CH266169A - Procédé de fabrication d'un outil comprenant au moins une partie en diamant portée par une monture métallique et outil fabriqué par ce procédé. - Google Patents

Description

  <B>Procédé de fabrication d'un outil comprenant au moins une partie en diamant portée</B>  <B>par une monture métallique et outil fabriqué par</B> ce<B>procédé.</B>    L'invention comprend un procédé de fabri  cation d'un outil comprenant au moins une  partie en diamant portée par une montre  métallique et un outil fabriqué par ce pro  cédé.  



  Le     procédé    que comprend l'invention est  caractérisé en ce qu'on place dans un moule  ladite partie en diamant entourée au moins  partiellement d'une masse de poudre métal  lique destinée à constituer la monture et en  ce qu'on forme cette monture et y fixe la  partie en diamant en comprimant dans le  moule ladite masse de poudre métallique  pour la rendre compacte et en introduisant  un métal soudant dans les interstices de la  masse, qu'on chauffe jusqu'à une tempéra  ture suffisante pour faire fondre le métal  soudant et qu'on laisse ensuite refroidir.  



  La poudre métallique peut comprendre du  fer et on peut alors la comprimer sous une       pression    d'environ 56 kg par     cm=.    Elle peut  aussi être mélangée à du diamant en poudre  ou à un métal soudant pulvérisé ou être en  robée par ce dernier, qui peut comprendre  du zinc ou être du cuivre.  



  Le procédé peut être appliqué à la fabri  cation de meules.  



  La monture d'un outil fabriqué par le  procédé selon l'invention peut contenir de  90 à     25ô    de fer en poudre aggloméré et de  10 à 75     5VO    de bronze.    Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, plusieurs formes d'exécution d'un  matériel servant à la mise en     oeuvre    du pro  cédé selon l'invention.  



  Les     fig.    1 et 2 représentent la fabrica  tion     d'un    outil comprenant     iui    diamant ap  pointé en forme de cône.  



  La     fig.    3 représente l'application de l'in  vention à un outil de perçage.  



  La     fig.    4 représente l'application de l'in  vention à un outil comprenant un diamant  en forme de cube.  



  Les     fig.    5 et 6 représentent l'application  de l'invention. à des outils comprenant des  diamants en forme de ciseaux.  



  La fi,-. 7 représente une variante du pro  cédé, quand de fortes pressions sont défavo  rables, et  la     fig.    8 représente la fabrication d'une  meule.  



  Dans un exemple de mise en     couvre    de  l'invention représenté par la     fig.    1, un dia  mant 1 est. placé sur un plot 2 pourvu d'une  entaille 3, qui s'adapte     à,    l'extrémité conique  du diamant, de telle sorte que la racine de  ce dernier soit en saillie au-dessus du plot.  Le plot 2 est placé d'une manière     amovible    à       1-'extrémité    inférieure d'un moule 4, dont  l'axe est vertical, et dont la forme est choisie  selon la coupe transversale qu'on veut don  ner à la monture.

   La quantité nécessaire de      fer en poudre 5 est placée dans le moule de       lac     ,on à     entourer    la racine du diamant, puis  elle est comprimée par un piston plongeur 6,  qui s'adapte à la forme du moule. La pres  sion exercée est déterminée par la forme, les  dimensions et la finesse du diamant, ainsi  que par la nature et les dimensions de l'outil  ou de la monture qu'on veut fabriquer.  



  Le fer en poudre comprimé avec le dia  mant conserve sa forme, quand on l'enlève  du moule et qu'on le place dans lui dispo  sitif approprié, qui peut comprendre un  moule en charbon en     deux    parties 7 et 8       (fig.    2), la partie supérieure 7 ayant une  ouverture 9, par laquelle     im    morceau d'une  matière     soudante,    par exemple du bronze,  peut pénétrer dans le moule et entrer en con  tact avec le fer en poudre comprimé. On  chauffe le moule 7, 8, avec son contenu, dans  une atmosphère exempte d'oxygène, à une  température légèrement plus élevée que le  point de fusion de la matière soudante, pour  être sûr qu'elle fonde complètement.  



