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" Pénétrateur en diamant pour éprouver la dûreté des métaux "
La présente'invention vise un nouveau type de pénétrateur en diamant destiné à éprouver la dureté des métaux et pouvant être monté sur différentes machines connues utilisant le dia- mant comme organe de pénétration.
Suivant le genre de ces machines, l'échelle des duretés est obtenue soit par lecture directe sur un cadran, soit par mesure micrométrique du diamètre de l'empreinte résultant de la pénétration du diamant.
Les diamants pénétrateurs utilisés jusqu'à ce jour ont des caractéristiques variables suivant,les types de machines et peuvent se diviser en deux catégories : les diamants affectant la forme d'une pyramide pointue à base carrée - figure 1 - dont les faces diamètralement opposées forment un angle ri- @
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goureux et ceux de forme conique (figure 2) dont le-sommet est arrondi, l'angle de ce cône ainsi que le rayon pouvant varier suivant les types.
Dans le premier cas, le pénétrateur est rendu très fragile en raison de l'extrême dureté du diamant, par la forme pointue et à arêtes vives. Quand il est bien réalisé, sa sensibilité est très grande et permet des mesures très précises sur les types de machines auxquels il est destiné, mais il ne peut être utilisé qu'à faibles charges et demande beaucoup de soins et une manipulation délicate.
Dans le deuxième cas, le pénétrateur est moins fragile, mais son façonnage, pour réaliser la forme idéalement parfaite, en est très difficile.
En effet, un cône en diamant ne peut être obtenu que par brutage d'abord (tournage par usure à l'aide d'un autre diamant) et ensuite par polissage (disque de métal garni dégrisée).
Ces conditions de travail du diamant sont anormales pour les raisons exposées ci-après, mais sont cependant les seules possibles. Cette erreur fondamentale provient peut être du fait que les créateurs du procédé de billage à l'aide du diamant ont rederché une forme géométrique idéale sans tenir compte des possibilités de travail du diamant.
Ce procédé de brutage de ce cane, actuellement en usage, présente les inconvénients suivants :
I - La seule cristallisation de diamant brut possible pour l'appliquer est la pierre de formation dite de quatre pointes ou octaèdre comme le montre la figure 3. Or, cette cristallisation oppose au diamant bruteur ou au disque de polissage lorsque l'on fait tourner le diamant sur son axe quaternaire pour effectuer les opérations de brutage et de polissage, des parties alternativement dures A et tendres B en fonction de sens de taille (Plans de clivage).
2 - L'opération de brutage façonne le diamant par attaque d'un autre diamant par rotation circulaire sans tenir compte des sens de travail, ce qui occasionne inévitablement au diamant bruté, indépendamment d'un façonnage grossier et irrégulier,
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des glaces ou félures lesquelles, même superficielles, sont autant d'amorcesde ruptures prêtes à céder au moment de l'effort auquel est soumis le pénétrateur lors de son utilisation.
De ces faits, il en résulte, indépendamment d'une fragi- lité accrue du diamant qui peut avoir pour résultat le bris de celui-ci par clivage au moment de l'effort de compression, également un manque de précision dû aux irrégularités de la forme idéale de conception, occasionné par le procédé décrit et se traduisant par des sections ovales ou elliptiques E, car- rées curvilignes F (figure 4)forme ogivale G de la pointe ou arrondi applati ou déformé de l'extrémité H (figure 5).
Des retouches locales du diamant peuvent permettre de constater une lecture correcte sur un étalon d'une dureté donnée, mais il est très difficile d'obtenir dans toute la gamme des différentes duretés, des indices rigoureusement corrects.
La présente invention a pour but de remédier aux incon- vénients précités et repose sur une combinaison nouvelle de moyens et d'organes connus, cette combinaison permettant d'obte- nir un résultat meilleur et plus complet en comparaison de tous les pénétrateurs de types coniques en diamant actuellement utili- sés. L'invention réalise un nouveau type de pénétrateur en diamant d'une forme absolument nouvelle, cette forme étant permise par l'utilisation du procédé classique de la taille qui respecte les sens du travail du diamant, réalisant ainsi un outil d'une sensibi- lité et d'une précision parfaites et donnant à l'usage une durée considérablement accrue.
Il est connu que, le diamant doit être travaillé pour obtenir une surface régulière et polie, en tenant compte de ses,sens de taille. Or, le brutage ne peut que donner un façonnage grossier et irrégulier en lésant la cristallisation du diamant, par création de glaces qui constituent autant d'amorces de ruptures et que le polissage ne peut faire disparaitre. Il est donc nécessaire, pour éviter ces inconvénients, de procéder par la taille et de proscri- re le brutage et le polissage circulaire. Mais, la taille normale ne permet d'obtenir,que des faces planes.
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Ainsi, entre la pointe aiguë d'une pyramide à 4 faces formant des arêtes vives et réalisant un ensemble fragile nécessitant des précautions d'emploi et des faibles charges de pénétration, et la pointe arrondie d'un cône poli pouvant présenter toutes les irré- gularités et les défauts résultant tant du procédé de façonnage que de la structure du diamant, l'on réalise un cône ou un polyè- dre pyramidal 1 (figure 6) dont l'extrémité, et c'est là la carac- téristique essentielle de l'invention, au lieu d'être un rayon est constituée par une tronquature J dont l'orientation et la dimension devront être rigoureusement calculées et réalisées afin de fournir les mêmes indices, dans toutes les échelles de dureté, que les pénétrateurs précédemment en usage.
Le cône pourra être réalisé par tout procédé ou bien rempla- cé, par exemple, par un polyèdre pyramidal dont les faces diamé- tralement opposées forment entre elles l'angle exigé. Il suffira de multiplier le nombre des faces pour que la forme obtenue soit superposable à celle d'un cône, cette forme étant indiquée à titre d'exemple non limitatif.
La tronquature L pourra être simple (figure 6) ou complexe, constituée, à tite d'exemple non limitatif, par un cône secon- daire K (figure 6) obtenu par des faces régulières formant un an- gle calculé.
De ces faits, le diamant ainsi taillé constitue une pointe parfaitement polie dont la pénétration se fera sans effort dans le métal à éprouver, par un glissement régulier, d'où une très grande sensibilité, les irrégularités de forme inévitables par les procédés de brutage et de polissage sont-ainsi évitées à condition bien entendu que le travail de taille soit mené avec régularité et'précision. La précision des lectures obtenues dans toute la gamme des duretés sera fonction de celle avec laquelle les nouvelles caractéristiques adéquates auront été réalisées.
La durée,à l'usage de ce pénétrateur sera, de plus, accrue par le fait que le diamant ayant été travaillé dans les sens normaux de taille, aucune lésion, même superficielle ne viendra tendre à séparer la pierre par clivage au moment de l'effort.