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La présente invention a trait à la fabrication d'articles abra- sifs ou outils employés pour le moulage ou la coupe et comprenant une lase ou corps ayant une surface de travail composée de particules de matière abra- sive, telle que la poussière de diamant, ladite matière étant maintenue en place par une couche de métal, dans laquelle elle est scellée. Plus exac- tement, l'invention se rapporte à un nouveau procédé de fabrication de tels articles, ce nouveau procédé permettant de sceller les particules dans la surface de travail de l'article de façon que la coupe effectuée au moyen de l'article soit nette, de façon que les particules ne soient pas délogées pendant l'utilisation et de façon que la surface de travail ne se bouche pas.
Il existe un procédé de fabrication de tels outils abrasifs, dans lequel on prépare un corps ayant une surface de même forme et dimension que la surface de travail de l'outil à produire. Une couche de métal doux est appliquée sur la surface du corps d'une manière adéquate quelconque, de pré- férence par galvanoplastie, l'épaisseur de la couche étant ordinairement éga- le à la hauteur dont les particules atrasives font saillie par rapport à la surface de travail de l'outil. Les particules sont ensuite réparties sur' la surface de la couche, dans laquelle elles sont enfoncées jusqu'à ce qu' elles touchent la surface du corps d'outil.
Les particules employées sont de préférence de dimensions égales et, comme la couche est sensillement plus mince que la plus grande dimension de n'importe quelle particule, des parties importantes des particules restent exposées ou découvertes au-dessus de la couche, après l'enfoncement des particules dans la couche de métal doux jusqu'à ce qu'elles touchent le corps d'outil. Un métal liant dur est ensui- te appliqué sur la surface de la couche, par exemple par galvanoplastie, afin d'enrober les parties des particules, qui font saillie par rapport à la surface de la couche et de constituer une masse d'épaisseur désirée.
Dans la mise en oeuvre du procédé connu spécifié ci-dessus, le corps d'outil employé est; de préférence, en métal et les meilleurs résultats sont obtenus par 1' emploi de particules de dimensions égales, étant donné que, quelles que soient les positions desdites particules, lorsqu'elles sont pressées dans la couche de métal doux jusqu'à être en contact avec le corps d'outil, ces particules ne sont pas complètement enfoncées dans la couche de métal doux et des parties de ces particules restent exposées, de manière à pouvoir être enrobées par le liant métallique. Quoique des particules de dimensions éga- les puissent être trouvées sur le marché, elles sont un peu plus chères que les particules de dimensions irrégulières et leur utilisation augmente quelque peu le coût de la fabrication.
Pour des raisons pratiques et pour réduire les frais, il est, dans certains cas, désirable d'employer un corps ou une ébauche en matière non-métallique pour - façonner l'outil.
La présente invention a donc pour objet un procédé grâce auquel des outils satisfaisants peuvent être fabriqués, en utilisant des particules de dimensions irrégulières et un corps d'outil non-conducteur, tien que l'utilité du procédé ne soit évidemment pas limitée à l'utilisation de particules de forme donnée nu d'un corps en un métal déterminé.
Dans la mise en oeuvre du nouveau procédé, un corps en une matière convenable est préparé. Cette matière peut être non-conductrice. La surface du corps correspond à la surface de travail de l'outil à produire. Cette surface du corps d'outil est enduite d'adhésif et, pendant que ce dernier est encore plastique, parsemée de particules d'abrasif à la concentration désirée. Ces particules d'abrasif peuvent être de la poussière de diamant.
Si les particules utilisées ne sont pas d'égales dimensions, elles sont appliquées sur l'enduit par un procédé électrostatique, de manière que leur axe longitudinal soit perpendiculaire à la surface enduite. D@s que l'en- duit adhésif à fait prise, le métal est appliqué sur l'enduit et les particules, afin d'enrober ces dernière et de former un corps d'épaisseur sutstan- tielle. Cette masse pourvue de particules est ensuite enlevée de l'ebauche et, si cela est nécessaire, une partie du métal déposé peut être éliminée du pourtour des particules. Aprs les opérations de finissage, la masse contenant les particules est habituellement fixée sur un support pour ter-
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miner l'outil.
Pour faciliter la comprégension de l'invention, on se référera aux dessins ci-annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une ébauche, dont on peut se servir pour exécuter le nouveau procédé; - la figure 2 est, en partie, une vue en élévation latérale et, en partie, une coupe de l'ébauche dans une phase d'application du procédé; - les figures 3, 4 et 5 sont des coupes fragmentaires de l'étauche illustrant différentes phases du procédé; - la figure 6 est une coupe fragmentaire de l'élément abrasif d'un outil confectionné suivant l'invention; - la figure 7 est une vue semblable à la figure 5, montrant une autre opération, et - la figure 8 est une coupe d'un outil terminé, fabriqué selon l'invention.
