"Matériau présentant des propriétés de dureté améliorées" <EMI ID=1.1>
une dureté améliorée et utilisés dans la production des outils, pour la fabrication des crayons de dressage, des plaques, des galets, ainsi que des couronnes de forage,'des élargisseurs et
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Cette invention: se rapporte plus précisément à un matériau de dureté améliorée, composé d'une.,matrice en alliage dur, renfermant des grains de diamant ou de bronze, et destiné essentiellement, à la fabrication des outils travaillant dans des conditions d'usure intense par abrasion.
On connaît déjà des matériaux de dureté élevée, contenant du diamant et obtenus par frittage de la matrice dure composée de poudres de tungstène et de matériaux de liaison : cobalt ou nickel avec diamant.
. Par exemple, dans le brevet déposé en République
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des grains de diamant d'une grosseur allant jusqu'à 1 mm.
En prenant des grains de diamant d'une telle grosseur, mais sans fixer des exigences strictes quant aux autres paramètres du matériau (caractère d'emplacement des grains dans la matrice, teneur volumique en grains etc.) il n'est pas possible de garantir l'obtention d'un matériau à grande résistance à l'usure, comparable avec celle des gros cristaux naturels de diamant.
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constituant principal des diamants ne sont pas stipulées tout à fait ; on y indique seulement la nécessité d'utiliser de la poudre de diamant.
Même le matériau de dureté élevée, proposé par le brevet
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(dureté HRA supérieure à 85), ne possède pas, à proprement parler une haute capacité de travail, du fait que l'utilisation de gros grains est accompagnée, pendant leur usure, de la formation,
aux sommets, de surfaces d'émoussement notables ; en conséquence,
le rendement de l'outil de coupe se trouve alors réduit et les grains de diamant se détériorent d'une manière.intense.
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décrites par exemple dans les différents brevets, demandera, évidemment, la réalisation d'une série importante d'études en ce qui concerne l'établissement -de l'interaction de tels paramètres du matériau comme marque de l'alliage dur (dureté), grosseur des grains de diamant, concentration des diamants dans le matériau, régimes de fabrication, etc.
Les essais, faits par les auteurs, ont fait apparaître que la matrice en alliage dur a une influence prépondérante sur la capacité de travail des grains de diamant et, par conséquent, de l'outil lui-même. En outre, il ne faut pas oublier que la température, dans la zone de destruction de l'abrasif, s'élève considérablement en cas d'apparition des surfaces d'émoussement sur les gros diamants naturels, ce qui provoque l'usure intense des diamants.
En conséquence, le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus des matériaux de l'art antérieur.
On s'est posé le problème d'élaborer des prescriptions précises, en ce qui concerne les paramètres principaux du matériau de dureté élevée, qu'on pourrait également obtenir
par les procédés de l'art antérieur, mais qui est tel, dans les conditions de l'invention, qu'il présente une plus grande résistance à l'usure.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, le matériau de dureté élevé, qui comporte une matrice en alliage dur renfermant des grains de diamant, est choisi de telle façon que les grains de diamant aient une grosseur de moins de 0,8 mm et soient
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matériau, régulièrement dans le volume de la matrice, dont la dureté HRA est supérieur à 85.
L'observation de ces exigences permettra d'obtenir un matériau de dureté très élevée présentant les caractéristiques désirées de grande résistance à l'usure.
Conformément à un autre mode de réalisation de l'invention, le matériau de dureté élevée, fabriqué par le procédé connu, par exemple, par pressage à chaud du mélange en <EMI ID=8.1>
caractérisé par le fait que le rapport entre le poids des
grains initiaux, mis en oeuvre dans la fabrication des matériaux, et le poids des grains qui peuvent être extraits par
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du poids des diamants initiaux.
Le diamant et l'alliage dur sont des matériaux qui diffèrent, considérablement, par leur nature. Ainsi, par
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graphitisent à partir de 800[deg.]C et réagissent chimiquement
avec les métaux les entourant en particulier avec le cobalt.
La capacité de travail du matériau proposé n'est assurée qu'à condition que la zone (épaisseur) de destruction des diamants, au cours de la fabrication de l'outil, ne modifie pas notablement les propriétés physico-mécaniques de la matrice en alliage dur. Il est plus facile d'exprimer, quantitativement, cette condition par les pertes pondérales en diamants qui ne
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poids.
De la sorte, l'objet essentiel de l'invention consiste
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représentative de la destruction des diamants, en cours de
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teneur du matériau en diamants ne doit pas être inférieure, comme
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La combinaison des paramètres indiqués est déterminante, concrète, et aboutit, en comparaison avec les matériaux déjà connus contenant des diamants, aux modifications qualitatives qui assurent, au matériau selon l'invention, une résistance à l'usure presque égale à celle des gros diamants naturels.
