Seiko Spron 510 – Hợp kim giúp máy cơ 5R trở lên chính xác

SPRON 510 là một hợp kim đặc biệt thuộc sáng chế độc quyền Seiko. Theo công bố thì vật liệu này có nhiều đặc tính nổi bật hơn hợp kim SPRON 100 được sử dụng trước đó. Vậy điều gì làm nên sự khác biệt mạnh mẽ này?

MỤC LỤC › Câu chuyện đằng sau sự ra đời của SPRON 510 › SPRON 510 là gì? Định nghĩa và đặc điểm › 4 ưu điểm vượt trội của SPRON 510 1. Chống ăn mòn gấp 10 lần hợp kim thường 2. Độ đàn hồi hoàn hảo – chìa khóa độ chính xác 3. Miễn nhiễm từ trường – bảo vệ trong môi trường hiện đại 4. Chịu nhiệt cao – ổn định trong mọi điều kiện › So sánh SPRON 510 vs các hợp kim khác Nivarox (Thụy Sỹ) và Elinvar (Pháp) › Cách nhận biết đồng hồ có công nghệ SPRON 510 1. Sử dụng trên các dòng máy 6R trở lên 2. Có khả năng dự trữ năng lượng trên 50 giờ › Câu hỏi thường gặp về SPRON 510 1. SPRON 510 có gì khác biệt? 2. Giá đồng hồ SPRON 510 như thế nào?

Câu chuyện đằng sau sự ra đời của SPRON 510

SPRON 510 là kết quả từ quá trình phát triển bộ máy Spring Drive. Suốt 28 năm với hơn 600 nguyên mẫu và 230 bằng sáng chế để Seiko đưa Spring Drive ra toàn cầu. Một trong những lý do là kỳ vọng của thương hiệu Nhật Bản này với hiệu suất bộ máy. Và điều tôi nói ở đây chính là chất liệu tạo nên lò xo chính.

Điều ấn tượng của Spring Drive là có mức dự trữ năng lượng lâu dài, lên đến 72 giờ. Để đạt được thành tựu này, Seiko cần tăng sức mạnh cho bộ máy bằng cách tạo ra hợp kim dây cót mới. Từ đó Spron 510 ra đời, chúng được sản xuất và sử dụng bởi Seiko Instruments Inc. (SII).

Trước đó thương hiệu đã tạo ra SPRON 100 vào 1956. SPRON là cách đặt tên của từ Spring Micron biểu thị độ chính xác cao. Được phát triển bởi Viện Nghiên cứu Vật liệu tại Đại học Tohoku để làm vật liệu lò xo cho đồng hồ cơ.

Không chỉ xuất hiện trong lĩnh vực đồng hồ, SPRON còn ứng dụng rộng rãi từ điện tử đến y tế.

Lịch sử từ lúc nghiên cứu Spron của Seiko – Nguồn ảnh: https://www.sii.co.jp/en/me/spron/support/history/

SPRON 510 là gì? Định nghĩa và đặc điểm

SPRON 510 là một hợp kim do Seiko phát triển cho lò xo đồng hồ cơ học, đặc biệt được ứng dụng làm dây cót chính và dây cót cân bằng. Khi sử dụng cùng một vật liệu cho 2 bộ phận quan trọng, chúng sẽ có hệ số giãn nở nhiệt tương đương nhau. Nghĩa là chúng sẽ có phản ứng tương tự và giảm ảnh hưởng tiêu cực đến độ chính xác của đồng hồ.

Lò xo làm từ chất liệu SPRON 510 có độ đàn hồi và bền cao hơn, tạo ra mô men xoắn lớn hơn và cung cấp thời gian dự trữ lâu hơn.

Bảng công bố thành phần, khả năng chịu nhiệt, độ cứng, đàn hồi của Spron 510 do Seiko Instruments Inc. (SII) công bố

Thành phần độc quyền của SPRON 510

Spron 510 có các thành phần Coban, Niken, Crom, một chút Molypden và các nguyên tố khác mà Seiko không tiết lộ cho chúng ta.

SPRON 510 là hợp kim cứng có đặc tính vật liệu cao cấp hơn SPRON 100. Nó có độ bền cơ học cao, chống từ tính, ăn mòn và sự thay đổi nhiệt độ cao.

4 ưu điểm vượt trội của SPRON 510

Là một sản phẩm độc quyền, SPRON 510 sẽ có nhiều ưu điểm và đã được ứng dụng làm bánh lò xo chính cho các bộ chuyển động.