Le nouveau procédé peut--être utilisé pour la fabrication de divers genres d'outils et, à titre d'orientation, on décrira en détail le procédé de fabrication de l'outil représenté à la figure 3. Cet outil est du type rotatif. Il comprend une base 10 en forme d'assiette, cette base étant pourvue d'une ouverture 11, pour l'introduction d'un manche ou d'une tige, et d'un rebord circulaire plat 12 s'étendant tout autour du bord de la comavité 13. Un élément abrasif est monté sur la surface 12, il consiste en un corps de métal liant dur 14, dans lequel les particules 15 de matière abrasive sont scellées. Si on le désire, l'élément abrasif peut comprendre une doublure métallique pour la concavité 13 de la base 10, cette doublure étant solidaire du corps 14.
L'ébauche 16 utilisée pour la constitution de l'outil indiqué peut être en n 'importe quelle matière convenable, conductrice ou non.
Elle présente une surface circulaire plane 17 correspondant à la surface 12 de l'outil. Il est préférable de munir l'ébauche d'un prolongement tronconique 18 de même forme que la cavité 13.
Dans la mise en oeuvre du nouveau procédé, l'ébauche est placée sur une surface, son prolongement tronconique 18 étant tourné vers le haut.
La surface 17 est enduite de matière adhésive 19. Les particules 15 de matière abrasive, telle que de la poussière de diamant par exemple, sont alors réparties sur l'enduit, pendant qu'il est encore collant. La répartition des particules peut se faire de n'importe quelle manière convenable et leur concentration est déterminée à volonté. Quand les particules ne sont pas de dimensions égales, elles sont projetées sur l'enduit au moyen d'un champ électrostatique. Si ce procédé est utilisé, les particules sont orientées de manière que leur axe longitudinal soit perpendiculaire à la surface enduite.
Comme la couche adhésive est très mince, seules de faibles parties des particules sont incrustées dans cette couche, quoique, comme le montrent les dessins, les particules traversent la couche adhésive et entrent en contact avec la surface de l'ébauche. On laisse ensuite à l'enduit le temps ' de se solidifier. Si on le désire, la prise peut être accélérée par ,apport de chaleur. Les parties de particules exposées au-dessus de l'enduit sont alors enrobées dans un corps de métal liant dur, qui peut être appliqué par projection au pistolet ou par galvanoplastie. Si'ce dernier procédé est adopté, la surface de l'enduit sera dotée de propriétés conductrices de 1' électricité par application de graphite ou de poudre métallique, par exemple qui formera un mince film conducteur 20.
Dans l'outil terminé, les particules sont maintenues en place par leurs parties ancrées dans le corps 21 de liant métallique qui peut être du fer, du nickel ou du chrome, par exemple. Ce corps est d'épaisseur appré-
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ciable et les particules y sont complètement enfouies, à l'exception de leurs parties se trouvant dans la mince couche adhésive et dans la matière conductrice, si une telle matière est utilisée. Dès que le corps est ter- miné, on le détache de l'ébauche et avec lui les particules qui y sont ancrées. Dans cet état, les particules ne font pas suffisamment saillie par rapport au corps ou par rapport à sa surface de travail et une par- tie de la matière liante doit être enlevée autour des particules, pour les dégager dans la mesure voulue.
Dans ce but, les portions des couches adhésive et conductrice qui sont restées attachées durant le détachement du corps sont enlevées, afin que le métal dur soit exposé entre les par- ticules. Ce métal peut être enlevé de manière pratique par décapage, c'est-à-dire en montant le corps dans une cellule électrolytique, le corps étant relié à l'anode. Le décapage est continu et dégage les particules de façon appropriée suivant l'usage auquel l'outil est destiné.
Ainsi;, le métal du corps sera enlevé jusqu'au niveau indiqué par la ligne 23, si l'outil est destiné au travail de produits céramiques, de façon que les particules soient dégagées aux deux tiers de la surface du corps terminé 14. Pour les outils employés pour le travail de métaux, une saillie d'un tiers environ des particules est suffisante. Dans ce cas, le décapage est effectué pendant une période plus courte.
La figure 7 illustre une phase d'un autre procédé, selon lequel une mince couche 24 de métal, autre que le métal liant dur, est appliquée d'abord sur l'enduit adhésif pour former une couche sur laquelle viendra s'appliquer un corps d'épaisseur désirée. La couche 24 est de préférence en cuivre. Elle peut être appliquée soit par galvanoplastie, soit par projection au pistolet. Si la couche est appliquée par galvanoplastie, l'enduit adhésif sera d'alord muni d'une couche conductrice 20.
La couche 24 n'enrobe pas entièrement les particules. Quand cette couche est appliquée, des parties des particules font saillie par rapport à sa surface. Le métal liant dur est appliqué sur la couche 24 par projection au pistolet ou par galvanoplastie, de manière à enrober les parties saillantes des particules et à constituer un corps 25 d'épaisseur désirée .
