BE472384A - - Google Patents

Description

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    "Corps   abrasifs artificiels". 



   L'invention concerne les corps abrasifs et en particulier ceux du type dans lequel des particules de dia mant sont incorporées pour dresser ou rectifier des matiè- res extrêmement dures. Etant donné le prix très élevé des particules de diamant, il est avantageux de les concentrer sur les surfaces   travaillantes   du corps dans une substance agglomérante qui les maintient fortement cellées. 



   On sait qu'on emploie des matières résineuses et divers métaux pour coller les particules de diamant et autres particules abrasives et, dans diverses applications, on a obtenu des résultats satisfaisants avec l'une ou   l'au-   tre de ces substances agglomérantes. Mais lesdites substan- ces sont beaucoup moins dures que les matières à dresser ou à rectifier au moyen de ces corps abrasifs artificiels 

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 et en constate souvent que la durée utile des corps abra- sifs est abrégée par l'usure du liant en matière résineuse ou en métal. 



   L'invention a pour objet un corps abrasif en diamant comportant un liant ou matrice en une matière dure qui possède une meilleure résistance à l'usure lorsqu'on l'utilise au moulage de matières extrêmement dures. 



   Les compositions dures qui servent à fabriquer des outils de coupe sont connues et consistent en mélanges d'alumine et d'argile avec ou sans addition de flux broyés et agglomérés à haute température. 



   Lorsqu'on se propose de se servir de cette com- position dure pour constituer la matrice d'un corps abra- sif en diamant, dont les propriétés mécaniques confére- raient à ce dernier des propriétés exceptionnellement avan- tageuses, on se heurte à certaines difficultés assez sé- rieuses. On a constaté par expérience qu'en agglomérant, dans le vide ou dans un four à tube en charbon en atlosphè- re d'hydrogène, un produit moulé, contenant les éléments de la composition dure avec les particules de diamant, on obtient un produit qui ne donne pas satisfaction.

   L'examen de ce produit conduit à supposer qu'au cours des opérations précitées les particules de diamant sont très légèrement collées et dans certains cas ont été graphitées dans une mesure provoquant la porosité de la masse d'alumine, en laissant subsister des trous qui auraient dû être remplis par des particules de diamant. 



   Suivant l'invention, le corps abrasif en dia- mant se compose de particules de diamant liées par agglo- sous l'action combinée de la chaleur et de la pression, dans un liant consistant principalement en alu- mine à laquelle on a ajouté de la silice sous forme d'ar- gile ou d'un composé d'alumine et de silice ou de la silice   @   

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 elle-même, la quantité totale de silice ajoutée étant sen- siblement comprise entre un et demi pour cent et dix pour cent en poids de la totalité du liant. On peut ajouter un flux tel que le spath fluor en proportion atteignant 10 pour cent en poids de la totalité du liant et servant de plus à augmenter la dureté et la résistance du liant agglo- méré. 



   Un exemple du procédé suivant l'invention est le suivant : 
On prépare un mélange d'environ 93 pour cent en poids d'alumine calcinée à l'état de fine division, 4,2 pour cent de bentonite (contenant environ 57,7 pour cent de silice) et 2,8 pour cent de spath fluor. On ajoute de l'eau distillée et on mélange les substances pendant quelques heures dans un broyeur à billes, celles-ci étant en un composé d'alumine dure ou en un composé métallique dur ordinaire, tel que le carbure de tungstène avec une addition de cobalt. Si on broie les substances avec des billes en composé àlumineux dur, la poudre qui en résulte a à peu près la même composition que celle des substances introduites dans le broyeur.

   Cependant, si les billes con- tiennent une addition de cobalt, la poudre contient envi- ron 4 pour cent à environ 12 pour cent d'un mélange de car- bure de tungstène et de cobalt. 



   Une fois le broyage terminé, on sèche la poudre de préférence dans un four à vide, et si le produit doit être mis sous forme granulée avant usage, on le comprime à la presse sous forme de blocs sous une pression d'environ 1600   kg/cm2.   On fragmente ensuite les blocs ainsi obtenus en grains passant dans un tamis à ouverture de 40 mailles au centimètre. Puis on mélange les grains ainsi obtenus, ou la poudre sèche si la granulation n'est pas nécessaire, avec les particules de diamant et on moule le produit en introduisant le mélange dans un moule en graphite dont la 

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 forme intérieure correspond à celle du corps à obtenir. 



