Technology of watch production - part 10

 

  Index      Books     Technology of watch production (Tarasov) 1964 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  8  9  10  11   ..

 

 

Technology of watch production - part 10

 

 

C h a p t e r   II 

METALS  USED  IN  WA TC H  PRODUCTION 

The  mechanical  p rope rties  of  metals  used  in  watch  production  must 

s atisfy  definite  t�chnical  requirements 

(

speci

.

fications

which  have  been 

worked out  o ver a long period of time .   In  mass  production,  deviations  from 
the  specified properties  lead  to  the  deteriorat�on  of the  quality of the  watches 

p roduced and complicate  the  production process . 

Chemical  compos ition,  mechanical  properties  and  other requirem ents 

relative  to  the  metals  are  defined  in  the  All - Union  Gove rnment Standards 

(GOST) and the  interdepartmental  technical  specifications  (TU ). 

A  wide range  of  metal  profiles  and dimensions are us ed in the manufacture 

of watch parts .  The  number  of  m etal  grades is ,  however,  relatively limited . 

FERROUS  METALS 

':(he  dimensions ,  tolerances  and  surface  conditions  of  round  wires  and 

bars ,  as  well  as  of  rectangular bars  and strips  used in watch production 

are  specified  (with  reference  to  GOST  and  TU )  in the  order  specifications . 

In exceptional  cases  the  materials  are  proces sed to  the  required  dimen­

s ions  in the  watch plants  thems elves :  flat bars and strips  are  rolled and 

rods  are drawn and  then  ground and polis hed. 

The  range  of  grade  U l OA  and  U7AV steel  rods  is  given in Table  1 ,   and 

Table  2  lists  the  range  of high - carbon  s teel  strips .  Steel  rods  of  a  dia­

meter  of less  than 

mm  can be  supplied with a  tolerance of  0 . 005 mm  if 

required. 

TABLE 

Polished steel  rods• (in mm) 

Diameter 

GOST or TU 

Tolerance on  diameter 

From 

0.2 

to 

0 .45 

GOST 

2 5 89-44 

- 0 . 0 1 5  

. .  

0 .5 

The same 

- 0 .02 

.

3 .05  .. 

- 0 .025 

.

0 .6 

0 . 9  

MPTU 

. .  

2283-49 

- 0 . 005 

.

0 . 9  

. .   3 

MPTU 

2236-49 

- 0 .01 

•  A bridged list. 

..  Metallurgicheskaya promyshlennost' .   Tekhnicheskie usloviya  (Metallur­

gical Industry .  Technical Specifications). 

3 7  

The  range  of low- carbon cold- rolled steel strips is given in GOST  5 0 3 - 4 1 .  

The  grades  and  chemical  compositions  of the  carbon steels  and  special 

steels  used in watch production are  given  in  Table  3 .  

The  mechanical  properties  o f  these s teels  are listed in  Table  4 .  

The steels most widely used i n  watch production are grades U7 A V and U 1  OA . 

A n  order for metals used in the manufacture of watch parts must specify the 

metallurgical state  and characteristics of the m etal in addition to the specifica ­
tion of mechanical prope rties .  Thus ,  low- carbon cold- rolled s teel strips 

(GOST  50 3 - 4 1 ) can be s upplied with different hardnes s e s ,   depending on the de­

gree of cold working resulting  from rolling (Table. 5 ) .   Degrees of hardness have 
als o  been es tablished for rods :  s oft (symbol M ),  semihard (symbol PT),  hard 

(T),  very hard  (OT ) .  

Steel ,  aside from its mechanical prope rties ,  is  characterized b y  its  m i ­

crostructure .  Grades  U 1 0A and U 7 A V  steel  must have a microstructure  of 

uniformly distributed  fine- grain pearlite,  corresponding to numbers  2 - 3  on 

the GOST 8 0 1 - 4 7  s cale .  A cementite lattice or lamellar pearlite are not accept­
able .  Nonmetallic inclusions ,  oxides and s ulfide s ,   are permitted for U 1  OA 

steel within the limits  of  numbers 2 - 2a  on scale No . 5  of  GOST  8 0 1 - 4 7 .  

The  sulfide  inclusions  must b e  uniformly  distributed  within  the  grains  of 

the  metal .  Steel  in a  decarburized condition is  not acceptable .  