1. Chống ăn mòn gấp 10 lần hợp kim thường

SPRON 510 có khả năng chống ăn mòn cao và không gỉ sét. Nhờ ưu điểm này mà các sản phẩm đồng hồ đều có tuổi thọ cao và giảm thiểu nhu cầu bảo dưỡng thường xuyên. 

Đưa ví dụ về biểu đồ so sánh khả năng chống ăn mòn của SPRON 510 và các hợp kim khác khi ngâm trong 2 loại dung dịch: 48% HBr (Hydrobromide) ở nhiệt độ 60 độ C và 36% HCL (axit hydrochloric) ở nhiệt độ 60 độ C. Mỗi biểu đồ sẽ bao gồm trục X (thể hiện thời gian ngâm từ 9 – 72 giờ) và trục Y (thể hiện tỷ lệ % khối lượng đã mất từ 0 – 100).

Yếu tố chú thích trong bảng:

• Weight loss ratio (Tỷ lệ giảm khối lượng): Thể hiện mức độ vật liệu bị ăn mòn. Giá trị càng thấp, khả năng chống ăn mòn càng cao.
• Ave (Thời gian ngâm): Thời gian mẫu vật tiếp xúc với môi trường axit.
• SPRON 510: Hợp kim đặc biệt của Seiko.
• Hợp kim chịu nhiệt nền Ni: Hợp kim niken có khả năng chịu nhiệt tốt.
• ASTM B574: Tiêu chuẩn vật liệu cho hợp kim niken.
• Hợp kim chống ăn mòn nền Co-Cr: Hợp kim coban-crom có khả năng chống ăn mòn cao.
• SUS316L: Thép không gỉ austenitic, thường được sử dụng trong môi trường ăn mòn.

Thông qua thí nghiệm ta thấy được rằng SPRON 510 (màu đỏ) có khả năng chống ăn mòn tốt nhất so với 4 hợp kim còn lại. Đường biểu diễn gần như bằng phẳng hoặc tăng lên rất ít, cho thấy tỷ lệ tiêu hao không đáng kể. 

2. Độ đàn hồi hoàn hảo – chìa khóa độ chính xác

Theo nghiên cứu, SPRON 510 có độ đàn hồi và linh hoạt, chịu được nhiều lực tác động, rung lắc mà vẫn không bị biến dạng. 

Bảng trên là kết quả thử nghiệm về độ giãn (relaxation) của các lò xo chính khi chịu tác động của lực kéo giãn. Mục đích dùng để so sánh khả năng chịu lực và độ bền của vật liệu khi được sử dụng làm lò xo, trong đó có hợp kim SPRON 510. 

Yếu tố chú thích trong bảng:

• Relaxation: Tỷ lệ giảm độ cứng của lò xo sau khi chịu tác động của lực kéo lặp đi lặp lại. Độ giãn càng thấp thì lò xo càng ổn định và bền bỉ.
• Stress (ứng suất): Độ lớn của lực tác dụng lên lò xo.
• Spron 510: Hợp kim độc quyền của Seiko.
• SWP-A: Một loại hợp kim khác (có thể là thép lò xo)
• SUS304-WPB: Thép không gỉ, một loại thép không gỉ phổ biến.

Mỗi đường cong đại diện cho một loại vật liệu: SPRON 510 (màu đỏ), SWP-A (màu trắng) và SUS304-WPB (màu tím). Kết quả nhận được là đường cong màu đỏ nằm thấp nhất so với 2 loại vật liệu còn lại. Điều này chứng minh lò xo SPRON 510 có độ giãn thấp, giữ được độ cứng cũng như sự ổn định so với các lò xo làm từ vật liệu khác.

3. Miễn nhiễm từ trường – bảo vệ trong môi trường hiện đại

Hợp kim này có khả năng chống từ trường tốt, giúp bảo vệ bộ máy khỏi ảnh hưởng từ yếu tố bên ngoài. Hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt và đặc biệt không dễ bị oxi. 

Biểu đồ dùng để so sánh tính từ của 3 loại vật liệu đó là: SPRON 510, SUS304, SUS316.

Yếu tố chú thích trong bảng:

• Magnetic permeability: Độ thấm từ (μ) là đại lượng vật lý thể hiện khả năng của một vật liệu có thể tập trung đường sức từ. Chỉ số càng lớn, vật liệu càng dễ bị từ khóa.
• Cold reduction: Giảm lạnh là quá trình làm giảm kích thước của vật liệu bằng nén lạnh. Quá trình này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc của vật liệu.

