CH597954A5 - Diamond tipped cutting tools mfr. - Google Patents

Description

  
 



   Pour l'usinage des matériaux extrêmement durs, tels que: rubis, saphir, quartz, spinelle, etc., ainsi que pour les céramiques, borures et carbures métalliques frittés, de même que pour le travail de certains corps tendres, tels que les plastiques, l'ébonite ou le cuivre, il est indispensable d'utiliser des outils de très grande dureté. De tous les corps connus, seul le diamant est actuellement utilisable pour ces travaux d'usinage.



   Pour le travail de matériaux tendres, on a réalisé des outils de coupe comprenant un support sur lequel une plaquette tranchante de diamant est fixée. Le prix élevé du diamant limite son emploi à des outils de très faibles dimensions et à des fonctions limitées, telles que le tournage, le facettage ou le guillochage.



   Pour l'usinage des matériaux très durs, on utilise le diamant industriel, que l'on agglomère par un liant plastique ou métallique. On connaît en particulier des outils pour lesquels les éclats de diamants sont liés par du bronze ou des matières plastiques. La température de fusion du bronze étant proche de la température d'oxydation du diamant, on détruit durant le chauffage les arêtes tranchantes des éclats. Ces outils perdent ainsi une grande partie de leurs propriétés de coupe et sont réduits au rôle d'outils d'usure. De plus, les irrégularités des dimensions des éclats, leur distribution quelconque et leur enrobage pratiquement total dans le liant diminuent encore considérablement le pouvoir coupant de ces outils.

  L'usinage à l'aide de ces outils nécessite un arrosage abondant et une prise de passe relativement faible, du fait de l'échauffement considérable dû au frottement du liant contre la pièce à usiner.



   Pour éliminer cet échauffement et pouvoir obtenir des prises de passe plus importantes, il a été proposé de réaliser des outils diamantés dont les éclats de diamant dépasseraient la surface du liant.



   Pour ce faire, un des procédés de fabrication préconisé est de revêtir tout d'abord la surface du support d'une couche de colle, distribuer les éclats de   diamant    sur celle-ci, puis éliminer après séchage la colle se trouvant disposée entre les éclats et former enfin la couche de métal liant les éclats de diamant par métallisation chimique ou galvanique. L'épaisseur de ladite couche métallique étant fonction de la granulométrie des éclats de diamant utilisés et en tous cas inférieure à la grandeur moyenne desdits éclats de manière que ces derniers dépassent la couche métallique.



   Les outils obtenus par ce procédé se sont révélés très efficaces, répondant aux buts fixés, soit très grand pouvoir de coupe, échauffement minimum.



   Par contre, le procédé de fabrication nécessitant l'enlèvement de la colle entre les différents grains de diamant pose, pour la réalisation des outils, un problème pratiquement insoluble. En effet, l'enlèvement de cette colle ne peut se faire que par abrasion et lors de cette opération une grande partie de la charge diamants est enlevée en même temps que la colle, ce qui provoque un déchet très élevé.



   D'autre part, les éclats de diamant enlevés par abrasion sont irrécupérables, ce qui, vu leur prix, augmente de façon prohibitive le coût des outils diamantés obtenus par le procédé précité.



   Obviant aux défauts des procédés précités, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'outils présentant des éclats de diamant liés entre eux et fixés sur un support par une couche métallique.



   Ce procédé est caractérisé par le fait que   l'on    revêt tout d'abord la surface du support d'une colle conductrice,   l'on    distribue ensuite les éclats de diamant sur celle-ci, puis   l'on    forme entre les éclats de diamant la couche de métal par métallisation.



   La présente invention a également pour objet l'outil diamanté obtenu au moyen de ce procédé.



   Le dessin annexé représente un exemple de mise en oeuvre du procédé.



   Les fig. 1 et 2 en sont une représentation schématique.



   Dans cette forme d'exécution, le support 1 est constitué par la surface de l'outil. Celle-ci est préalablement préparée, par exemple par attaque chimique ou par sablage, puis revêtue d'une couche de colle conductrice 2 sur laquelle les éclats de diamant 3 sont distribués et orientés, puis après durcissement de la résine 2 on procède à la métallisation en veillant à ce que l'épaisseur du métal déposé 4 soit inférieure à la hauteur des éclats de diamant, de telle sorte que des arêtes tranchantes débordent de cette dite couche métallique.



   La colle conductrice utilisée sera de préférence une résine synthétique connue à un ou deux composants, chargée de micro-perles métalliques, généralement en argent, dont les dimensions moyennes seront inférieures à un micron, assurant de ce fait une excellente conductibilité électrique après polymérisation. Les caractéristiques chimiques de cette colle seront choisies en fonction du procédé de métallisation ultérieure, de manière que la résine choisie puisse par exemple résister à l'effet corrosif des bains galvaniques.



