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" Perfectionnements aux modes de montage des diamants ".
La présente invention se rapporte essentiellement aux modes de montage des diaments, carbonados, etc., notam= ment pour les usages industriels.
L'emploi des diamants est maintenant très répan= du dans les arts industriels et on les utilise, par exemple, comme outil de rhabillage pour les meules d'émeri, comme trépan découpeur dans le percement des roches, comme dents de soie, comme filières pour l'étirage des fils métalliques.
Il est évident que leur emploi aux usages indiqués ci-dessus soumettent les diamants et leurs montures à des efforts très
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grands. A moins que le diamant ne soit très solidement fixé dans sa monture, il risque de se desserrer et de se perdre ou bien, s'il ne se perd pas, il ne tarde pas à détruire sa propre monture et à devenir inutilisable en tant qu'outil.
La pratique est actuellement d'employer des pierres de dimens sions relativement grandes et de les remonter lorsqu'elles prennent du jeu. Toutefois, des montages répétés ont des effets très nuisibles sur le diamant, surtout si l'on opère à chaud, et c'est pourquoi il n'est pas toujours possible de remonter un diamant, car il peut avoir été abîmé, ou sa surface peut avoir été détruite ou entamée par des diamants vpisins ou autrement à tel point qu'il n'est plus utilisable pour les besoins auxquels il était destiné.
La présente invention a principalement pour objet et pour caractéristique la réalisation d'un montage des diamants grâce auquel ceux-ci sont maintenus solidement dans les conditions les plus difficiles, ils ne sont pas abîmés au cours de l'opération de montage et bien qu'ils soient soumis à l'action de la chaleur pendant cette opéra= tion, enfin, on peut désormais utiliser des pierres plus petites que celles qu'on employait jusqu'à ce jour, ce qui se traduit par une réduction énorme dans le prix de revient de l'outil.
On a constaté que les avantages ci-dessus peuvent être obtenus en procédant de la manière suivante :
Le ou les diamants sont noyés dans une masse d'alliage finement divisée de nature telle que, soumise à une température inférieure au point critique auquel les qualités désirables du diamant sont compromises, cette masse s'agglomère et de resserre en un produit cohérent faisant uniformément corps avec le diamant et le maintenant sensible= ment dans la position qu'on lui avait assignée dans la masse.
Dans ce cas, le dit alliage est composé de métaux élémentairés
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de natures et de proportions telles que, soumis à l'action de la chaleur, llalliage présente la propriété de mouiller le diamant tout en manifestant un manque d'avidité pour le carbone constituant le diamant et qu'après son refroidisse= ment il adhère étroitement à celui-ci. La masse d'alliage dans laquelle le diamant a été placé est transformée avec application de pression en un corps façonné susceptible de conserver à peu près sa forme après qu'on l'a soustrait à l'action de cette pression. On a trouvé qu'une pression de 45 à 60 Kgs. par mm. carré convient à cet effet et qu'on peut la laisser agir pendant une courte période, par exemple pendant une minute.
Si plusieurs diamants doivent être noyés dans l'alliage, il importe que les diamants soient convenable=. ment disposés et espacés et qu'une quantité suffisante de poudre ou de métal divisé soit placée entre eux pour que, lorsque l'alliage est soumis à la pression ainsi qu'il a été dit et au retrait dont il va être question, les pierres n'entrent pas en contact les unes avec les autres.
Le corps façonné ainsi produit est susceptible de conserver sa forme si on le manipule avec précautions, après quoi on le place dans un vase ouvert ou sur un support convenable qu'on intro= duit lui-même dans un four ou une chambre de chauffage où le corps est soumis à une température inférieure au point critique auquel les qualités désirables du diamant sont altérées mais suffisante cependant pour que le corps se trou= ve solidifié avec un certain retrait, ou avec un commencement de fusion, en un produit cohérent. Le point critique en question semble, dans la plupart des cas, être voisin de 1380 C. bien qu'il soit var@@ble suivant les pierres. D'ex= cellents résultats ont été obtenus en opérant à une tempéra= ture comprise entre 1245 et 1260 C.