Le corps 25 et la couche 24 sont ensuite détachés de l'ébauche. La couche 24 est éliminée par dissolution dans de l'acide, par décapage ou fusion à la chaleur, de façon que les particules fassent saillie sur le corps 25 dans la mesure désirée pour l'outil terminé. Il n'est pas nécessaires quoique préférable, d'enlever la couche 24 avant de mettre l'outil en service, car la couche sera usée par les opérations de meulage. Si la couche ne soit pas être enlevée au préalable, elle sera de préférence en métal relativement cassant, qui sera rapidement raboté à l'usage.
Si l'élément abrasif a été produit de la manière décrite, il sera habituellement monté sur une base 10 en une matière plastique adéquate moulée sur l'élément abrasif. Si la base est ainsi formée par moulage, 1' ébauche 16 peut être utilisée comme partie de moule et la base 10 peut être formée pendant que l'élément abrasif est encore monté sur l'ébauche. De cette façon, on obtiendra un outil rotatif lien rond.
Si l'on désire munir d'une garniture ou doublure la concavité 13 de la base 10, la surface entiére du prolongement tronconique 18 de la base sera rendue conductrice au cours de la phase appropriée des opérations et le métal liant y sera déposé pour former une doublure d'épaisseur désirée Le métal liant peut aussi être projeté au pistolet sur la surface du prolongement ld au moment où le corps 14 est constitué. En tout cas, la doublure ou garniture formera un tout avec le corps de métal liant.
REVENDICATIONS.
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The present invention relates to the manufacture of abrasive articles or tools used for molding or cutting and comprising a lase or body having a working surface composed of particles of abrasive material, such as diamond dust, said material being held in place by a layer of metal, in which it is sealed. More precisely, the invention relates to a new method of manufacturing such articles, this new method making it possible to seal the particles in the working surface of the article so that the cut made by means of the article is clean, so that particles are not dislodged during use and so that the work surface does not clog.
There is a method of manufacturing such abrasive tools, in which a body is prepared having a surface of the same shape and size as the working surface of the tool to be produced. A layer of soft metal is applied to the surface of the body in some suitable manner, preferably by electroplating, the thickness of the layer usually being equal to the height by which the atrasive particles protrude from the surface. tool work surface. The particles are then distributed over the surface of the layer, into which they are driven until they touch the surface of the tool body.
The particles employed are preferably of equal size and, since the layer is significantly thinner than the largest dimension of any particle, significant portions of the particles remain exposed or uncovered above the layer after sinking. particles in the soft metal layer until they touch the tool body. A hard binder metal is then applied to the surface of the layer, for example by electroplating, in order to coat the parts of the particles, which protrude from the surface of the layer and to form a mass of desired thickness. .
In the implementation of the known method specified above, the tool body employed is; preferably metal and the best results are obtained by the use of particles of equal dimensions, since, whatever the positions of said particles, when they are pressed into the layer of soft metal until they are in contact. with the tool body, these particles are not fully embedded in the soft metal layer and parts of these particles remain exposed, so that they can be coated with the metal binder. Although particles of equal size can be found on the market, they are somewhat more expensive than particles of irregular size and their use somewhat increases the cost of manufacture.
For practical reasons and to reduce costs, it is in some cases desirable to employ a body or blank of non-metallic material for shaping the tool.
It is therefore an object of the present invention to provide a method by which satisfactory tools can be manufactured, using particles of irregular dimensions and a non-conductive tool body, while the utility of the method is obviously not limited to the use of particles of a given shape naked of a body in a determined metal.
In carrying out the new process, a body of a suitable material is prepared. This material can be non-conductive. The surface of the body corresponds to the working surface of the tool to be produced. This surface of the tool body is coated with adhesive and, while the latter is still plastic, studded with abrasive particles at the desired concentration. These abrasive particles can be diamond dust.
If the particles used are not of equal size, they are applied to the plaster by an electrostatic process, so that their longitudinal axis is perpendicular to the plastered surface. As soon as the adhesive coating has set, the metal is applied to the coating and the particles, in order to coat the latter and to form a body of substantial thickness. This mass provided with particles is then removed from the blank and, if necessary, part of the deposited metal can be removed from the periphery of the particles. After finishing operations, the mass containing the particles is usually fixed on a support to finish.
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undermine the tool.
To facilitate understanding of the invention, reference will be made to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a side elevational view of a blank, which can be used to carry out the new process; FIG. 2 is, in part, a side elevational view and, in part, a section of the blank in an application phase of the method; - Figures 3, 4 and 5 are fragmentary sections of the blank illustrating different phases of the process; - Figure 6 is a fragmentary sectional view of the abrasive element of a tool made according to the invention; - Figure 7 is a view similar to Figure 5, showing another operation, and - Figure 8 is a section of a finished tool, manufactured according to the invention.
