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MATERIALES DE RELOJERÍA, UNA PRIMICIA HISTÓRICA

Materiales históricos y «nuevos materiales»

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julio 2018


MATERIALES DE RELOJERÍA, UNA PRIMICIA HISTÓRICA

Desde los albores de la relojería mecánica, sus materiales de base han sido aleaciones de cobre y materiales ferrosos. Como lo demuestra el astrario completado por Giovanni de Dondi en 1386, la combinación de piñones de hierro o acero y ruedas de bronce apareció desde el principio por razones tribológicas.

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os relojeros se dieron cuenta desde el principio de que los materiales requeridos para construir los primeros horómetros con resorte (los registros datan de 1365 a 1400) tenían que cumplir con los imperativos de implementación cada vez más numerosos (corte, conformado, mecanizado), operación ( elasticidad, resistencia a la fricción, abrasión y envejecimiento) y al medio ambiente (como un bajo factor de expansión térmica en el caso de fluctuación de temperatura o resistencia a la corrosión).

De este modo, los relojes se deben en gran medida al auge de la metalurgia, sin la cual nunca podrían haber durado más de 700 años. Empírico en sus inicios, el arte de la metalurgia se convirtió progresivamente en una química sutil y compleja que la relojería aprovechó, al igual que el progreso de la ciencia y el conocimiento.

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Venus y Vulcano de Pierre Mignard (Siglo XVII) – Cahors Henri-Martin Museum

En los últimos años, nuevos materiales como el titanio o las aleaciones basadas en aluminio, silicio y el Liquidmétal® han hecho su debut en la etapa relojera. Alrededor del cambio de milenio, el tamaño más grande de las cajas de los relojes y el desarrollo de brazaletes de metal impulsaron a los relojeros a buscar los materiales más ligeros disponibles.

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ALUMINIO – En 1821, cerca de Baux-de-Provence (Francia), Pierre Berthier descubrió un mineral que contenía un 50-60% de óxido de aluminio. El proceso de reducir el mineral usando sodio resultó tan costoso que el valor del aluminio resultante alcanzó el del oro. En ese período, el metal se utilizó exclusivamente para joyas de lujo y otros artículos para la corte de Napoleón III y las clases de élite.

Desde 1886, gracias a un proceso de producción menos costoso utilizando la electrólisis, el mercado de utensilios de cocina se abrió al aluminio. Aunque los relojes de bolsillo se han fabricado íntegramente en este metal, solo las aleaciones de aluminio y titanio, que son extremadamente livianas y duras, se utilizan para obtener un componente fundamental de varias cerámicas antialergénicas de alta tecnología que son lo suficientemente resistentes a la abrasión para cumplir con lo que los relojeros necesitaban.

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LATÓN – Las aleaciones de cobre y zinc, conocidas desde tiempos prehistóricos, se usaron en la Edad Media para producir en masa artículos de cobre y latón. Fáciles de mecanizar, se usan tradicionalmente para fabricar placas base, puentes y otros componentes y cojinetes para relojes. Como el latón es barato, las cajas de los primeros relojes asequibles se hicieron en esta aleación.

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BRONCE – Esta aleación de principalmente cobre y estaño conocida desde el segundo milenio aC tiene la ventaja de ser dura y capaz de ser fundida. Es por eso que se utiliza para fabricar rodamientos y piezas de fricción. Tiene las desventajas de ser un buen conductor de calor y ser más pesado que el acero.

Huele desagradablemente en contacto con el sudor y puede causar alergias, por lo que debe tratarse si se usa para fabricar cajas de reloesj de pulsera. Cuando se alea con berilio, se vuelve casi tan duro como el acero, en cuyo caso se puede utilizar para producir ruedas de volante.

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COBRE – Aleado con berilio (anteriormente llamado glucinio), ofrece las mejores propiedades mecánicas de todas las aleaciones de cobre en términos de dureza, resistencia a la corrosión y bajo coeficiente de expansión térmica. Por lo tanto, las aleaciones de berilio-cobre tienden a reemplazar el acero templado en muelles, ruedas de volante y agujas. Las aleaciones de cuproníquel, a veces llamadas «cobre blanco» y comercializadas en el pasado bajo los nombres de Alpaca, Argentan y Minargent, son particularmente resistentes a la corrosión, el desgaste y al agua salada. Se pueden usar para fabricar puentes, ruedas y agujas para relojes de deportes acuáticos.