Le four comporte des rideaux de flamme d'hydrogène à ses orifices d'entrée et de sortie, et les rampes qui fournissent la flamme d'hydrogène
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sont allumées avant l'introduction du corps façonné dans le four de manière à en faite disparaître tout l'oxygène. Le four peut être porté à peu près à ia température voulue avant que le corps façonné y soit introduit, et ce dernier n'a besoin de demeurer dans le four que juste assez pour que la température voulue puisse être atteinte. Si on le désire, on peut procéder à un chauffage préliminaire du corps façonné dans un autre four, exempt lui aussi d'oxygène, et l'on a obtenu de bons résultats avec un chauffage préliminaire à 400 0.
Après que le corps façonné a été suffisamment chauffé, entre 1245 et 1260 dans le cas présent, on introduit le vase qui le contient dans une chambre de refroidissement, qu'il est commode de placer à la sortie du four, cette chambre de refroidissement étant elle aussi munie de rideaux de flamme d'hydrogène afin d'en exclure l'oxygène. Le produit est en= suite refroidi de préférence jusqu'à une température à peu près normale, c'est-à-dire assez réduite pour que l'objet puisse être saisi par la main nue. Le produit n'a subi qu'un léger retrait mais est devenu une masse solide oohérente dans laquelle les diamants sont solidement noyés dans la position relative même qu'ils occupaient primitivement, et il semble= rait par conséquent que le coefficient de dilatation réel de l'alliage soit voisin de celui du diamant.
L'excès de métal qui peut recouvrir les diamants peut désormais être éliminé à l'outil, au jet de sable ou autrement et le produit peut alors être fixé dans un support ou une monture convenable.
La formule suivante d'un alliage ayant donné de bons résultats est indiquée ci-après à titre démonstratif mais non limitatif : -
EMI4.1
<tb> Molybdène <SEP> 26,00 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> Cobalt <SEP> 46, <SEP> 00 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> Cuivre <SEP> 27,75 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Fer <SEP> 0,25 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> -----------
<tb> 100. <SEP> 00 <SEP> %
<tb>
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Les proportions sont données en poids et non en volume. Les métaux dont l'alliage est composé sont réduits sOUe forme de poudre et intimement mélangés, avec addition d'une légère quantité de paraffine préalablement à la mise en place du diamant. On a choisi le molybdène parce qu'il semble conférer une grande dureté à la monture obtenue. Le .cobalt semble avoir pour aotion de rendre l'alliage mouillant par rapport au diamant.
Le cuivre semble empêcher l'alliage de s'emparer du carbone du diamant.
En outre des avantages déjà indiqués assurés par la présente invention, on peut faire ressortir ici que, par le procédé décrit, le diamant forme son propre logement qui, nécessairement s'adapte exactement à la forme de la pierre, si irrégulière soit-elle. En d'autres termes, on réalise tous les avantages d'un montage exécuté dans du métal fondu sans avoir aucun de ses inconvénients, tel que l'ébranlement auquel donne lieu le choc du métal fondu sur la surface du diamant. De plus, à l'inverse de ce qui se produit dans le cas de l'acier par exemple, l'alliage utilisé ne se carbure pas au contact du diamant, pas plus que se dernier ne s'oxy= de, comme cela arrive souvent lorsqu'on chauffe un diamant en présence d'oxygène.
L'avantage de cette méthode sur celle suivant laquelle le métal est maté au dessus de l'équateur de la pierre est d'ailleurs manifeste car le matage ne permet jamais d'obtenir un contact entre la pierre et sa monture aussi intime que celui qu'on réalise par le présent procédé.
