CH347129A - Procédé pour éroder un diamant et dispositif pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Description

  Procédé pour éroder un diamant et     dispositif    pour sa     mise    en     aeuvre       Un     procédé        connu    pour scier un diamant     con-          siste    à avoir     recours    à un disque     mince    en bronze  phosphoreux monté sur une broche rotative montée  sur     l'extrémité    d'un bras. La périphérie du disque est  garnie d'une suspension de     poussière    ou de poudre  de diamant     dans    l'huile.

   Le diamant à scier est  abaissé, par des moyens de support, sur le disque  pendant que     celui-ci    tourne à une     vitesse    appropriée.  Le revêtement en poudre de diamant doit être renou  velé périodiquement et le     sciage    demande un     temps     considérable qui peut     correspondre    à la durée d'un  jour ou plus dans un grand nombre de cas.  



  Il est également     connu    que le sciage de diamants  par ce procédé ne peut généralement se faire que sui  vant     certaines    directions parallèles aux faces d'un  cube ou à celles d'un     dodécaèdre.    La     direction    du  sciage n'est pas indépendante de l'orientation du  grain du diamant, à la volonté de l'opérateur.  



  On a déjà proposé, en connectant le support  métallique isolé du diamant à une borne du circuit  secondaire d'un transformateur à haute tension et en       reliant    le     disque    à l'autre borne de ce circuit, de faire  passer un courant électrique à travers le disque pen  dant que l'on procède au     sciage    d'un diamant. L'arc,  formé entre la périphérie du disque rotatif et le sup  port solidaire du diamant, augmente la     vitesse    du  sciage au début, mais cet arc     cesse    bientôt d'être effi  cace quand une entaille de faible épaisseur a été  faite.

   Sans     l'intervention    d'une abrasion     mécanique,     aucun découpage à la scie, quelle que soit la pro  fondeur du trait de scie, n'a pu être effectué jusqu'à  présent par les méthodes     électriques    connues.  



  On rencontre des difficultés analogues quand on  veut forer des trous dans des diamants. Jusqu'ici, on    a adopté les procédés     mécaniques    usuels utilisés seuls  ou de pair avec des procédés électriques. Dans ces  derniers cas, une étincelle est formée entre la pointe  d'une aiguille,     placée    sur la surface du     diamant,    et  une deuxième électrode pour     former    une petite cavité  qui est ensuite élargie et approfondie à l'aide d'un  foret tournant ou oscillant, en     utilisant    une poudre de  diamant abrasive,     mise    en     suspension    dans de l'huile  contenue dans la     cavité.    Un diamant,

   dont l'épais  seur est supérieure à 1,25     mm    dans la direction du  trou à percer ne peut pas être perforé complètement  en ayant seulement recours aux     procédés    électriques  connus.  



  Un but de l'invention est de     fournir    un     procédé     pour éroder un diamant et un dispositif pour sa     mise     en     eeuvre,    dans lesquels les inconvénients, inhérents  aux     procédés    connus jusqu'ici, sont supprimés.  



  L'invention a pour objet un     procédé    pour éroder  un diamant,     caractérisé    en ce qu'il     consiste    à     gra-          phitiser        superficiellement    au     moins    une partie dudit  diamant, à mettre la zone     graphitisée    en     contact    avec  deux électrodes.

   écartées     l'une    de l'autre et submer  gées dans un liquide     diélectrique    inerte, à appliquer  une tension électrique entre les électrodes de manière  à     faire    éclater des     étincelles    entre l'une des électro  des et la     surface        dudit        corps,        cette    dernière     électrode     étant sollicitée par une force     destinée    à     produire    un  mouvement de     celle-ci    dans un sens, relativement       audit    diamant,

   au     fur    et à mesure que celui-ci est  érodé par les     étincelles.     