  Pour coller fortement le mélange avec les particules de diamant, on le maintient sous pression dans le moule et on l'agglomère par le procédé connu de compression et d'agglo-   ération   d'autres matières dures. La mise sous forme de grains préliminaire de la poudre sèche est principalement une question de commodité du fait qu'elle réduit la quanti- té de matière à introduire dans les moules. Si les particu- les de diamant sont à l'état de poudre très fine il n'y a guère, sinon aucun avantage à effectuer une granulation pré- liminaire. 



   Les limites de la température et de la pression qui conviennent à l'opération d'agglomération sont   détermi-   nées parmi d'autres facteurs, par la nécessité d'éviter tout risque de réaction susceptible de se produire entre les particules de diamant et les autres substances. On a obtenu de bons résultats avec une pression comprise entre environ 7 et   140     kg/cm2   et une température d'agglomération comprise entre   1450    et   1700    C et de préférence voisine de   1550    C. 



   On peut mélanger la poudre contenant l'alumine avec une quantité de particules de diamant ne dépassant pas celle qui est nécessaire pour former les surfaces abrasives de la pièce moulée dont la partie principale est formée par la poudre seule sans addition des particules de diamant. 



  Par exemple, dans une meule fabriquée de la manière décrite ci-dessus, les particules de diamant peuvent être concentrées à la surface et au voisinage seulement de la surface tra- vaillante périphérique. 



   La dureté des substances qui constituent le liant contribue notablement à augmenter la dureté et la ré- sistance abrasive des corps abrasifs ainsi fabriqués. 



   Un avantage de l'agglomération à la presse à chaud des mélanges-abrasifs consiste dans le fait que l'ag-   @   

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 glomération ne donne lieu qu'à une distorsion faible, sinon nulle, des corps moulés, en permettant ainsi de maintenir les dimensions et les tolérances spécifiées. 



   Il doit être bien entendu que l'invention n'est pas limitée à l'exemple donné ci-dessus et qu'on peut faire varier les proportions de l'alumine et des autres substances dans le liant pour satisfaire à des conditions différentes. Les pièces abrasives fabriquées suivant l'invention peuvent avoir des formes et des dimensions très variées.

Claims (1)

1. R E S U M E L'invention a pour objets : 1. Un corps abrasif artificiel,remarquable no- tamment par les caractéristiques suivantes considérées séparément ou en combinaisons : a) il se compose de particules de diamant liées par agglomération sous l'action combinée de la chaleur et de la pression dans un liant consistant principalement en alumine, intimement mélangée avec de la silice sous forme d'une argile ou d'un composé d'alumine et de silice ou de silice elle-même, la quantité totale de silice ajoutée étant sensiblement comprise entre un et demi pour cent et 10 pour cent en poids de la totalité du liant; b) on ajoute au liant un flux tel que le spath fluor et on le mélange intimement avec lui en proportion ne dépassant pas 10 pour cent en poids de la totalité du liant;

   c) le corps ne contient pas plus de 12 pour cent en/poids d'un mélange de carbure de tungstène et de cobalt qui peut provenir, au cours du broyage initial du liant dans un broyeur à billes, de l'érosion des billes du broyeur, lesdites billes étant en carbure de tungstène avec addition de cobalt; d) les particules de diamant sont concentrées <Desc/Clms Page number 6> dans les surfaces travaillantes de la masse, 2.

   Procédé de fabrication du corps abrasif ar- tificiel aggloméré précité, remarquable notamment par les caractéristiques suivantes, considérées séparément ou en combinaisons : a) on broie un mélange d'alumine et de bentonite avec ou sans addition d'un flux, tel que le spath fluor, dans un broyeur à billes en alumine dure ou en carbure de tungstène dur, le broyage s'effectuant de préférence à l'é- tat humide, on sèche le produit, de préférence dans un four vide, on prépare un mélange de ce prod.uit et des particu- les de diamant, après avoir ou non mis le mélange sous for- @e de grains fins et on agglomère le produit dans un moule sous l'action combinée de la chaleur et de la pression ;

   b) l'agGlomération s'effectue sous une pression d'environ 7 à 140 kg/cm2 et à une température comprise entre 1450 et 1700 C et de préférence voisine de 1550 C.