The new method can be used for the manufacture of various kinds of tools and, by way of guidance, the method of manufacturing the tool shown in Fig. 3 will be described in detail. This tool is of the rotary type. It comprises a base 10 in the form of a plate, this base being provided with an opening 11, for the introduction of a handle or a rod, and a flat circular rim 12 extending all around the edge. of the comavity 13. An abrasive member is mounted on the surface 12, it consists of a body of hard bond metal 14, in which the particles 15 of abrasive material are sealed. If desired, the abrasive element can comprise a metal liner for the concavity 13 of the base 10, this liner being integral with the body 14.
The blank 16 used for the constitution of the indicated tool can be of any suitable material, conductive or not.
It has a flat circular surface 17 corresponding to the surface 12 of the tool. It is preferable to provide the blank with a frustoconical extension 18 of the same shape as the cavity 13.
In the implementation of the new method, the blank is placed on a surface, its frustoconical extension 18 being turned upwards.
The surface 17 is coated with adhesive material 19. The particles 15 of abrasive material, such as diamond dust for example, are then distributed over the coating, while it is still tacky. The distribution of the particles can be done in any suitable way and their concentration is determined at will. When the particles are not of equal size, they are projected onto the plaster by means of an electrostatic field. If this method is used, the particles are oriented so that their longitudinal axis is perpendicular to the coated surface.
Since the adhesive layer is very thin, only small parts of the particles are embedded in this layer, although, as shown in the drawings, the particles pass through the adhesive layer and come into contact with the surface of the blank. The coating is then allowed time to solidify. If desired, the setting can be accelerated by the addition of heat. The parts of particles exposed above the coating are then embedded in a body of hard binder metal, which can be applied by spraying or electroplating. If the latter method is adopted, the surface of the coating will be provided with electrically conductive properties by application of graphite or metallic powder, for example which will form a thin conductive film 20.
In the finished tool, the particles are held in place by their parts anchored in the body 21 of metallic binder which can be iron, nickel or chromium, for example. This body is of appraisal thickness
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Cable and the particles are completely buried therein, except for their parts in the thin adhesive layer and in the conductive material, if such material is used. As soon as the body is finished, it is detached from the blank and with it the particles which are anchored to it. In this state, the particles do not protrude sufficiently from the body or from its working surface and some of the binder material must be removed around the particles to release them to the extent desired.
For this purpose, the portions of the adhesive and conductive layers which remained attached during detachment from the body are removed, so that the hard metal is exposed between the particles. This metal can be conveniently removed by pickling, that is, by mounting the body in an electrolytic cell, the body being connected to the anode. The stripping is continuous and releases the particles in an appropriate manner according to the use for which the tool is intended.
Thus ;, the metal of the body will be removed up to the level indicated by line 23, if the tool is intended for working with ceramic products, so that the particles are released to two thirds of the surface of the finished body 14. For tools used for metalworking, a projection of about a third of the particles is sufficient. In this case, the pickling is carried out for a shorter period.
FIG. 7 illustrates a phase of another process, according to which a thin layer 24 of metal, other than the hard binder metal, is first applied to the adhesive coating to form a layer on which a body will be applied. of desired thickness. Layer 24 is preferably copper. It can be applied either by electroplating or by spraying with a gun. If the layer is applied by electroplating, the adhesive coating will first be provided with a conductive layer 20.
Layer 24 does not completely coat the particles. When this layer is applied, parts of the particles protrude from its surface. The hard binder metal is applied to the layer 24 by spraying with a spray gun or by electroplating, so as to coat the protrusions of the particles and to form a body 25 of the desired thickness.
The body 25 and the layer 24 are then detached from the blank. Layer 24 is removed by dissolving in acid, pickling or heat melting, so that the particles protrude on body 25 to the extent desired for the finished tool. It is not necessary, although preferable, to remove the layer 24 before putting the tool into service, as the layer will be worn away by the grinding operations. If the layer is not to be removed first, it will preferably be of relatively brittle metal, which will be quickly planed in use.
If the abrasive element has been produced in the manner described, it will usually be mounted on a base 10 of a suitable plastic material molded onto the abrasive element. If the base is thus formed by molding, the blank 16 can be used as a mold part and the base 10 can be formed while the abrasive member is still mounted on the blank. In this way, we will obtain a round link rotary tool.
If it is desired to provide a lining or lining the concavity 13 of the base 10, the entire surface of the frustoconical extension 18 of the base will be made conductive during the appropriate phase of operations and the binder metal will be deposited therein to form a liner of desired thickness. The binder metal can also be sprayed with a gun onto the surface of the extension ld when the body 14 is formed. In any case, the liner or trim will form a whole with the binder metal body.
CLAIMS.
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