   La métallisation peut être réalisée suivant des techniques connues, soit par voie chimique, soit par voie électrolytique.



   Les éclats de diamant 3 sont ainsi liés entre eux par un corps métallique 4, lui-même solidaire du support 1 par l'intermédiaire de la couche de résine synthétique électro-conductrice 2.



  Dans certains cas, il pourra être possible d'améliorer   l'adhé-    rence de la couche de liant métallique 4, non seulement par prise sur la sous-couche de colle conductrice 2, mais en plus en dehors des zones de travail directement sur le support 1.



   Par l'utilisation de ce procédé, les arêtes tranchantes des éclats de diamant dépassant la surface du liant métallique sont toutes disposées sur une même surface et ne demandent aucune retouche avant l'utilisation de l'outil. Ces arêtes travaillent ainsi simultanément et donnent à l'outil un grand pouvoir de coupe et une résistance à l'usure élevée.



   Ce procédé est applicable aussi bien à des outils plats qu'à des outils cylindriques. On peut réaliser des outils de coupe rotatifs, tranchants sur leur face et sur leur périphérie.   11    est ainsi possible de réaliser des outils dont seules les zones de travail sont diamantées, ce qui permet de diminuer la quantité de diamant et donc le prix de revient.



   D'autre part, afin d'augmenter la lubrification et la vitesse d'enlèvement de matière, il est possible d'obtenir des zones de travail présentant alternativement une partie chargée de diamant et une partie non chargée. Ce procédé permet d'obtenir pratiquement n'importe quelle forme pour les zones de travail, par exemple pour des outils de perçage la charge diamantée pourra prendre une forme hélicoïdale.



   REVENDICATIONS



   I. Procédé de fabrication d'outils présentant des éclats de diamant liés entre eux et fixés sur un support par une couche métallique, caractérisé par le fait que   l'on    revêt tout d'abord dans la zone de travail la surface du support d'une couche de colle conductrice,   l'on    distribue ensuite les éclats de diamant sur celle-ci, puis   l'on    forme entre les éclats une couche de métal par métallisation.



      II.    Outil diamanté obtenu au moyen du procédé selon la revendication I.



   SOUS-REVENDICATIONS
 1. Procédé de fabrication selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'adhérence de la couche de métal est assurée, d'une part, sur les zones de travail diamantées directement sur la couche de colle conductrice et, d'autre part, en 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.

   Pour l'usinage des matériaux extrêmement durs, tels que: rubis, saphir, quartz, spinelle, etc., ainsi que pour les céramiques, borures et carbures métalliques frittés, de même que pour le travail de certains corps tendres, tels que les plastiques, l'ébonite ou le cuivre, il est indispensable d'utiliser des outils de très grande dureté. De tous les corps connus, seul le diamant est actuellement utilisable pour ces travaux d'usinage.

   Pour le travail de matériaux tendres, on a réalisé des outils de coupe comprenant un support sur lequel une plaquette tranchante de diamant est fixée. Le prix élevé du diamant limite son emploi à des outils de très faibles dimensions et à des fonctions limitées, telles que le tournage, le facettage ou le guillochage.

   Pour l'usinage des matériaux très durs, on utilise le diamant industriel, que l'on agglomère par un liant plastique ou métallique. On connaît en particulier des outils pour lesquels les éclats de diamants sont liés par du bronze ou des matières plastiques. La température de fusion du bronze étant proche de la température d'oxydation du diamant, on détruit durant le chauffage les arêtes tranchantes des éclats. Ces outils perdent ainsi une grande partie de leurs propriétés de coupe et sont réduits au rôle d'outils d'usure. De plus, les irrégularités des dimensions des éclats, leur distribution quelconque et leur enrobage pratiquement total dans le liant diminuent encore considérablement le pouvoir coupant de ces outils.

   L'usinage à l'aide de ces outils nécessite un arrosage abondant et une prise de passe relativement faible, du fait de l'échauffement considérable dû au frottement du liant contre la pièce à usiner.

   Pour éliminer cet échauffement et pouvoir obtenir des prises de passe plus importantes, il a été proposé de réaliser des outils diamantés dont les éclats de diamant dépasseraient la surface du liant.

   Pour ce faire, un des procédés de fabrication préconisé est de revêtir tout d'abord la surface du support d'une couche de colle, distribuer les éclats de diamant sur celle-ci, puis éliminer après séchage la colle se trouvant disposée entre les éclats et former enfin la couche de métal liant les éclats de diamant par métallisation chimique ou galvanique. L'épaisseur de ladite couche métallique étant fonction de la granulométrie des éclats de diamant utilisés et en tous cas inférieure à la grandeur moyenne desdits éclats de manière que ces derniers dépassent la couche métallique.

