǎn)量，這一點(diǎn)比合金游絲強百倍。
這個(gè)好理解，這兩年猛炒國外光刻機卡脖子，老百姓都知道光刻精度能達到10納米級了，啥制表大師打磨也到不了這個(gè)精度啊。
微電子那套流水線(xiàn)一開(kāi)，分分鐘就能產(chǎn)量上十萬(wàn)，一個(gè)硅片上就能刻幾百個(gè)，一根硅柱切片下來(lái)夠一家品牌一年用了，產(chǎn)量越大越便宜，如果讓臺積電或者中芯流片，我看得1塊錢(qián)一根硅游絲了。
單晶硅柱切片后，一定要機器倒角CQ9電子，不然握住邊緣很容易就脆邊了，硅材質(zhì)有多脆可想而知；硅游絲腕表保養時(shí)，游絲拆卸比常規合金游絲艱難多了，所以品牌一般都是建議直接換全套；勞力士在女表中嘗試Sylaxi硅游絲，還特別設計了游絲護橋。
硅材質(zhì)的楊氏模量隨溫度變化的，所以純單晶硅游絲一定是天天變慢的；CSEM研究下來(lái)，只有做氧化處理，生成一層二氧化硅，依靠二氧化硅的相反的溫變效應來(lái)補償，這就有點(diǎn)老式雙金屬片補償的味道了，我懷疑是否能做到完美自補償。
硅片光刻工藝決定，硅只能做平游絲，所以啥上繞曲線(xiàn)，都沒(méi)法做，這就意味這游絲擺動(dòng)等時(shí)性不夠好，雖然有理論宣稱(chēng)游絲外緣按理論計算變厚度樣式可以補償，但從百達翡麗不斷在改進(jìn)游絲外緣厚度變化樣式的現實(shí)來(lái)看，理論很完美，現實(shí)有些骨感。
Btw，寶璣最初的硅游絲有些搞笑，為了保持傳統，愣是接了個(gè)轉接頭加高，硬續了一段寶璣上饒曲線(xiàn)來(lái)，這就是畫(huà)蛇添足了。
現在斯沃琪集團的天梭都普及使用硅游絲了，而且硅游絲不像傳統合金游絲，天然就有質(zhì)量等級之別，天梭硅游絲和歐米茄硅游絲從生產(chǎn)工藝和成本來(lái)講，沒(méi)差別，現在只不過(guò)為了障眼法，天梭的游絲看著(zhù)少了一兩圈而已。未來(lái)硅游絲專(zhuān)利到期，國產(chǎn)硅游絲普及都是看得見(jiàn)的未來(lái)。
不過(guò)就算有這些缺點(diǎn)，勞力士（Rolex），百達翡麗（Patek Philippe）和斯沃琪集團（Swatch Group）也不允許其他人染指硅游絲：
2018年歷峰集團（Richemont）因名士表中應用的自產(chǎn)硅游絲而受到三大巨頭的專(zhuān)利訴訟；歷峰ValFleurier表廠(chǎng)研發(fā)的硅游絲為了規避專(zhuān)利，特意采用了三明治結構---兩層單晶硅夾一層二氧化硅，而CSEM得專(zhuān)利中二氧化硅層是包裹在單晶硅之外的。
從技術(shù)上來(lái)講，CSEM結構好，因為單晶硅在空氣中容易老化，可憐的歷鋒為了規避專(zhuān)利都不顧這些了還被控告，最后得看知識產(chǎn)權法官如何界定專(zhuān)利邊界了。不過(guò)，硅游絲專(zhuān)利似乎也快到期了，全球專(zhuān)利將于2023年到期。
至于新型碳納米管纖維游絲，我還是持保留態(tài)度的，少不了加了樹(shù)脂，肯定有個(gè)老化問(wèn)題，制造上也做不到硅游絲的性能一致性，另外，這么先進(jìn)的技術(shù)，為啥檢索不到專(zhuān)利申請呢？？？
