<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.