Dựa vào kết quả chúng ta có thể thấy SPRON 510 có độ từ thẩm tăng lên nhanh khi mới tiếp xúc với quá trình giảm lạnh. Tuy nhiên sau đó chúng dừng lại ở một mức độ ổn định khá thấp. Lý giải điều này có thể nói SPRON có tính chất không từ tính hoặc từ tính rất yếu ngay cả khi đã giảm lạnh. Trong khi đó, SUS316 tuy lúc đầu không bị ảnh hưởng từ quá trình giảm lạnh nhưng sau đó lại tăng lên nhanh chóng.

Theo anh Minh – người sở hữu chiếc King Seiko SPB279J1. Đây là mẫu sử dụng bộ máy 6R31, trữ cót 70 giờ và bên trong có sử dụng hợp kim Spron 510. Anh chia sẻ: “Anh đã đeo vài chiếc đồng hồ cơ và đây là mẫu đầu tiên anh có ở mức 70 giờ. Tuần đầu sử dụng anh để ý kỹ xem chúng có được mức này không, bằng cách đeo cả tuần và thứ 6, 7, chủ nhật anh không đeo. Thứ 2 khi đeo đi làm, đồng hồ vẫn đang hoạt động tốt. Anh yên tâm hẳn”.

Anh cũng chia sẻ thêm: “Những mẫu trước anh dùng phải chú ý nhiều về từ trường, thỉnh thoảng chúng làm đồng hồ anh chạy nhanh hơn. Nhưng kể từ đeo con King Seiko này, cũng 1 tháng rồi anh chưa phải chỉnh tay vì anh không cảm nhận được chênh lệch thời gian lớn.”

4. Chịu nhiệt cao – ổn định trong mọi điều kiện

Bên trong SPRON là hợp chất titan và chrom nên có khả năng chịu nhiệt rất tốt. Hợp kim có thể chống lại những biến đổi nhiệt khắc nghiệt, vẫn cung cấp năng lượng rất đều trong suốt thời gian chuyển động.

Độ dãn dài của SPRON 510 chỉ rơi vào mức 3%, ít hơn nhiều so với hợp kim Ni-base (5%). Trong điều kiện nhiệt số dưới 600 độ C, vật liệu vẫn giữ mức độ bình thường và chỉ bắt đầu giãn nhanh (lên 60%) trong nhiệt độ 900 độ C. Chứng tỏ SPRON 510 thật sự rất ưu việt, đặc biệt cần thiết trong những thiết bị đồng hồ thể thao hoặc những đồng hồ tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt (đồng hồ lặn).

So sánh SPRON 510 vs các hợp kim khác Nivarox (Thụy Sỹ) và Elinvar (Pháp)

Elinvar là hợp kim đầu tiên ứng dụng trên dây tóc, đây là bước đột phá của lĩnh vực dây tóc hợp kim có khả năng bù nhiệt vào những năm 1920. Nhưng chúng chưa đủ tốt để sử dụng lâu dài. Vì thế việc phát triển dây tóc vẫn tiếp tục.

Để hiểu rõ hơn sự khác biệt giữa các hợp kim, bảng so sánh chi tiết sau:

Đặc điểm so sánh/Loại hợp kim	Spron 510 (Nhật Bản)	Nivrox (Thụy Sỹ)	Elinvar (Pháp)
Ý nghĩa của tên	Là sự kết hợp của “Spring Micron” biểu thị độ chính xác cao	Bắt nguồn từ tiếng Đức “nicht variabel oxydfest”” mang ý nghĩa là không thay đổi, không bị oxy hoá	Bắt nguồn từ tên tiếng Pháp “élasticité invariable” có nghĩa là vật liệu đàn hồi bất biến. Do nhà vật lý người Thụy Sỹ Charles Édouard Guillaume chọn để mô tả sự độc đáo của hợp kim này
Thành phần	Coban, Niken, Crom, một chút Molypden và các nguyên tố khác	Hợp kim của Sắt, Niken, Crom, Titan và Berili	Sắt, Niken và Crom, hợp kim hoá thêm Nhôm và Titan
Đặc điểm	– Không có từ tính (Khả năng kháng từ cao) – Độ đàn hồi và bền cao với khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt. – Sử dụng trên nhiều loại lò xo, dụng cụ và thiết bị Robot	– Phi từ tính và bù nhiệt tốt – Cứng và chắc hơn Elinvar – Ít bị ảnh hưởng bởi từ tính (so với Elinvar thì Nivrox cao hơn).	– Có khả năng bù nhiệt – Khả năng chống oxy hoá kém hơn Nivrox – Dễ bị ảnh hưởng bởi từ tính

Về cơ bản, cả 3 đều có thành phần giống nhau gồm Sắt, Niken, Crom – hạn chế thay đổi từ nhiệt độ. Nivrox có thêm thành phần Titan và Berili nên có ưu điểm không bị nhiễm từ, giúp vật liệu cứng cáp hơn. Còn Spron 510 Seiko có Molypden nên có được độ cứng, bền, dẻo và chống ăn mòn tốt.