  La matière soudante fondue forme un  moyen de liaison et coule dans les interstices  du fer en poudre qui l'absorbe et avec le  quel elle se combine pour former une masse  solide. On poursuit l'opération de chauffage  jusqu'à ce que l'absorption de la matière  liante soit complète, après quoi on laisse re  froidir la monture. On peut se servir de la  monture     dans    la forme où elle a été fondue,  ou par -un usinage lui donner toute autre sec  tion appropriée. On peut réduire son dia  mètre pour l'introduire dans un porte-outil  ayant     une    ouverture convenable, dans la  quelle elle se fixe par frottement.  



  Polir l'opération de chauffage, on peut  se     servir    de tous les fours appropriés et en  particulier d'un four à moufle ordinaire  avec -une atmosphère d'hydrogène ou d'un  autre gaz convenable. Ce type de four con  vient parfaitement.  



  On peut soumettre la monture, fabriquée  en partie tandis qu'elle était dans le moule 7,  8, à     une    opération de chauffage préalable ou  de séchage pendant environ cinq minutes à  l'entrée du four et ensuite la placer au mi-    lieu de ce dernier     pour    faire fondre la ma  tière liante, soit pendant environ trois mi  nutes, avec une période     subséquente    d'envi  ron deux     minutes    pour garantir l'absorption  de la matière soudante fondue par le fer en  poudre. On peut alors ramener l'outil à. l'en  trée du     four    pour le refroidir très lente  ment pendant environ quinze minutes et en  suite l'enlever pour le refroidissement final  dans une atmosphère normale.  



  Pour former la monture avec. du fer en  poudre et un liant     constitué    par une matière  soudante, telle que le bronze,     fine        pression     d'environ 56 kg par     em2    est, convenable, de  même qu'une température de chauffage sub  séquente d'environ 1070  C. On peut     mor_li-          fier    ces conditions et aussi les durées du  traitement, sans pour autant s'écarter de  l'esprit de l'invention. Ainsi, des pressions de  35 à 70 kg par     em2    peuvent être emploi     ées     suivant la nature du diamant, avec des tem  pératures dépendant du caractère de la ma  tière liante.  



  Dans la fabrication d'un outil de per  çage, le plot portant le diamant pendant la  compression du fer en poudre est formé de  deux     segments    10 et 11     (fig.    3), dont les  faces supérieures sont inclinées vers le mi  lieu. Sur sa face supérieure, le segment 11  porte     unè    rainure pour recevoir le diamant,  de sorte que la face coupante de ce dernier  soit dégagée. Le segment 11 est entaillé en  72 pour ménager la place de l'arête déli  cate 13 du diamant.  



  Dans le cas de la fabrication d'un outil  comprenant un diamant ayant la forme d'un   cube , le plot d'appui se compose de deux  segments 14 et 15     (fig.    4), qui sont formés  de façon à réserver une entaille 16 dans la  quelle se loge le  cube  17 du diamant. Le  plot combiné 14, 15 est plat et     dîme    épais  seur appropriée à la quantité, dont la ra  cine du diamant doit s'engager dans la mon  ture.  



  Les     fig.    5 et 6 représentent la mise en  place de diamants ayant la. forme de ciseaux.  Le plot portant le diamant est, en deux seg  ments 18 et 19 ayant des faces inclinées 20      et 21 limitant un espace en forme de coin  dans lequel se loge l'extrémité en forme de  ciseau 22 du diamant. hue entaille 23 est  ménagée au fond de l'espace en coin pour  éviter une pression sur l'arête du diamant.  



  Dans les formes d'exécution décrites     phis     haut, le moule à pression a été fait en métal  pour qu'il résiste à     des    pressions relative  ment élevées.     Cependant.,    avec certains types  de diamants comprenant des diamants bruts,  de telles pressions ne conviennent pas et  sont dangereuses et on ne peut. employer  que des pressions relativement faibles. Dans  ces cas-là, on petit se servir     d'un    type de  moule modifié, dans lequel on comprime de  la poudre métallique et dans lequel on effec  tue les opérations subséquentes de liaison.  