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ORO – Este metal, un símbolo del sol, ha sido popular desde la Antigüedad. Se ha utilizado en relojes desde que se inventaron por primera vez, ya sea en forma sólida o en baño. De color amarillo pálido natural, o verde en el caso del electrum, se puede colorear agregando otros metales:

  • Oro amarillo: 75% oro + 12.5% plata + 12.5% cobre
  • Oro rosa: 75% oro + 6% plata + 19% cobre.
  • Oro rojo: 75% oro + 4% plata + 21% cobre. Este es particularmente apreciado para relojes repetidores y de sonería.
  • Oro blanco: 75% oro + 10% plata + 15% paladio. Este es frecuentemente confundido con el oro gris.
  • Oro gris: 75% oro + 12.5% niquell + 10% cobre + 2.5% zinc.
  • Oro verde: 75% oro + 24% plata + 1% cadmio. Este, cuando se da en la naturaleza se le llama electrum.
  • Oro púrpura (también llamado oro amatista u oro violeta): 75% oro + 25% aluminio. La aleación puede contener pequeñas cantidades de cobre y plata.
  • Oro azul: 75% oro + 24.4% azero + 0.6% niquel. Este color azul se obtiene por tratamiento térmico que oxida los átomos de hierro en la superficie del metal.

La composición de las aleaciones es solo indicativa y se proporciona para oro de 18 quilates. Difiere de acuerdo con el porcentaje de oro puro y el tono deseado. También existen otros matices, como un oro rosa salmón (una aleación de oro y platino) y un oro amarillo-verde (una aleación de oro y zinc).

La combinación de oros de diferentes colores tanto en la caja como en el brazalete permite la creación de innumerables diseños geométricos o figurativos. Los diseños que se casaban con amarillo, blanco, rojo y verde fueron especialmente populares durante el último tercio del siglo XVIII.

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INVAR Y ELINVAR – Durante el transcurso de su carrera, el físico Charles-Edouard Guillaume (1861-1938) desarrolló, fabricó y probó cerca de 600 aleaciones.

Entre aquellos con un coeficiente de expansión muy bajo, Invar (hierro + níquel) y Elinvar (hierro + níquel + bromo + tungsteno) datan de 1896 y 1913, respectivamente. Usó la primera para fabricar el volante que lleva su nombre. También llamado volante «integral», eliminó el error de temperatura media, un defecto residual causado por la compensación térmica de las ruedas de volante entre 4° C y 39° C. Elinvar, con su coeficiente de elasticidad invariable, se usó para producir muelles compensadores de volantes, de los cuales se derivan los fabricados en Metelinvar®, Durinval® y Nivarox®.

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LIQUIDMETAL® – El nombre comercial de una serie de aleaciones desarrolladas por el California Institute of Technology y lanzadas al mercado en 2003. Compuesta de circonio, titanio, cobre, níquel y berilio, su temperatura de fusión es la mitad que la de las aleaciones convencionales basadas en titanio. Una vez que se haya enfriado, es tres veces más duro que el acero inoxidable.

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NIQUEL PLATA – Conocida desde hace mucho tiempo en China bajo el nombre de «baitong», esta aleación fue redescubierta por Maillot y Chorier, que la llamaron «maillechort». Patentada en 1827 por Philibert Maillot, es una aleación de cobre, níquel y zinc. Dado que sus características mecánicas son superiores a las del latón, es ideal para la fabricación de ruedas, puentes y placas base.

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PLATINO – Aunque se han encontrado en Ecuador un número reducido de artículos de joyería hechos en platino puro (más del 80%) entre el primer y el cuarto siglo DC, la historia de este metal realmente comenzó en 1741 con la llegada de una muestra en Europa. Su primera aplicación mecánica fue la creación de un reloj con el eje y las paletas del mecanismo de escape de palanca fabricado en platino, que se presentó a Luis XVI en 1788. Unos años más tarde, Abraham-Louis Breguet ajustó su gran complicación automática, llamada «María Antonieta», con una masa oscilante en el mismo metal. Desde finales del siglo XIX, el platino se utilizó en la fabricación de relojes de joyería.