TABLE 

Bright 

cold-rolled tool-steel strips• (in 

mm) 

( according to 

GOST 

2284-43) 

Thickness 

Thickness tolerance 

Thickness 

Thickness tolerance 

0 .1 - 0 .1 5  

- 0 .015 

0 .9 5 - 1 .35 

- 0 .06 

0.15- 0 .2 5  

- 0 .02 

1 .35- 1 .75 

- 0 .08 

0.25- 0 .4 0  

- 0 .03 

1 .7 5 - 2 .30 

- 0 . 1 0  

0 .4 0- 0 .7 0  

- 0 .04 

2 .3 0 - 3 . 0  

- 0 .1 2  

0 . 7 0- 0 .95 

- 0 .05 

•  High-precision strips 

The surfac e quality of the steel and its tolerances are of great impo rtance in 

watch production.  In most cases thes e parameters directly influence the  quali­
ty of the parts and the production process .  Thus ,  the yoke and the bridge of the 

hand-s etting movement,  for example ,   are blanked from a strip with final thick ­

ness dimensions and a s urface  suitable for plating.  Less important parts,  which 
are not subjected to heat treatment (hardening),  are  manufactured from  rods 

and  strips  of  grades  1 0  and  50  s teel .   Most turned parts  and bla-nks,  including 

thos e to be hardened,  are m ade from rods of grade U7A V s teel (automatic ).  Ow­

ing to the p resence  of s ulfur and phosphorus  in this  grade  of steel, it  ma­

chines easily and is particularly  s uitable  for fine  threading. 

Its  high  s ulfur content,  however,  reduces  its  corros ion  resistance and 

makes  it b rittle,  C ritical  parts ,  such as  the  balance  staff,  are therefore 

preferably m ade  of grade  U 1 0A  steel.  USA  steel  strips are s upplied in  a 

hardened state  and  are us ed for  the  m anufacture  of flat  springs . 

Grade E 1 6 9 9  steel is characterized by a high co rrosion res istanc e .   Its ma­

chinability in turning and drilling is lower than that of grades U 7A V and U 1 0A ,  

reducing m achine output by roughly 1 0  o/o .   This steel i s  s upplied with a polished 

surface .  Grade  1 Kh 1 8N 9  steel is used mainly for external parts such as covers, 

etc .  This steel is very hard and tough,  which makes its m achining very difficult. 

3 8  

CD 

TABLE  3 

Chemical composition of steel grades used  in the manufacture of watch parts 

Steel grade 

GOST or TU 

Chemical composition,  in 

o/o 

Carbon 

Manganese 

Silicon 

Sulfur 

Phosphorus 

Nickel 

1 0  

GOST 1050-52 

.0 .07 -0.01 5  

0 .35-0 .65 

0.17- 0.37 

0 . 045 

0.04 

0.30 

50 

The same 

0 .47-0.55 

0 .50- 0 .8 0  

0.17- 0.37 

0 . 045 

0 .04 

0.30 

U S A  

GOST 1435-54 

0.75-0.84 

0.25- 0.30 

0.30 

Not more than 0.02 

0.03 

-

U1 0A 

GOST  1435-54 

0.95-1.04 

0.15-0 .30 

0 .30 

Not morethan 0.02 

0 .03 

-

U7AV 

MPTU 2242-49 

0. 7 - 0. 8  

0.4-0.7 

Not more 

0.16- 0.24 

0.04-0.08 

Not more 

than 0.3 

than 0.25 

1 Kh18N9 

GOST 5632-51 

,;;; o.14 

<o.8 

,;;; 2.0 

0.03 

0.035 

8.0-11.0 

El699 

ChMTU* 

0.32- 0 .4 

0.4- 0.7 

,;;; o.7 

0.2- 0.3 

0.02-0.05 

-

•  [Chernaya  metallurgiya.  Tekhnicheskie usloviya  (Ferrous Metallurgy.  Technical Specifications)] 

TABLE  4 

Mechanical properties of steel  grades  used in the  manufacture of watch parts 

Ultimate temile strength,  in kg/mm2 

Percentage elongation 

Steel  grade 

GOST or TU 

rods 

rods 

strips and flat bars 

up to 4 mm 

above 4 mm 

up to 4 mm 

above 4 mm 

1 0  

GOST 503-41 

-

-

28-80 

-

-

50 

1982-50 

Not more than 80 

70 

-

2284-43 

-

-

75-11 0 

-

-

USA 

GOST 2283-43 

-

-

75-120 

-

-

U10A 

M PTU 

2242-49 

8 0- 90 

70-80 

75-120 

U / A V  

1\ 1  PTU 

:2242-49 

8

0-

9

70-80 

-

Not less than 4 

1 Khl�N9 

ChMTll 3715-53 

-

-

Not more than 72 

-

-

F.I699 

ChMTU 4825-54 

-

70-75 

-

-

Chromium 

0.15 

0 .30 

-

-

0.25 

1 7 .0-20.0 

12 .5-14 

strips  and flat bars 

4-30 

-

1 .5 

Not  less  than 1 

Not less than 1 

-

Not less than40 

Not specified 

TABLE 

Mechanical properties of low-carbon cold-rolled steel  strips (GOST 

5 0 3 - 4 1 )  

Very soft 

State 

• 

 

• 

0 .  

