Waarom we COBARION, een superharde legering die zowel taai als mooi is, gebruiken als belangrijkste materiaal in MR-G uurwerken
COBARION® is een superharde legering die is ontwikkeld in Japan en die zowel een hardheid biedt die groter is dan die van het roestvrij staal dat doorgaans wordt gebruikt in hoogwaardige horloges, als een prachtige, witte glans die vergelijkbaar is met die van platina. Het is ontwikkeld door professor Akihiko Chiba van het Tohoku University's Institute for Materials Research en wordt geprezen als een droommetaal vanwege de uitstekende sterkte en de weerstand tegen zowel slijtage als corrosie.
De MR-G lijn is bedoeld om het ultieme te bieden op het gebied van zowel stevigheid als schoonheid. COBARION paste perfect bij deze waarden, dus werd er een poging ondernomen om het productieproces voor het maken van deze speciale legering aan te passen, zodat het in polshorloges kon worden verwerkt. We interviewden professor Akihiko Chiba van de Tohoku University, de ontwikkelaar van COBARION, en Takehiro Sasaki, die verantwoordelijk is voor de productie van de legering, over wat deze legering zo speciaal en aantrekkelijk maakt. We vroegen ook naar het vrije denken en de noeste arbeid die het kostte om het materiaal te ontwikkelen en aan te passen voor uurwerken. Aan de hand van hun inzichten gaan we dieper in op de vraag waarom het zo verstandig was om COBARION te gebruiken voor MR-G-ontwerp.
Takehiro Sasaki
Senior Managing Director, Eiwa Co, Ltd.
Werkte bij een bouwbedrijf nadat hij was afgestudeerd. Kwam in 2010 bij Eiwa Corporation en is momenteel Senior Managing Director.
Akihiko Chiba
Emeritus hoogleraar Instituut voor Materiaalonderzoek Tohoku-universiteit
Afgeronde graad in Department of Metal Materials Engineering, Faculty of Engineering, Tohoku University, in 1982. Kwam in 1985 in dienst bij Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. In 1992 benoemd tot assistent-professor aan de faculteit Engineering van de Iwate University, in 2002 tot hoogleraar aan de Iwate University en in 2006 tot emeritus hoogleraar aan de Tohoku University.
COBARION: Een speciale legering die wordt gebruikt in MR-G uurwerken, voor robuuste sterkte en schoonheid.
De ontwikkeling van COBARION begon in 2001 in Kamaishi in de prefectuur Iwate, dat bekend staat als de Stad van Staal. Akihiko Chiba, toen professor aan de Iwate University, zag het potentieel van kobaltlegeringen in industriële toepassingen en begon onderzoek om een materiaal voor medisch gebruik te ontwikkelen. In 2012 voltooide hij een prototype voor gebruik in kunstgewrichten. Dit baanbrekende nieuwe materiaal, COBARION, was revolutionair op medisch gebied, dankzij de hypoallergene eigenschappen waardoor het zacht was voor het lichaam en zijn uitstekende sterkte en weerstand tegen zowel schuren als corrosie.
In 2017 nam MR-G, het vlaggenschipmerk van G-SHOCK, het materiaal over. Takehiro Sasaki legt uit: "Tot dan toe produceerden we COBARION voor grotere dingen zoals kunstgewrichten. Om met MR-G te kunnen werken, moest het materiaal echter in dunnere, compactere vormen worden gemaakt, zodat het gemakkelijker te verwerken zou zijn tijdens de productie van uurwerken. We hebben vele processen van vallen en opstaan doorlopen om een dunnere vorm te krijgen met behoud van de hardheid."
Net als bij gewone metalen omvat het COBARION productieproces de drie stadia van smelten, waarbij de samenstellende elementen worden verhit tot het smeltpunt en samengesmolten; smeden, waarbij dit materiaal wordt geperst en gevormd om de hardheid te verhogen; en walsen, waarbij het metaal dunner wordt gevormd om het gemakkelijker te kunnen verwerken. Na uitgebreid experimenteren met het aantal smeltprocessen dat moest worden toegepast en het aanpassen van de smelttemperaturen, kwam Sasaki uiteindelijk op het ideale productieproces. Bovendien maakte de laatste fase van het walsen het materiaal uiteindelijk nog harder. Het was echter een hele strijd, zegt Sasaki, met breuken in het oppervlak en scheuren die soms ontstonden wanneer het materiaal dun werd uitgerold. Bovendien was de COBARION zo hard dat het soms de walsapparatuur zelf beschadigde, waardoor het nog moeilijker werd om het te verwerken. Toch ontdekte Sasaki, toen het vallen en opstaan eindelijk zo ver was dat het walsen werkte, dat de nieuwe verhouding tussen de originele dikte en de dikte na het walsen een nog harder eindproduct opleverde.