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SILICIO – Fue aislado por primera vez en 1823 por Jöns Jacob Benzelius, un científico Sueco considerado uno de los fundadores de la química moderna. En 1854, Henri Sainte-Claire Deville obtuvo silicio monocristalino, que desde entonces se ha utilizado en microelectrónica. Aunque Edward John Dent hizo un muelle de volante en vidrio - el antecesor de los escapes de silicio - en 1828, no fue hasta principios de la década del 2000 que este metaloide se utilizó para hacer ruedas de escape, volantes y palancas, gracias a los avances tecnológicos en el grabado al plasma.

De baja densidad, resistente a la fricción y a la corrosión, no es magnético y no requiere lubricación, pero genera altos costos de mecanizado, es un componente de varias aleaciones desarrolladas y patentadas por ciertos relojeros.

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PLATA – Conocida desde la Antigüedad, la plata se usa en relojería, joyería y orfebrería como un metal precioso y como metal plateado producido por galvanoplastia. Como una aleación compuesta de 92.5% de plata y 7.5% de otro metal, tiene la desventaja de oxidarse. Es una opción popular para los diales flinqué y cajas y es el metal más adecuado para el dorado.

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ACERO INOXIDABLE – Las primeras aleaciones de hierro y acero resistentes a la corrosión se fundieron en la antigüedad, como el El Pilar de Hierro de Delhi, erigido alrededor del 400 aC, testifica. Sin embargo, debían sus propiedades a su contenido de fósforo y no al cromo, que es la actual definición de acero inoxidable. En 1911, se demostró que la proporción de cromo en las aleaciones afecta a su resistentencia a la corrosión. Dos años después, el metalúrgico Ingés Harry Brearley desarrolló un acero que contiene un 0.24 por ciento de carbono y un 12.8 por ciento de cromo, que llamó «rustless». Posteriormente renombrado, fue el primer oficialmente designado «acero inoxidable».

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ACERO – Comenzando la Edad de Hierro, el óxido de hierro se trabajó en hornos de reducción a una temperatura relativamente baja. La masa heterogénea resultante, o «bloom», se martilleó para eliminar la escoria. Los bloques de metal producidos de esta manera no tenían todos las mismas propiedades y en ese momento no se hacía distinción entre hierro, acero y hierro fundido.

En la antigüedad, los Griegos usaban la cementación, un proceso que aumentaba la cantidad de carbono en el hierro, que se endurecía y se convertía en acero. Para algunas personas, la Edad de Hierro en realidad comenzó en tiempos medievales, cuando se hizo necesario el calzado de animales de tiro y las armaduras de los caballeros. En la Bélgica del siglo XII, el hierro se obtenía refinando un lote inicial de hierro fundido para producir acero, entre otras cosas. En la Edad Media, el término «acero» se refería a las aleaciones que, cuando se calentaban al rojo vivo, se endurecían al ser enfriadas en agua.

Este proceso se extendió por Estiria y Carintia, luego a Alemania, Piamonte y Hungría. En la segunda mitad del siglo XIII, se instalaron talleres de metalurgia cerca de cursos de agua, la fuerza hidráulica operaba fuelles que elevaban la temperatura de los hornos y, a través de árboles de levas, martilleaban martillos cada vez más pesados ​​a un ritmo constante para eliminar la escoria del metal . En el siglo XV, los altos hornos se volvieron comunes en toda Europa. Permitieron alcanzar temperaturas de alrededor de 1.600° C y producir hierro fundido que, cuando se refinó, formó acero natural. Fue solo a fines del siglo XVIII que el contenido de carbono se usó para distinguir entre hierro, acero y hierro fundido. En la actualidad, el hierro industrial y el acero dulce contienen menos del 0,005 por ciento, el acero entre el 0,05 y el 2,01 por ciento, y el hierro fundido entre el 2,1 y el 6,67 por ciento.

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TITANIO – Descubierto en 1791 por el mineralogista inglés William Gregor y producido por el industrial Estadounidense Matthew Albert Hunter en 1910, el titanio tiene la ventaja de ser biocompatible, lo que significa que tiene la capacidad de resistir los fluidos corporales. El doble de ligero y el doble de fuerte que el acero inoxidable, cumple con los requisitos de las cajas de los relojes deportivos, así como con las de los relojes de repetición y sonería.