十二刻度 | 游丝材质这么多，还是合金的更好

游丝就是机械表的心脏，而这个看似简单的钟表零件，世界上却仅有屈指可算的数间厂商有能力打造。从1675年惠更斯发明游丝以来，随着科技进步，现代游丝已发展出合金游丝、硅游丝、碳纤维游丝等多种材质，但仔细研究下来，还是合金游丝更好！

钟表工艺技术上对于游丝的基本要求为：具有稳定的弹性特性、较少的弹性迟滞现象、较小的温度系数（热弹性系数）、良好的防磁性能和抗蚀性能，螺距相等，游丝的重心应尽量与几何中心一致。

钢游丝

早期的游丝因为受限于科技与制作技术，大多以钢材打造而成，容易锈蚀与受磁。钢具有相对大的弹性模量热系数。也就是说，它的“弹性”随温度而变化，其杨氏模量随之减小（弹性）。温度升高对钢游丝的总效应会降低手表的速度（每日速度较慢）。钢也受到磁场的强烈影响，导致失真和磁化，从而严重影响精度。

合金游丝

Elinvar合金游丝

1919年法国物理学家Charles Edouard Guillaume发明了埃林瓦（elinvar）合金，在很宽的温度范围内，不单单不膨胀，其热弹性系数为零（即杨氏模量恒定），“埃林瓦合金”的成分为33-35%镍，53-61%铁，4-5%铬，1-3%钨，0.5-2%锰，0.5-2%硅，0.5-2%碳。

（Charles Edouard Guillaume）

Elinvar合金中铬减少了其他两种（铁）金属对磁化的敏感性，合金的弹性随温度变化很小。这使得精确的手表成为可能，并首次为手表提供“抗磁”特性。

尽管有其所有技术优势，但Elinvar材料有一个主要缺点：与钢制游丝相比，Elinvar合金游丝缺乏硬度。

NIVAROX游丝

改良合金Nivarox于1933年左右出现，由HC Reinhard Straumann博士发明，由约45％钴，20％镍，20％铬，5％铁和较小百分比的钛和铍组成。Nivarox具有温度稳定性（温度系数0.5秒/°C，24小时内），高弹性，优于Elinvar合金的防磁性和防锈性能。顺便提一下，Nivarox这个名字的意思是“不可变，非氧化”。

（Straumann博士）

1950 年起，Nivarox 游丝开始取代以往的以Invar、Elinvar 合金游丝，作为天文台机芯或是高级机芯的游丝材质。

时至今日，90%以上的瑞士手表都采用Nivarox合金游丝，不过依然有等级之分，Nivarox 的型号共分为Nivarox 1 到Nivarox 5，而Nivarox 1 自然是最优等级，用于天文台等级的表款。

Parachrom Blu蓝铌游丝

80年代瑞士钟表业复兴以来，劳力士就开始逐步整合生产，提高自身供应链水平，而此时，斯沃琪集团的Nivarox游丝居于绝对垄断地位，劳力士的机芯都装着Nivarox游丝，这绝对是一个大隐患，另外Nivarox合金游丝总归都是铁磁性元素组成，你拿个磁铁靠近，游丝就会磁化，这也是技术上的bug。

突破行业用惯的Nivarox合金弊病，经过多年测试，Rolex于2000年发明了独特配比的铌锆合金“Parachrom”，铌锆合金“Parachrom”，具有极低膨胀系数，杨氏模量不随温度变化，极强的耐腐蚀性，并具有抗磁性能！另外具有更大的柔韧性，导致游丝的抗冲击性提高十倍。

Parachrom游丝经过处理增加一层氧化物后，其稳定性会更好，2005年，Parachrom游丝变成了蓝色，变成了著名的Parachrom Blu蓝铌游丝。

Parachrom游丝给整个行业打开了思路，大家恍然大悟：原来除了铁镍系合金，铌系合金也有因瓦效应啊！

PE5000合金游丝

2016年，Precision Engineering AG联手兄弟公司亨利慕时，推出全新合金 ：PE5000。这种以铌和钛共同制成的PE5000合金，材质同时具有抗震性和顺磁特性，作为 Precision Engineering 公司的首个客户，亨利慕时率先应用了其铌-钛合金游丝。

硅游丝

Syloxi硅游丝

瑞士钟表行业在70年代石英危机时，团结起来共同研发了石英机芯，虽说这个机芯不长命，但是品牌联合研发共同体却延续下来了，这就是现在的瑞士电子和微技术中心(CSEM)，制表行业中，斯沃琪集团，劳力士集团，百达翡丽为其董事会成员。上世纪九十年代起，三大巨头共同开始研发硅材质游丝。

硅材质游丝质量稳定、抗磁性极佳、成本亲和、可大批量生产、能够更好地搭配摆轮。但是硅性脆，易于老化，并且无法修复。

碳纤维游丝

至于新型碳纳米管纤维游丝，还是持保留态度，少不了加了树脂，肯定有个老化问题，制造上也做不到硅游丝的性能一致性，另外，这么先进的技术，为啥检索不到专利申请呢？？？

另外值得一提的是，真力时应用在 DEFY INVENTOR 腕表的Zenith摆锤，它取代了机械制表中使用了三个半世纪的游丝摆轮。以单晶硅完整刻出一体成形的全新摆轮结构，直接取代过往由30枚部件组装的擒纵机构，包括擒纵、游丝、摆轮等关键元素。轻量化材质，不会造成动力负担。少了传统轮系零件的接触摩擦，也不会有磨损、变形、润滑等问题，省去了组装、调整、设定、润滑等疑虑。

此外，雅典Freak NeXt系列原型表采用的飞行擒纵结构也没有摆轮，其3D振荡器结构基于4层硅质材料薄片。每个薄片上具有8个宽度仅有16微米的叶片，这些叶片的作用相当于传统的游丝。如此设计的擒纵机构，其振动频率高达12Hz，即86400VPH，常见的ETA2824-2机心为28800VPH，即4Hz，是其三倍。

不过，真力时和雅典在材质上同样采用了“硅”，所以它们也存在硅材质非常脆、易折断及无法修复的缺点。

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