Soft 

. . . .  

.  .  .  .  .  . 

. . . 

Semisoft 

. .  

• 

• 

• 

• 

• 

• 

0

.

 

Reduced hardness 

.

. .

.

. . . .  

Hard 

.  .  . 

.  . 

. . .

.

. .

.

.  . 

U !tim are  tensile 

Percentage 

Symbol 

strength,  in 

kg/mm2 

elongation 

OM 

2 8 - 4 0  

3 0  

33-45 

20 

PM 

3 8 - 5 0  

1 0  

PT 

42 - 55 

5 0 - 8 0  

Not specified 

NONFERROUS  METALS 

The  nonferrous  m etal  most widely us ed in  watch  production is  b ras s .  

Plates  and b ridges ,  gears ,  cas e s ,   mainspring barrel  caps ,  dials  and  other 

parts  are made of bras s .  

German  s ilver  (nickel s ilver )  occupies  s econd place  in  impo rtanc e .  

C a s e  pa rts ,  the  balance-wheel  rim  and  other parts  a r e  made f rom  it .  C op ­

per,  tombac ,  and  aluminum  are used t o  a  small  extent. 

Flat bars  and  strips  of  grade  LS6 3 - 3  b rass  are  listed  in Table  6;  Table 7 

gives  the  range  of  b rass  wire  of  grades  LS59 - 1 ,   L62  and  LS6 3 - 3 . 

Strip thickness 

0 .1 8 - 0 .2 3  

0 .2 5 - 0 . 3 0  

0 .3 5 - 0 .38 

0 .40- 0 .47 

0 .5 0  

0 .5 5 - 0 . 6 0  

0 .6 5  

0 . 7 0 - 0 .85 

0 .9 0 - 0 .95 

TABLE 

Flat  bars  and strips of grade 

LS6 3 - 3  

lead  brass (in mm) 

(according to GOST 

4442 -48) 

Tolerance 

Tolerance 

Strip thickness 

standard 

high-precision 

standard 

high -precision 

- 0 .03 

- 0 .02 

1 .0 - 1 .1 

- 0 . 0 8  

- 0 .06 

- 0 . 04 

- 0 .02 

1 .2 - 1 .4 

- 0 .09 

- 0 .06 

- 0 .04 

- 0 .03 

1 .5 - 1 .7 

- 0 .1 0  

- 0 .08 

- 0 . 05 

- 0 .03 

1 .8 - 1 . 9  

- 0 . 1 2  

- 0 .08 

- 0 . 06 

- 0 .03 

2 .0 - 2 . 5  

- 0 .1 2  

- 0 .1 0  

- 0 .06 

- 0 .04 

2 .75 - 3 . 0  

- 0 .1 4  

- 0 .1 2  

- 0 .06 

- 0 .05 

3 .2 5 - 3 . 5  

- 0 . 1 6  

- 0 .12 

- 0 .07 

- 0 .05 

3 .7 5 - 4 . 0  

- 0 . 1 8  

- 0 .1 2  

- 0 .08 

- 0 .05 

4 . 5 - 5 . 0  

- 0 .20 

- 0 .14 

It  should  be  noted  that  the  tabulated  data p res ented  refer to  the  period 

1 9 54  to  1 9 5 5  and that m echanical  properties  and attainable  accuracy  are 

cons tantly b eing improved. 

The chemical  compositions  of the basic  grades  of nonferrous  metals  us ed 

in  the  manufacture of watch parts  are given in Table 8 .  

I n  order to  improve  machinability,  lead i s  added  to  LS5 9 - 1  and  LS6 3 - 3  

b rass  and  to  German  silve r  MNTsS6 3 - 1 7 - 1 8 - 2 .  

Nonferrous  metal s  mus t  satisfy  the  requirem ents  specified by GOST and 

VTU  and pres ented  in  Table  9 .  

40 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  8  9  10  11   ..