進口機芯與國產(chǎn)機芯性能對比研究

李吉棟++楊麗++鐘飛++鄔治平++李達++傅偉猛

文章編號：2095-6835（2017）10-0124-02

摘 要：選取相同結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)機芯和進口機芯，使用機械手表綜合參數(shù)測試系統(tǒng)進行了走時質(zhì)量測試，使用上條機和旋轉(zhuǎn)模擬機進行了不同上條時間對機芯延續(xù)走時效果測試，也對機芯零部件外觀、材質(zhì)、硬度進行了分析試驗。結(jié)果表明，國產(chǎn)機芯走時精度比進口機芯高，但進口機芯零件加工表面更光滑、使用可靠性更好。

關(guān)鍵詞：機芯；上條機；走時精度；鐘表

中圖分類號：TH714.52 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.124

我國是鐘表生產(chǎn)和銷售大國，是世界鐘表的主要供應(yīng)地，鐘表產(chǎn)品種類豐富、性價比高，且具有完整的產(chǎn)業(yè)鏈和一定的自主創(chuàng)新能力。手表生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過長期努力，已經(jīng)具備了批量生產(chǎn)陀飛輪、萬年歷、三問、計時碼表等復(fù)雜多功能機械手表的能力，高檔機械表的技術(shù)、性能、穩(wěn)定性等逐步接近瑞士手表的水平。

本文選取9015型號的進口機芯和相同結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)機芯進行走時精度測試、延續(xù)走時效果測試，同時，也對機芯內(nèi)部零部件外觀、材質(zhì)、硬度進行分析測試，通過對比試驗來研究其性能差異。

1 試驗

1.1 對象

進口機芯型號為9015，成表類型屬于I類，數(shù)量8只，編號為A1～A8；相同結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)機芯，成表類型屬于I類，數(shù)量為8只，編號為B1～B8。

1.2 試驗方法

1.2.1 走時精度測試

參考《機械手表》（QB/T 1249—2013），將機芯在自動上條機上上滿條（80 min上條），在15～60 min期間，采用機械手表綜合參數(shù)測試系統(tǒng)測試機芯瞬時日差mt0，24 h后再測其瞬時日差mt24，瞬時日差測試方位為3H、6H、9H、CH。

1.2.2 使用上條機上條的延續(xù)走時測試

使用自動上條機對機芯進行上條處理，上條完成后校準(zhǔn)時間，機芯停走后計算延續(xù)走時。自動上條機擺動頻率為18次/min，擺動幅度在330°～360°，上條時間分別為20 min、40 min、60 min、80 min。

1.2.3 旋轉(zhuǎn)模擬機模擬走時的延續(xù)走時測試

將機芯校準(zhǔn)時間（機芯處于未上條狀態(tài)），然后放入旋轉(zhuǎn)模擬機中進行模擬走時；取出靜置待其停走后計算延續(xù)走時。旋轉(zhuǎn)模擬機速度模式為4T（公轉(zhuǎn)為4 r/min，自轉(zhuǎn)為16 r/min），模擬走時時間分別為2 h、4 h和8 h。

1.2.4 機芯內(nèi)部零部件外觀、材質(zhì)、硬度分析

對機芯進行拆卸，觀察其零部件外觀差異，進行材質(zhì)和硬度分析。

1.3 試驗設(shè)備

試驗設(shè)備如表1所示。

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 走時精度測試

參考《機械手表》（QB/T 1249—2013）來判斷機芯走時精度，結(jié)果如表2所示。進口機芯與國產(chǎn)機芯的瞬時日差測量結(jié)果如表3所示。

從表2和表3中可以發(fā)現(xiàn)，進口機芯和國產(chǎn)機芯的瞬時日差（mt0和mt24）均滿足優(yōu)等品要求，國產(chǎn)機芯的走時進度要高于進口機芯。

2.2 使用上條機上條的延續(xù)走時測試

從圖1中可以看出，進口機芯與國產(chǎn)機芯的延續(xù)走時無明顯差異。通過數(shù)據(jù)處理得到進口機芯20 min、40 min、60 min和80 min上條時間的平均延續(xù)走時分別為14 h、27.6 h、39.6 h、47.5 h。二者相比，當(dāng)采用20 min上條機上條時，進口機芯平均延續(xù)走時比國產(chǎn)機芯長1 h；當(dāng)采用40 min和60 min上條機時，進口機芯平均延續(xù)走時比國產(chǎn)機芯長0.6 h；當(dāng)采用80 min上條機上條時，進口機芯平均延續(xù)走時比國產(chǎn)機芯短1.3 h。