  La présente invention a, en outre, pour objet un  dispositif     pour    la mise en     aeuvre.    de     ce    procédé, qui  est caractérisé en     ce    qu'il comprend une paire d'élec  trodes, un     bain    d'un liquide     diélectrique    inerte dans      lequel les électrodes sont immergées, des moyens  pour appliquer une tension aux électrodes, des  moyens pour maintenir un diamant en     contact    avec  les deux électrodes et des moyens pour déplacer les  électrodes l'une par     rapport    à l'autre.  



  Des mises en     aeuvre    du procédé selon l'invention  sont     décrites    ci-dessous, à titre d'exemple, en se réfé  rant aux dessins ci-annexés.  



  La     fig.    1 montre, en élévation, un dispositif pour  former une ligne de graphitisation.  



  La     fig.    2 montre, en élévation, un dispositif pour       scier    un diamant.  



  La     fig.    3 montre, à plus grande     échelle    et en vue  en bout, une     partie    du dispositif de la     fig.    2.  



  La     fig.    4 montre, en élévation, un autre dispo  sitif pour scier un diamant.  



  La     fig.    5 montre, semblablement à la     fig.    3, un       dispositif    perforateur.  



  La     fig.    6 montre,     semblablement    à la     fig.    3, un  dispositif pour former une     mince    tige en diamant.  La     fig.    7 montre, en coupe     verticale,    un disposi  tif pour former plusieurs tiges simultanément.  



  La     fig.    8 montre, en coupe horizontale suivant  8-8 de la     fig.    7, le dispositif de la     fig.    7.  



  La     fig.    9 montre un schéma d'un     circuit    électri  que destiné à produire les étincelles dans les disposi  tifs montrés     sur    les. autres     figures.     



  La     fig.    1 montre     comment    une     ligne    de     graphiti-          sation    est     tracée    sur     la,        surface    du     diamant    entre deux  points.     Comme    montré, le diamant 6 est immergé  dans un     liquide    diélectrique 8, de     préférence    de la       paraffine.    Un des points 7 choisis sur la surface du  diamant 6 est en     contact    avec une électrode 9, en  forme d'aiguille.

   Une électrode analogue 10 est pla  cée à une     certaine        distance    de     l'électrode    9. Cette  distance varie avec la tension et la     nature    du diélec  trique, mais est généralement d'environ 0,75 mm.  Une tension d'environ 10 000 volts, propre à pro  duire des étincelles, est     appliquée    entre les électrodes  9 et 10. Ceci a pour effet de brûler une ligne de  graphitisation 13 entre les extrémités des électrodes  sur la surface du diamant.

   Si     l'électrode    10 est alors  déplacée suivant des pas de 0,75     mm    vers l'autre  point, par exemple le point 11, on peut brûler une  ligne     complète    sur la surface.  



  Si la     ligne    13 est mise en contact avec deux élec  trodes et si une de     ces    électrodes, légèrement char  gée, est déplacée     dans    un sens suivant lequel on veut  éroder le diamant, l'érosion désirée a     lieu    aux points  de     contact    entre     cette    électrode et la surface du  diamant.  



  On a constaté que, en pratique, il n'est pas tou  jours aisé, à l'aide de     cette    ligne de graphitisation,  d'obtenir un     contact        électrique    efficace avec une telle         ligne,    à moins que l'électrode non érosive soit en  contact intime avec la zone     graphitisée.    La     totalité     de la surface du diamant sera donc, de préférence,       graphitisée.    Ceci est obtenu avantageusement en       chauffant    à blanc le diamant dans; une     flamme    oxy  acétylénique non oxydante jusqu'à     ce    que la tempé  rature de graphitisation soit atteinte.

   La     flamme    est  alors écartée lentement pendant que le diamant est  maintenu dans l'atmosphère créée par la     flamme     pour empêcher l'oxydation de la couche de graphite.  Quand la     flamme    est     écartée,    le     diamant    se refroidit  jusqu'à ce qu'une température, inférieure à la tem  pérature d'oxydation, soit atteinte. Toute la surface  du diamant est alors     graphitisée    et la résistance op  posée par la surface du diamant au passage du cou  rant électrique est de l'ordre de 100 ohms.  