L'outillage doté des pièces d'intercalation ou analogues en matériaux selon l'invention présente de très bonnes caractéristiques d'utilisation et n'est pas moins résistant, dans beaucoup de cas, que les outils armés de. gros diamants naturels, en ce qui concerne la résistance à l'usure, tout en présentant par ailleurs une meilleure capacité de coupe.
La fabrication de l'élément-de travail ( 10 x 10), à partir du matériau selon l'invention, pour l'armement d'un crayon de dressage peut être expliquée par l'exemple suivant.
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et les poudres de diamant d'une grosseur 500/400, dans le
rapport pondéral 12:1, respectivement. Après avoir réalisé
leur mélange intime, on verse 9,5 g du mélange dans un moule
en graphite à action bilatérale, dont l'enceinte cylindrique
a une dimension de 10 mm.
Le moule est disposé sur une presse à chaud. Le chauffage jusqu'à 1420[deg.]C est réalisé grâce au passage du courant à travers le mélange à fritter. La pression final du pressage à chaud de 200 kg/cm2 assure le retrait de la matrice en alliage dur jusqu'à l'obtention d'une porosité nulle. Après le refroidissement, l'article fritté est retiré du moule, puis nettoyé du graphite et peut être alors fixé, par exemple, sur le corps du crayon de dressage.
Il est à noter que les conditions opératoires indiquées pour le pressage à chaud et la méthode proprement dite de
liaison des diamants et de l'alliage dur sont, en fait, connues et elles ne font pas en conséquence, l'objet de la présente invention. En utilisant les renseignements connus dans le
domaine de l'industrie des poudres, l'homme de l'art peut
obtenir un matériau armé de ou renfermant des grains de diamant. Cependant, si l'on ne respecte qu'une partie des conditions opératoires que nous avons établies, la haute capacité de
travail du matériau ne sera pas assurée. Par exemple, si les grains de grosseur 500/400 sont enrobés d'une matrice de dureté
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pendant toute la durée éventuelle de leur exploitation, c'està-dire jusqu'à l'usure complète. Si la.matrice est d'une
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planes sur leurs sommets, les grains seront usés rapidement, comme il a été indiqué plus haut. En outre, il n'est pas assuré une haute capacité de coupe de l'outil. En présence de la matrice avec dureté requise et des grains de grosseur admissible, mais de pourcentage faible de diamant dans le
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des irrégularités sur la surface utile du matériau apparaîtront. Il est à signaler que c'est seulement dans le cas où les exigences mentionnées ci-dessus et concernant les rapports de dureté de la matrice, de la grosseur des grains, de la teneur en diamant, ainsi que la grandeur représentative de leur destruction sont satisfaites que l'on peut obtenir un matériau de haute qualité et de dureté satisfaisant, dont la capacité
de travail n'est pas inférieure à celle de gros diamants naturels.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné
qu'à titre d'exemple, en particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
REVENDICATIONS
1. Matériau de dureté très élevée, comportant une
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diamant, caractérisé en ce que les grains de diamant ontune grosseur de moins de 0,8 mm et sont répartis, dans une
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volume de la matrice, dont la dureté HRA est supérieure à 85.
"Material with improved hardness properties" <EMI ID = 1.1>
improved hardness and used in the production of tools, for the manufacture of straightening pencils, plates, rollers, as well as core bits, wideners and
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This invention: relates more precisely to a material of improved hardness, composed of a., Hard alloy matrix, containing grains of diamond or bronze, and intended primarily for the manufacture of tools working under wear conditions intense by abrasion.
Materials of high hardness are already known, containing diamond and obtained by sintering the hard matrix composed of tungsten powders and binding materials: cobalt or nickel with diamond.
. For example, in the patent filed in the Republic
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diamond grains up to 1 mm in size.
By taking diamond grains of such a size, but without setting strict requirements for the other parameters of the material (location character of the grains in the matrix, volume content of grains etc.) it is not possible to guarantee obtaining a material with high resistance to wear, comparable with that of large natural diamond crystals.
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main constituent of diamonds are not stipulated entirely; it only indicates the need to use diamond powder.
Even the high hardness material, proposed by patent
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(HRA hardness greater than 85), strictly speaking does not have a high working capacity, due to the fact that the use of coarse grains is accompanied, during their wear, by formation,
at the peaks, notable blunt surfaces; Consequently,
the efficiency of the cutting tool is then reduced and the diamond grains deteriorate intensely.