Có thể khẳng định cả 3 đều an toàn với sự thay đổi nhiệt độ, ngoài ra:

• Nivrox tốt về độ cứng và chống nhiễm từ cao
• Spron 510 tốt về độ bền, chống ăn mòn và đạt mức tối thiểu cho lò xo để đảm bảo chính xác cho đồng hồ.

Nếu Nivrox ở Omega và Spron 510 ở Seiko thì nếu muốn một mức giá tốt hơn, thương hiệu Nhật Bản đúng là không làm bạn thất vọng.

Cách nhận biết đồng hồ có công nghệ SPRON 510

Vậy nếu bạn muốn biết đồng hồ có sử dụng hợp kim Spron 510 thì có các cách sau để nhận biết dễ dàng.

Chiếc đồng hồ Seiko Prospex Alpinist SPB121J1 sử dụng máy 6R35 trữ cót 70 giờ, có Spron 510

1. Sử dụng trên các dòng máy 6R trở lên

SPRON 510 là một phát minh tiên tiến, ứng dụng rộng rãi bên trong nhiều dòng máy của Seiko từ đời 6R trở lên. Cụ thể như mẫu 6R55, 6R15, 6R20… điển hình có ở dòng King Seiko. Một chiếc đồng hồ nổi tiếng Seiko SPB143B tái hiện bản 62MAS huyền thoại mà trước đây tôi đánh giá cũng sở hữu mức trữ cót 50 giờ.

Ngoài ra, còn xuất hiện trong các bộ máy 9S Grand Seiko từ năm 2006.

2. Có khả năng dự trữ năng lượng trên 50 giờ

Việc ứng dụng SPRON 510 trên các bộ máy cũng giúp ích cho việc tối ưu thời gian hoạt động dài lâu hơn. Thiết kế có SPRON đều có thời gian dự trữ ít nhất 50 giờ và nhiều nhất lên đến 72 giờ (~ 3 ngày).

Từ trái sang phải 3 chiếc đồng hồ King Seiko SPB279J SPB457J, SPB389J, sử dụng máy 6R55 trữ cót 72 giờ

SPRON 510 là một trong những yếu tố quan trọng giúp đồng hồ Seiko có được độ bền và độ chính xác cao. Nhờ những ưu điểm vượt trội của mình, hợp kim này đã góp công tạo nên các bộ máy ngày càng hiện đại và cao cấp cho Seiko.

Vì đây là hợp kim bên trong bộ máy nên bạn sẽ không thể nhận biết được thông qua mặt số hoặc bên ngoài đồng hồ. Tuy nhiên bạn có thể dựa trên thông số về bộ máy để kiểm tra thông tin trên website của hãng, từ đó biết được có sử dụng hợp kim này không.

Câu hỏi thường gặp về SPRON 510

Đây là loại hợp kim đem lại khả năng trữ cót vượt trội, người dùng vẫn có những thắc mắc liên quan về Spron 510 này.

1. SPRON 510 có gì khác biệt?

Điểm khác biệt của SPRON 510 chính là 4 đặc điểm: đàn hồi cao, chống ăn mòn, phi từ tính và mức trữ cót vượt trội. Đây là vật liệu nâng cao hiệu suất đồng hồ.

2. Giá đồng hồ SPRON 510 như thế nào?

Vì SPRON 510 chỉ xuất hiện ở những bộ máy có mức trữ cót cao của Seiko nên giá đồng hồ có Spron 510 từ hơn 20 triệu đồng trở lên.

Với 4 ưu điểm vượt trội đã phân tích, SPRON 510 không chỉ là một hợp kim mà là minh chứng cho triết lý cải tiến không ngừng của Seiko. Những chiếc đồng hồ sử dụng công nghệ này đều mang lại giá trị bền vững cho người sở hữu.

Khám phá những tiến bộ vượt bậc của và các bộ máy nổi bật của thương hiệu Nhật Bản này tại: Bộ máy Seiko

Ngọc Yến