L'absence d'un tel contact intime se traduit non seulement par une fixation insuffisante de la pierre mais aussi par une réduction dans les qualités conductrices de chaleur de la monture, faoteur très important en ce qui concerne les outils diamantés à usages industriels car de tels outils dégagent évidemment de grandes quantités de chaleur en service et il oonvient de soustraire autant que possible la pierre aux
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effets d'un tel dégagement de chaleur.
Une forme préférée d'appareil permettant la mise à exécution de l'invention est représentée au dessin ci- joint. Toutefois, il doit être entendu qu'un tel appareil est représenté à titre indicatif et non limitatif.
Parmi les dessins,
Les figs. 1, 2 et 3 sont des coupes schématiques montrant les phases du moulage ;
La fig. 4 est une vue schématique montrant en coupe le four qu'on peut utilisef pour la mise à exécution de l'invention; enfin,
La fig. 5 montre un produit fini qu'on peut obtenir grâce à l'invention.
Il s'agit ici d'obtenir, par exemple, un trépan découpeur pour le percement des roches. Ce trépan découpeur est représenté en 1 à la fig. 5 et affecte la forme d'un organe cylindrique tubulaire dans lequel des diamants 2 sont noyés en des points convenables. Les figs. 1 à 3 représentent un moule 3 qu'on peut utiliser dans la mise en pratique du procédé suivant l'invention. Dans le cas présent, ce moule se compose d'un élément-plaque inférieur 4 et de parois latérales 5.6 désigne un élément-noyau oentral et 7 un pis= ton ou plongeur au moyen duquel on peut exercer une pression.
L'alliage pulvérisé 8 et les diamants 9 sont placés dans le moule tout autour du noyau en prenant soin de disposer les diamants dans la position relative qu'on désire leur voir occuper, une quantité de poudre suffisante étant placée au= tour de chaque diamant pour assurer que, dans le produit fini, les diamants ne puissent entrer en contact les uns avec les autres. On fait alors descendre le plongeur 7 de manière à comprimer la masse comme il est indiqué schémati@ quement à la fig. 2, produisant ainsi un corps façonné 10.
Le corps façonné est alors extrait du moule et plaoé sur un-
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support en charbon ou vase ouvert 11 qu'on introduit dans le four 12. Le four représenté ici en particulier comporte une chambre de chauffage 13, une chambre d'entrée 14 et une chambre de refroidissement 15. 16 désigne une porte comman= dant l'entrée de la chambre 14, porte dans laquelle est pratiqué un regard d'aération 17. La chambre de chauffage est oonstituée par un tube poreux 19 qu'entoure un serpentin chauffant électrique 20, un calorifugeage poreux 21 étant prévu,auquel sont reliées des rampes à hydrogène 22.
La chambre de sortie ou de refroidissement est munie d'une chemise d'eau 23 présentant des conduites d'arrivée et de départ convenables 24. 25 désigne une porte de sortie au voisinage de laquelle est disposé un brûleur à hydrogène 26.
Avant d'introduite le corps façonné dans le four, on met en circuit la résistance de chauffage et l'en allume les brûleurs d'hydrogène, les portes étant fermées, de manière à consommer complètement l'oxygène. Toutefois, la porte de ventilation demeure ouverte et la flamme d'hydrogène s'étend d'un bout à l'autre du four. Cette flamme n'est pas très intense et ne sert pas pour les besoins du chauffage pais simplement pour chasser l'oxygène. On ouvre alors la porte d'entrée et l'on introduit le corps façonné qui demeure dans le four jusqu'à ce que la température convenable soit atteinte, après quoi l'on fait passer le dit corps dans la chambre de refroidisse= ment.
On peut interrompre le courant ou s'en abstenir, mais il faut que les brûleurs d'hydrogène situés aux portes d'en= trée et de sortie continuent à brûler afin d'exclure l'oxygè= ne. Après que le corps façonné a été suffisamment refroidi, on l'extrait de la chambre de refroidissement, Si on.le dési= re, le procédé peut être continu, un certain nombre de vases étant échelonnés dans le four.