  Une opération de sciage a été illustrée sur les       fig.    2 et 3. Dans ce cas, le diamant 6 est monté sur  un support conducteur 14 fixé sur un socle isolant  15. Le     support    est     relié    à un fil électrique 16 et est  également en     contact    électrique avec le     point    11 du  diamant.  



  Le     diamant        supporté    6 est immergé dans de la  paraffine comme plus haut. Une lame métallique 17  est     placée    sur le point 7 et est chargée avec un poids  20. La lame 17 est reliée à un fil     électrique    18. Si  les deux fils 18 et 16 sont alors     connectés    à une  source à haute     tension,    par exemple de 2000-6000  volts, la     lame    érode la     surface    du diamant 6 et, par  l'effet du poids 20,     cette    lame     s'enfonce    dans le  diamant.  



  Au cours d'essais avec ce dispositif, on a constaté  qu'un diamant ayant une largeur de 6,4 mm et une  épaisseur de 0,6     mm    peut être divisé en deux parties  le long d'un plan de clivage en moins de 15     minutes.     De même, un diamant ayant une épaisseur de 2,5 mm  et la même largeur a été scié complètement, le long  d'un plan de clivage, en deux heures un     quart.    Ces  résultats. sont d'autant plus     frappants    si l'on se rap  pelle qu'un diamant ne peut être scié suivant un plan  de clivage par les méthodes usuelles. Il est également  à noter que le traitement est continu et qu'aucun  traitement d'abrasion     mécanique        n'intervient.     



  On a constaté que, pendant le     traitement    décrit  plus haut, la coupe faite dans le diamant tend à  s'élargir à sa partie supérieure à cause de l'érosion  par     étincelles    quia     lieu    latéralement par     rapport    à  la lame. Le     dispositif    montré sur la     fig.    4     écarte    cette       difficulté    à un degré élevé. Dans ce cas, on utilise  une lame     tournante    19.

   La vitesse de la lame ne  doit pas être élevée, c'est-à-dire qu'elle est de l'ordre  de 200     t/min.    Le mouvement de la lame projette de  la     paraffine    dans     l'entaille,        ce    qui empêche fortement  la production des étincelles     latérales.    Le procédé pré  sente l'avantage que l'on peut sectionner des dia  mants comportant des       noeuds     , ce qui n'était pas  possible avec les méthodes usuelles.  



  Une opération de     perforation    est illustrée sur la       fig.    5. Dans     ce    cas, une aiguille 21, solidaire du  poids 20, agit comme     électrode    d'érosion. La pointe      de l'aiguille peut être plate.     Egalement    dans ce cas,  l'aiguille doit être en contact avec une. extrémité de  la     ligne    de graphitisation. 13 aboutissant à l'électrode  inférieure 14 ; on peut ainsi percer un trou dans le  diamant en une seule opération.  



  Sur la     fig.    6, le procédé sert à former des tiges       minces    de diamant qui conviennent à l'utilisation  comme aiguilles de     gramophone    ou styles. L'élec  trode érosive 22 est constituée par un cylindre creux  qui découpe un noyau 23 en diamant. Le noyau 23  peut être découpé avec des tolérances très réduites et  il peut être taillé dans n'importe quelle direction dans  le corps du diamant. Par     ce    procédé, il est     possible     de découper des tiges de diamant ayant un diamètre  beaucoup plus, petit     que        celles    fabriquées couram  ment par les     méthodes    usuelles.  



  Le dispositif montré sur les     fig.    7 et 8 convient  pour fabriquer simultanément plusieurs tiges de dia  mant. Une électrode 22 est formée par un faisceau  de tubes     cylindriques    à section circulaire, supportant  un poids 23 relié par un parallélogramme articulé au       support    du diamant, pour que l'on soit certain que  le faisceau     descende    suivant une ligne droite.  