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described for example in the various patents, will obviously require the realization of an important series of studies with regard to the establishment of the interaction of such parameters of the material as a mark of the hard alloy (hardness), diamond grain size, concentration of diamonds in the material, production regimes, etc.
The tests, made by the authors, showed that the hard alloy matrix has a preponderant influence on the working capacity of the diamond grains and, consequently, of the tool itself. In addition, it should not be forgotten that the temperature in the zone of destruction of the abrasive rises considerably in the event of the appearance of dull surfaces on large natural diamonds, which causes intense wear of the diamonds.
Accordingly, the aim of the present invention is to eliminate the above mentioned drawbacks of the materials of the prior art.
The problem was posed of developing precise requirements, with regard to the main parameters of the material of high hardness, which could also be obtained.
by the methods of the prior art, but which is such, under the conditions of the invention, that it exhibits greater resistance to wear.
For the implementation of the invention, the material of high hardness, which comprises a hard alloy matrix containing diamond grains, is chosen such that the diamond grains have a size of less than 0.8 mm and be
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material, regularly in the volume of the matrix, whose hardness HRA is greater than 85.
Observation of these requirements will make it possible to obtain a material of very high hardness exhibiting the desired characteristics of high wear resistance.
According to another embodiment of the invention, the material of high hardness, made by the known method, for example, by hot pressing of the mixture in <EMI ID = 8.1>
characterized by the fact that the ratio between the weight of
initial grains, used in the manufacture of materials, and the weight of grains that can be extracted by
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the weight of the initial diamonds.
Diamond and hard alloy are materials that differ considerably in nature. Thus, by
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graphitize from 800 [deg.] C and react chemically
with the metals surrounding them in particular with the cobalt.
The working capacity of the proposed material is only guaranteed if the zone (thickness) of destruction of the diamonds, during the manufacture of the tool, does not significantly modify the physico-mechanical properties of the alloy matrix. hard. It is easier to express, quantitatively, this condition by the weight losses in diamonds which do not
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weight.
In this way, the essential object of the invention consists
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representative of the destruction of diamonds,
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material content of diamonds should not be lower, as
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The combination of the parameters indicated is decisive, concrete, and leads, in comparison with the already known materials containing diamonds, to qualitative modifications which ensure, to the material according to the invention, a wear resistance almost equal to that of large diamonds. natural.
Tooling provided with intercalation pieces or the like made of materials according to the invention has very good characteristics of use and is not less resistant, in many cases, than tools armed with. large natural diamonds, with regard to wear resistance, while also exhibiting better cutting ability.
The manufacture of the working element (10 x 10), from the material according to the invention, for the cocking of a dressing pencil can be explained by the following example.
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and diamond powders of a size 500/400, in the
12: 1 weight ratio, respectively. After realizing
their intimate mixture, we pour 9.5 g of the mixture into a mold
in graphite with bilateral action, including the cylindrical enclosure
has a dimension of 10 mm.
The mold is placed on a heat press. Heating up to 1420 [deg.] C is achieved by passing current through the mixture to be sintered. The final hot pressing pressure of 200 kg / cm2 ensures the shrinkage of the hard alloy matrix until zero porosity is obtained. After cooling, the sintered article is removed from the mold, then cleaned of graphite and can then be fixed, for example, on the body of the dressing pencil.
It should be noted that the operating conditions indicated for hot pressing and the actual method of
Bonding of diamonds and hard alloy are, in fact, known and therefore not the object of the present invention. Using information known in the
field of the powder industry, those skilled in the art can
obtain a material armed with or containing diamond grains. However, if we only respect part of the operating conditions that we have established, the high capacity of
material work will not be ensured. For example, if grains of size 500/400 are coated with a matrix of hardness
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for the entire duration of their operation, that is to say until complete wear. If the matrix is of
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flat on their tops, the grains will be worn out quickly, as indicated above. In addition, a high cutting capacity of the tool is not ensured. In the presence of the matrix with the required hardness and grains of acceptable size, but low percentage of diamond in the
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irregularities on the useful surface of the material will appear. It should be noted that it is only in the case where the requirements mentioned above and concerning the ratios of hardness of the matrix, of the size of the grains, of the diamond content, as well as the representative quantity of their destruction are satisfied that a material of high quality and satisfactory hardness can be obtained, the capacity of which
working is not inferior to that of large natural diamonds.
Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown which has not been given
that by way of example, in particular it comprises all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations, if the latter are carried out according to its spirit and implemented within the framework of the following claims.
CLAIMS
1. Material of very high hardness, comprising
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diamond, characterized in that the diamond grains have a size of less than 0.8 mm and are distributed, in a
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matrix volume, the HRA hardness of which is greater than 85.