   Les outils obtenus par ce procédé se sont révélés très efficaces, répondant aux buts fixés, soit très grand pouvoir de coupe, échauffement minimum.

   Par contre, le procédé de fabrication nécessitant l'enlèvement de la colle entre les différents grains de diamant pose, pour la réalisation des outils, un problème pratiquement insoluble. En effet, l'enlèvement de cette colle ne peut se faire que par abrasion et lors de cette opération une grande partie de la charge diamants est enlevée en même temps que la colle, ce qui provoque un déchet très élevé.

   D'autre part, les éclats de diamant enlevés par abrasion sont irrécupérables, ce qui, vu leur prix, augmente de façon prohibitive le coût des outils diamantés obtenus par le procédé précité.

   Obviant aux défauts des procédés précités, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'outils présentant des éclats de diamant liés entre eux et fixés sur un support par une couche métallique.

   Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on revêt tout d'abord la surface du support d'une colle conductrice, l'on distribue ensuite les éclats de diamant sur celle-ci, puis l'on forme entre les éclats de diamant la couche de métal par métallisation.

   La présente invention a également pour objet l'outil diamanté obtenu au moyen de ce procédé.

   Le dessin annexé représente un exemple de mise en oeuvre du procédé.

   Les fig. 1 et 2 en sont une représentation schématique.

   Dans cette forme d'exécution, le support 1 est constitué par la surface de l'outil. Celle-ci est préalablement préparée, par exemple par attaque chimique ou par sablage, puis revêtue d'une couche de colle conductrice 2 sur laquelle les éclats de diamant 3 sont distribués et orientés, puis après durcissement de la résine 2 on procède à la métallisation en veillant à ce que l'épaisseur du métal déposé 4 soit inférieure à la hauteur des éclats de diamant, de telle sorte que des arêtes tranchantes débordent de cette dite couche métallique.

   La colle conductrice utilisée sera de préférence une résine synthétique connue à un ou deux composants, chargée de micro-perles métalliques, généralement en argent, dont les dimensions moyennes seront inférieures à un micron, assurant de ce fait une excellente conductibilité électrique après polymérisation. Les caractéristiques chimiques de cette colle seront choisies en fonction du procédé de métallisation ultérieure, de manière que la résine choisie puisse par exemple résister à l'effet corrosif des bains galvaniques.

   La métallisation peut être réalisée suivant des techniques connues, soit par voie chimique, soit par voie électrolytique.

   Les éclats de diamant 3 sont ainsi liés entre eux par un corps métallique 4, lui-même solidaire du support 1 par l'intermédiaire de la couche de résine synthétique électro-conductrice 2.

   Dans certains cas, il pourra être possible d'améliorer l'adhé- rence de la couche de liant métallique 4, non seulement par prise sur la sous-couche de colle conductrice 2, mais en plus en dehors des zones de travail directement sur le support 1.

   Par l'utilisation de ce procédé, les arêtes tranchantes des éclats de diamant dépassant la surface du liant métallique sont toutes disposées sur une même surface et ne demandent aucune retouche avant l'utilisation de l'outil. Ces arêtes travaillent ainsi simultanément et donnent à l'outil un grand pouvoir de coupe et une résistance à l'usure élevée.

   Ce procédé est applicable aussi bien à des outils plats qu'à des outils cylindriques. On peut réaliser des outils de coupe rotatifs, tranchants sur leur face et sur leur périphérie. 11 est ainsi possible de réaliser des outils dont seules les zones de travail sont diamantées, ce qui permet de diminuer la quantité de diamant et donc le prix de revient.

   D'autre part, afin d'augmenter la lubrification et la vitesse d'enlèvement de matière, il est possible d'obtenir des zones de travail présentant alternativement une partie chargée de diamant et une partie non chargée. Ce procédé permet d'obtenir pratiquement n'importe quelle forme pour les zones de travail, par exemple pour des outils de perçage la charge diamantée pourra prendre une forme hélicoïdale.

   REVENDICATIONS

   I. Procédé de fabrication d'outils présentant des éclats de diamant liés entre eux et fixés sur un support par une couche métallique, caractérisé par le fait que l'on revêt tout d'abord dans la zone de travail la surface du support d'une couche de colle conductrice, l'on distribue ensuite les éclats de diamant sur celle-ci, puis l'on forme entre les éclats une couche de métal par métallisation.

   II. Outil diamanté obtenu au moyen du procédé selon la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'adhérence de la couche de métal est assurée, d'une part, sur les zones de travail diamantées directement sur la couche de colle conductrice et, d'autre part, en dehors des zones de travail diamantées, directement sur le support.

   2. Procédé de fabrication selon la revendication I, caractérisé par le fait que la couche de métal est obtenue par procédé galvanique.

   3. Procédé de fabrication selon la revendication I, caractérisé par le fait que la couche de métal est obtenue par procédé chimique.