2.3 使用旋轉(zhuǎn)模擬機模擬走時的延續(xù)走時測試

進口機芯和國產(chǎn)機芯不同模擬時間的延續(xù)走時如圖2所示。

通過圖2可以看出，在旋轉(zhuǎn)模擬機模擬走時相同時間，進口機芯的延續(xù)走時要比國產(chǎn)效果好。對延續(xù)走時數(shù)據(jù)進行處理，進口機芯旋轉(zhuǎn)模擬機模擬走時2 h、4 h和8 h，其平均延續(xù)走時分別為16.1 h、28.2 h和47.2 h。當(dāng)采用2 h旋轉(zhuǎn)模擬走時，進口機芯平均延續(xù)走時比國產(chǎn)機芯長2.4 h；當(dāng)采用4 h旋轉(zhuǎn)模擬走時，進口機芯平均延續(xù)走時比國產(chǎn)機芯長4.4 h；當(dāng)采用8 h旋轉(zhuǎn)模擬走時，進口機芯平均延續(xù)走時比國產(chǎn)機芯長4.8 h。綜上所訴，利用旋轉(zhuǎn)模擬機走時上條，進口機芯延續(xù)走時要優(yōu)于國產(chǎn)機芯，進口機芯的可靠性更高。

2.4 機芯內(nèi)部零部件外觀、材質(zhì)、硬度

對機芯進行拆卸，在顯微鏡下觀察外觀差異。圖3中的a和b分別為進口機芯和國產(chǎn)機芯時針齒輪放大圖，進口機芯齒面色澤更均勻，做工更精細。圖3中的b齒槽內(nèi)出現(xiàn)可金屬碎屑，右下角插圖為b的局域放大圖。圖4中的a和b分別為進口機芯和國產(chǎn)機芯自重錘放大圖，國產(chǎn)機芯的外圍和內(nèi)圍區(qū)域采用太陽砂處理工藝；進口機芯的外圍區(qū)域采用火花紋處理，內(nèi)圍區(qū)域采用太陽砂處理，具有層次感。圖5中的a和b分別為進口機芯和國產(chǎn)機芯日歷換向齒輪放大圖，國產(chǎn)機芯輪齒上沾有異物，進口機芯比其更加潔凈。

自重錘放大圖日歷換向齒輪放大圖

對圖3中進口機芯和國產(chǎn)機芯時針齒輪進行材質(zhì)分析，從表4可以看出兩者材質(zhì)均為銅鋅合金，并進行了鍍鎳處理。對2種機芯的發(fā)條輪進行硬度分析，進口機芯的硬度為589 HV，國產(chǎn)機芯的硬度為614 HV，兩者硬度并未有較大差異。對其材質(zhì)進行分析，從表5可以看出，2種機芯的發(fā)條輪都為鐵鎳合金，進口機芯發(fā)條輪Fe元素含量較高，并電鍍了Au，而國產(chǎn)機芯發(fā)條輪Ni元素的含量較高，并電鍍了W。

3 結(jié)束語

進口機芯與國產(chǎn)機芯的瞬時日差均滿足優(yōu)等品要求，國產(chǎn)機芯的走時精度要高于進口機芯。使用上條機上條，2種機芯延續(xù)走時無明顯差異，但使用旋轉(zhuǎn)模擬機模擬走時，進口機芯延續(xù)走時效果要優(yōu)于國產(chǎn)機芯，國產(chǎn)機芯的可靠性比進口機芯差。此外，國產(chǎn)機芯時針齒輪出現(xiàn)了金屬碎屑，日歷換向齒輪沾有異物；進口機芯和國產(chǎn)機芯時針齒輪材質(zhì)相同，均為銅鋅合金，2種機芯的發(fā)條輪材質(zhì)都為鐵鎳合金，鍍層成分不同，硬度并未有太大差異。

〔編輯：張思楠〕