  Ainsi à la fi-. 7, qui représente un moule  multiple, une base en charbon 24 porte un  élément (le moule en charbon 25 ayant plu  sieurs entailles de moules 26.     Aux        extré-          niités    inférieures des entailles de moules sont  introduits des plots de charbon amovibles  27, chacun d'eux     étant    entaillé en 28 pour  recevoir la pointe d'un diamant 29.     Après     qu'on a introduit du fer en poudre 30, on le  clame légèrement pour le consolider, après  quoi on place des couvercles de charbon 31  pour fermer le moule.

   Ces couvercles sont,  pourvus d'ouvertures 32 devant recevoir et  guider des morceaux de bronze, qu'on fait  fondre en introduisant le moule     complet.     dans un four. Il est évident que ce procédé  peut. s'appliquer à. un moule isolé, aussi bien  qu'à un moule multiple.  



  Selon une variante de cette forme d'exé  cution, on peut introduire urne matière sou  dante réduite en poudre et la mélanger au  fer en poudre     avant    la consolidation sous  pression. La proportion du fer en poudre et  du laiton ou du bronze petit varier considé  rablement. Avec     Lui    faible pourcentage de  bronze, la température est moins critique,  mais la monture sera plus poreuse et aura  une plus grande tendance à se rompre. La  proportion peut. varier (le<B>10%</B> de bronze et  90 % de fer à. 75 % (le bronze et. 25 % de fer.

    Le pourcentage petit     étre        choisi    selon l'usage    auquel est destiné l'outil.     Orn    peut éprouver  de la difficulté à obtenir un bon mélange à  cause du grand poids spécifique du bronze.  On peut L'éviter en recouvrant le fer en  poudre avec une matière liante.  



  Ainsi selon une autre forme     d'exécution     de     ]'invention,    au lieu d'introduire la ma  tière liante en la faisant couler clans les in  terstices du fer en poudre comprimé, ou en  la     mélari,eant.    à des parcelles de fer, on petit  enrober ces parcelles de fer avec un métal  soudant approprié, par exemple du cuivre,  et après avoir comprimé les parcelles de fer  enrobées on peut. introduire la monture clans       tin    four approprié et la     .chauffer    jusqu'à la  température (le frittage de la matière enro  bant les parcelles, et ainsi effectuer la liai  son.

   Avec cette forme de mise en     aeuv        re    de       l'invention,        orn        petit    employer des tempéra  tures plus basses pendant l'opération de  liaison.  



  On peut enrober les parcelles de fer par  tin dépôt chimique ou électrolytique. Par  exemple, on     petit    laver les parcelles de fer  dans     tune    solution d'un sel     métallique,    tel  que du sulfate ou du nitrate de     cuivre.     Après cette opération. de lavage, on fait dis  paraître l'humidité et on crible la,     poudre     métallique enrobée avant de la soumettre à  un traitement sous pression et à chaud.     Au     lieu de nitrate de cuivre, on peut utiliser       du    nitrate d'argent, qui a     l'avantage    de per  mettre d'employer des     températures    plus  basses pendant.

   l'opération de frittage. Des  températures     inférieures    d'environ 111" C  peuvent convenir quand on se sert d'argent  au lieu de cuivre.  



  Le diamant peut être enrobé avec un mé  tal soudant sur la partie ou la racine qui  doit être enfermée par la monture.  



  On a constaté que des outils au diamant  préparés selon     l'inv    entions ne présentent ni  rétrécissement, ni gonflement, ce qui indique  que la matière soudante remplit simplement  les interstices entre les parcelles de fer et les  lie solidement les unes     aux    autres.  