Tegelijkertijd hebben kobaltlegeringen ook de eigenschap om in hardheid toe te nemen wanneer stikstof, dat traditioneel als een onzuiverheid werd beschouwd, tijdens het smeltproces wordt geïnjecteerd. Dit maakt het vergelijkbaar met het dieplagige hardingsproces dat wordt toegepast op puur titanium voor gebruik in MR-G uurwerken.
Chiba legt uit: "In mijn onderzoek naar kobaltlegeringen ontdekte ik dat het toevoegen van stikstof hun hardheid enorm verhoogde. Het materiaal is stijf en wordt harder als het bij hoge temperaturen wordt geperst. Het is niet magnetisch en heeft ook een hoge rek bij verhitting. Deze combinatie van eigenschappen is zo uitzonderlijk zeldzaam in metalen dat het nauwkeuriger zou zijn om te zeggen dat deze legering in een geheel nieuwe klasse op zichzelf bestaat."
De corrosiebestendigheid van COBARION bood nog een onverwacht voordeel: een glans vergelijkbaar met platina. Zoals Chiba het omschrijft: "Een dichte, robuuste, ultradunne passiverende oxidelaag die zich op het oppervlak vormt, reflecteert licht prachtig zonder diffusie," waardoor een glans ontstaat die zacht, wit en diep is. De indrukwekkende krasbestendigheid van COBARION zorgt er ook voor dat deze glans op de lange termijn behouden blijft, wat een van de redenen is waarom het materiaal zo geschikt is voor het maken van horlogebeugels en andere mooie objecten zoals sieraden. COBARION biedt een hardheid die die van zowel roestvrij staal als titanium overtreft, evenals een schoonheid die vergelijkbaar is met platina. COBARION is een materiaal dat past bij de MR-G uurwerken en zowel hun totale stevigheid als hun fascinerende schoonheid weerspiegelt. Het geeft een onmiskenbare glans aan elke gelukkige pols met een MR-G.
Grondstoffen in COBARION
COBARION, dat bestaat uit kobalt, chroom en molybdeen, is ontwikkeld als een materiaal met hypoallergene eigenschappen en een hoge sterkte en slijtvastheid. Als gevolg daarvan wordt het materiaal gebruikt in een breed scala aan verschillende artikelen, waaronder sieraden zoals kettingen, ringen en oorbellen, naast medische toepassingen, van kunstgewrichten in de orthopedie tot orthodontische correctiedraden en prothesehouders in de tandheelkunde.
Productie van ingots met smeltprocessen
Wanneer de materialen in de eerste fase van het productieproces in een vacuümsmeltoven worden geplaatst, smelten ze samen bij ultrahoge temperaturen. Dan, na een bepaalde afkoelingsperiode, vormen ze blokken massief metaal die ingots worden genoemd. Met vallen en opstaan werd de precieze reeks handelingen bepaald die door geschoolde technici werd uitgevoerd, waaronder temperatuurregeling en de timing van verwijdering uit de oven, die in de huidige methode wordt gebruikt.
Temperaturen boven 1000 °C (1832 °F) en smeedprocessen
De nu gevormde ingots worden opnieuw verhit tot temperaturen van meer dan 1000 °C. Om ze nog harder te maken, worden ze vervolgens herhaaldelijk geslagen en samengeperst door een hydraulische pers van 600 ton, waardoor de vonken alle kanten opvliegen. Om scheuren in het materiaal te voorkomen, wordt bij deze smeedprocessen nauwgezet gelet op factoren zoals de temperatuur en het aantal keren dat de ingots worden geslagen.
Walsproces dat wordt toegepast om het materiaal dun te maken en COBARION in afgewerkte vorm te produceren
De stap na het smeden is het walsen. Het materiaal wordt in een dunnere vorm uitgerold met behulp van warmwalsapparatuur. De walsprocessen worden in meerdere fasen toegepast, waarbij het materiaal uiteindelijk nog harder wordt gemaakt door de verhouding tussen de dikte van het materiaal voor en na het walsen aan te passen. Dit is niet alleen een heel bijzonder metaal, maar het heeft ook een consistent, stabiel productiesysteem, die beide de beste kwaliteit MR-G uurwerken ondersteunen.
Ongeveer vier keer de hardheid van puur titanium, met een glans vergelijkbaar met 950 platina
Naast de sterke duurzaamheid maakt de zachte, diepe glans van COBARION, vergelijkbaar met het uiterlijk van platina, het tot een zeer aantrekkelijk materiaal. Bovendien zorgt de uitzonderlijke weerstand tegen slijtage en corrosie ervoor dat COBARION zijn kleur behoudt, zodat de eigenaar jarenlang kan genieten van de onveranderlijke schoonheid van zijn glans. Het materiaal is ongeveer vier keer zo hard als puur titanium. De bezel, een horlogeonderdeel dat bijzonder gevoelig is voor krassen, wordt ermee bewerkt. Dit is een belangrijke methode om de schoonheid van het horloge langdurig te beschermen.