  Un     circuit        convenant    à la production du courant  produisant des,     étincelles    est montré sur la     fig.    9.  Les     électrodes.    14 et 22. sont     connectées    en série  avec un     condensateur    30 ayant une capacité com  prise entre 0,0005 et     0,002.2        microfarad    et en paral  lèle avec un     éclateur    réglable 31. L'intervalle entre  les électrodes 14 et 22 varie entre 3,5 et 0,25 mm.

    Une résistance 32, d'environ 50 mégohms, est égale  ment     reliée    en parallèle avec l'éclateur et une résis  tance     limitatrice    33,     comprise    entre 0,5 et 5     még-          ohms,    est reliée en série avec     l'éclateur    et les élec  trodes. Une tension alternative, fournie par un trans  formateur réglable ou une tension     continue    fournie  par un     redresseur,    est     appliquée    aux bornes 34. La  tension peut varier entre 1000 et 15 000 volts.  



  Une variante de ce circuit     peut    être utilisée, dans  laquelle les électrodes seraient reliées en série avec  l'éclateur et en parallèle avec le condensateur.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé pour éroder un diamant, caractérisé en ce qu'il consiste à graphitiser superficiellement au moins une partie dudit diamant, à mettre la zone graphitisée en contact avec deux électrodes écartées l'une de l'autre et submergées dans un liquide diélec trique inerte, à appliquer une tension électrique entre les électrodes de manière à faire éclater des étincel les entre l'une des électrodes et la surface dudit corps,

   cette dernière électrode étant sollicitée par une force destinée à produire un mouvement de celle-ci dans un sens, relativement audit diamant, au fur et à mesure que celui-ci est érodé par les étincelles. II.

   Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il com prend une paire d'électrodes, un bain d'un liquide diélectrique inerte dans lequel les électrodes sont im- mergées, des moyens pour appliquer une tension aux électrodes, des moyens pour maintenir un diamant en contact avec les deux électrodes et des moyens pour déplacer les électrodes l'une par rapport à l'autre. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la zone graphitisée est constituée par une ligne. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la zone graphitisée est formée en mettant la surface du diamant en contact avec deux électrodes très rapprochées dans un milieu diélectrique inerte et -en faisant agir une tension sur ces électrodes. 3. Procédé selon la sous-revendication 2, carac térisé en ce qu'une électrode est déplacée pour allon ger ladite zone. 4.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que toute la surface du diamant est graphi- tisée. 5. Procédé selon la sous-revendication 4, carac térisé en ce que la surface du diamant est graphiti- sée en chauffant celui-ci à blanc dans une flamme oxyacétylénique et en écartant lentement la flamme pour permettre au diamant de se refroidir dans l'at mosphère formée par la flamme. 6.

   Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce que l'une des électrodes est fixe et est pla cée de manière telle que le diamant puisse être mis en contact avec celle-ci. 7. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce qu'une électrode est constituée par une lame. 8. Dispositif selon la sous-revendication 7, carac térisé en ce que la lame présente la forme d'un dis que et en ce qu'il comprend des moyens. pour faire tourner ce disque autour de son axe. 9.

   Dispositif selon la revendication II, caractérisé en ce qu'une électrode a la forme d'une aiguille. 10. Dispositif selon la sous-revendication 9, caractérisé en ce que la deuxième électrode est une électrode fixe placée en regard de l'électrode en forme d'aiguille. 11. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce qu'une électrode est formée par un tube cylindrique. 12. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce qu'une électrode est formée par des tubes cylindriques liés les uns aux autres. 13.

   Dispositif selon la sous-revendication 11, caractérisé en ce que le tube cylindrique a une sec tion transversale circulaire 14. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce que le milieu diélectrique inerte est formé par de la paraffine. 15. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce que les électrodes sont reliées en parallèle avec un éclateur et en série avec un condensateur.

   16. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce que les électrodes sont reliées en série avec un éclateur et en parallèle avec un condensa teur. 17. Dispositif selon la revendication II, caracté risé en ce que les. électrodes sont reliées avec un éclateur, l'intervalle entre les électrodes de l'éclateur étant réglable.