  Le procédé selon l'invention comprend un  mode de fixation du diamant dans la mon-      tune qui garantit une résistance considérable  ment plus grande que celle qui est nécessaire  et ainsi donne une bonne marge de sécurité.  En même temps, l'enlèvement du diamant  pour     hti        donner        une    nouvelle forme     n'offre     aucune difficulté, parce qu'il est facile de cou  per, de limer ou d'usiner la     monture    avec des  outils normaux ordinaires.  



  Le procédé selon l'invention prévoit une  méthode     pour    maintenir des diamants en  place, pendant qu'une opération de moulage  est effectuée pour les fixer dans une monture.  



  Dans la mise en ce-Livre de l'invention,  quand on l'applique à la fabrication d'une  meule, on introduit     um    tampon de fonte 33       (fig.    8)     dans        un        moule    ou tuyau de charbon  34, ayant un diamètre intérieur égal au dia  mètre     extérieur    de la meule terminée. On place  ensuite sur le tampon de fonte un     disque    35,  en acier doux ou en un autre métal appro  prié, percé comme il convient en 36 et destiné  à former une plaque d'appui pour la meule  terminée.  



  On étend alors un mélange 37 de fer en  poudre et de diamant en poudre graduée sur  la partie active de la plaque     d'appui    en acier       doux.     



  On monte dans le tuyau de charbon,     au-          dessus    de la poudre de fer et de diamant, un  second tampon de fonte 38, disposé pour for  mer un piston plongeur, et on exerce sur ce  tampon une pression d'environ 56 kg par e &   pour rendre compacte la poudre de fer et de       diamant.    On enlève alors le tampon de fonte  33 et on le remplace par un tampon de char  bon de même grandeur. A la place du tampon  de fonte 38, on     introduit    un autre tampon  de charbon, qui a les mêmes dimensions, mais  qui est perforé de manière à donner passage  à des morceaux d'un métal soudant, par exem  ple du bronze.  



  On place alors le     tant    dans une     atmosphère     d'hydrogène ou d'un autre gaz approprié, à  l'intérieur d'un four, et on     chauffe        jusqu'à     une température, par exemple aux     environs     de<B>10700</B> C,     suffisante    pour faire fondre les  morceaux de bronze, qui coulent dans les in  terstices du fer en poudre et sont. absorbés    par ce dernier, avec lequel ils se combinent  pour former une masse solide. En même temps,  le bronze fondu fait adhérer' la. masse à la  plaque d'appui en acier doux 35.  



  Tandis que la masse rendue compacte est.  dans le moule, on peut la soumettre à l'entrée  du four à une opération de chauffage préa  lable et de séchage et, après l'absorption du  métal soudant par le fer en poudre, on peut.  ramener l'outil à l'entrée du four pour l'y re  froidir très lentement pendant une période  après laquelle on l'enlève pour le refroidisse  ment final dans une atmosphère normale.  



  Après le refroidissement final, la meule  est enlevée du moule et, après avoir été rec  tifiée, elle est prête à l'usage. Il n'est pas  essentiel de prévoir une plaque d'appui 35 en  acier et on peut donner aux meules fabriquées  selon un procédé conforme à l'invention des  dimensions et une forme permettant de sup  primer la plaque d'appui.  



  On a constaté qu'avec une meule fabri  quée par le procédé selon l'invention, le dia  mant introduit dans la meule n'est pas dété  rioré pendant la fabrication et reste ainsi un  bon agent de taille. De plus, tandis que la  monture formée par le fer en poudre et le  bronze est suffisamment tenace pour mainte  nir les parcelles de diamant pendant toute la  durée de leur utilisation, elle n'est pas assez  dure pour devenir lisse facilement.  



  La matière soudante peut être introduite  sous forme pulvérulente et mélangée à la.  poudre de fer et de diamant. avant l'applica  tion de la pression. Les parcelles de fer peu  vent également être enrobées d'une manière  analogue à celle qui a été décrite plus ha-Lit.  Dans le cas de parcelles de fer enrobées, l'ag  glomération peut être effectuée par l'appli  cation d'une pression suivie d'un traitement  à chaud. En plus de l'enrobage du fer en  poudre     avec    un métal ou un alliage liant., le  diamant en poudre peut être enrobé aussi  d'une manière analogue.  



