新时代的手表 - 全钛手表

来源期刊：钛工业进展2001年第1期

论文作者：张丽红 李争显

摘    要：　　手表是人们日常生活中的必需品。传统的手表是采用黄铜制造、表面进行电镀Ni等处理后制成。这种手表表面层中含有大量的镍，佩带时常会发生"镍过敏反应"。近几年出现了采用奥氏体不锈钢制作的手表，但由于奥氏体不锈钢中同样含有镍和铬等与人体皮肤会发生过敏反应的元素，因此，从70年代开始，有关科技人员研究用与人体亲和性好的钛材制造手表的表壳、表链、表带、表扣、表蒂等零件。经过近30年的努力，已经能制造出性能优异的全钛手表，摆脱了因带表而产生皮肤过敏反应所带来的痛苦。1 手表用材的要求　　在手表中表壳和表链占手表用材的95%以上，它们的主要作用是保护机芯、防水、防磁、防震和携带等作用。考虑到手表的使用环境以及手表与人体的关系，手表所采用的材料要具备以下性能：耐人体汗液的腐蚀；质量轻，有一定的强度；与人体不发生过敏反应；机械加工性能好；易于实现表面精饰。在这方面钛材完全可以满足要求，特别是与人体不发生过敏反应，已通过世界多国卫生权威机构的认证。因此, 钛材将是新世纪手表的主要用材。　　手表是由一些精密的零件组装而成, 钛材能否用于手表，还在于其能否满足机械加工性能方面的要求，即塑性好，可以进行精密加工，具有良好的表面加工性能，可以沉积涂层，具有一定的机械强度。为了将钛材应用于手表, 在近30年的研究过程中，科研人员解决了7大技术难题：①压力成形技术；②切削加工技术；③表面加工技术；④耐磨处理工艺；⑤焊接性；⑥装饰性；⑦生物适应性。即研究β相钛合金的热加工技术，使成品率得到提高；研究了β钛合金的NC精密加工和细长孔的加工技术，使钛手表的安装尺寸更加准确，结构更加紧凑；研究了镜面抛光、陶瓷涂层沉积、离子镀和湿法电镀等技术，采用复合膜的工艺使钛手表的表面硬度达到 HV1500～HV1700，大大提高了钛手表的耐磨性，同时耐指纹性能也得到提高。在生物适应性方面, 经过多年的临床试验证明：钛手表与人体不发生过敏反应。2 新时代的钛手表 日本ミチズン钟表公司从1972年开始研制钛手表至今，这一过程可划分为三个时段：　　第一时段是试制期，1972年~1987年，大约经过15年的时间；　　第二时段是制造工艺研究时期，1987年~1992年，约为5年，在此期间主要进行了热加工性能研究和陶瓷涂层的研究工作； 第三时段是不断完善创新时期，从1992年至今，主要开发了离子镀技术；使用Ti15-3-3-3钛合金替代Ti-6Al-4V；进行了生物反应的临床试验。在这一时期钛手表的生产能力达到100万只/年。