  Tandis qu'on préfère se servir de poudre  ou de parcelles de fer et de bronze, on peut  employer aussi d'autres métaux ou alliages.      Ainsi on peut. utiliser comme matière liante  des poudres métalliques, par exemple de       cuivre,    (le zinc et de laiton, avec de la sou  dure à l'étain ou à l'argent et avec cela des       pressions    variant entre 35 et. 70     1.;g    par     eni'    et  des températures de 240  C à environ 130  C.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS: I. Procédé (le fabrication d'un outil com prenant au moins une partie en diamant por tée par une monture métallique, caractérisé en ce qu'on place dans un moule ladite par tie en diamant entourée au moins partielle ment d'une masse de poudre métallique des tinée à constituer la monture. et en ce. qu'on forme cette monture et y fixe la partie en diamant en comprimant dans le moule ladite masse de poudre métallique pour la rendre compacte et en introduisant. un métal sou dant dans les interstices de la masse, qu'on chauffe jusqu'à une température suffisante pour faire fondre le métal soudant. et qu'on laisse ensuite refroidir. II. Outil fabriqué par le procédé selon la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que la poudre métallique est un alliage. 2. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que la poudre métallique com prend du fer. 3. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on comprime la poudre métallique comprenant du fer sous une pression d'environ 56 kg par cm'. 4. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que le métal soudant est. un alliage. 5. Procédé selon la. revendication I, ca ractérisé en ce que le métal soudant com prend du zinc. 6. Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que le métal soudant est du cuivre. 7.

   Procédé selon la revendication I, ea- ract.érisé en ce que le métal soudant est pul- vérisé, en ce qu'on 1e mélange à la poudre métallique et en ce qu'on comprime le mé lange. 8. Procédé selon la revendication I, ca- raet.érisé en ce que le diamant est pulvérisé, en ce qu'on le mélange à la poudre métal lique et en ce qu'on comprime le mélange. 9. Procédé selon la. revendication I et la sous-revendication 8, caractérisé en ce qu'on comprime ledit mélange en contact avec une plaque d'appui logée dans le moule. 10.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce que le diamant et le métal soudant sont pulvérisés, en ce qu'on les mé lange à la poudre métallique et en ce qu'on comprime le mélange. 11. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 10, caractérisé en ce qu'on comprime ledit mélange en contact avec une plaque d'appui logée dans le moule. 12. Procédé selon la revendication I, ca- ractér isé en ce que l'outil comprenant. un diamant, on entoure la racine de celui-ci par la masse de poudre métallique. 13.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on enrobe la. poudre mé tallique avec un métal soudant et en ce qu'on les comprime ensemble et les chauffe jusqu'à la température de frittage du métal soudant. 14. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 13, caractérisé en ce que la poudre métallique enrobée est mélan gée avec du diamant pulvérisé. 15. Procédé selon la. revendication I et. la sous-revendication 13, caractérisé en ce qu'on enrobe la poudre métallique par un dépôt chimique. 16. Procédé selon la revendication r et la sous-revendication 13, caractérisé en ce qu'on enrobe la poudre métallique par un dépôt électrolytique. 17.

   Procédé selon la revendication I et les sous-revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'on enrobe aussi le diamant avec ledit métal soudant. 18. Procédé selon la revendication I et la sous-revendication 12, caractérisé en ce qu'on place an fond du moule un plot entaillé sur lequel repose la pointe du diamant et au dessus duquel on introduit la masse de poudre métallique qui entoure la racine du diamant. 19. Outil selon la revendication II, ca ractérisé en ce que la monture contient de 90 à 25 % de fer en poudre aggloméré et de 10 à 75 Jo de bronze. 20.

   Outil selon la. revendication II, cons tituant une meule, caractérisé en ce qu'il ren ferme du diamant en poudre fixé dans une monture comprenant du fer en poudre agglo méré et lié à une plaque d'appui métallique avec du bronze comme métal soudant.