Brevet FR2012255A1 — publié le 19700313

l'équipement des outils de coupe et ce fraieage avec des plaquettes dont le tranchant soit très durable et la résistance à l'usure élevée, par exemple l'équipement d'outils de fraisage avec des plaquettes en métal dur fritté, rapportées par soudure, 5 est "bien connu. Il est aussi connu que l'on peut utiliser comme matière de départ pour ces plaquettes frittées, ou même pour l'outil entier;des poudres qui ont été fabriquées par pulvérisation d'alliages fondus. Le rapide refroidissement des gouttelettes de matière en fusion conjugué avec la pulvérisation provoque dans la ma-10 "bière la formation d'une structure extrêmement favorable à l'opération de fraisage, par exemple une répartition très fine et régulière des carbures. La durée de l'outil et la qualité de la surface de la pièce façonnée s'en trouvent améliorées. L'avantage qu'offre la rapidité du refroidis-15 sement ne peut toutefois être réalisé avec la façon de procéder précitée que si, comme on l'a dit,, les plaquettes de coupe sont fabriquées à partir de poudre par frittage. Il s'en suit toutefois les inconvénients suivants : - Frais de fabrication comparativement élevés ; 20 - En raison du traitement à température élevée que nécessite l'opération de frittage, les propriétés avantageuses qu'avait assurésà la matière en poudre un refroidissement rapide se trouvent partiellement détruites. L'invention a notamment pour but de remédier 25 à ces inconvénients. Elle concerne, à cet effet, un procédé poux la fabrication de plaquettes de coupe, à partir d'alliages durcis-rapidement, pour des outils de fraisage et de coupe, procédé caractérisé en ce qu'on solidifie très rapidement les alliages fondus entre des éléments refroidissants mobiles, garnis de mou-30 les correspondant à la forme des plaquettes de coupe, ce qui permet d'obtenir des plaquettes de qualité supérieure à celles obtenues par les procédés de frittage classiques, beaucoup plus complexes et onéreux. Un mode de réalisation de l'invention est re-35 présenté sur le dessin schématique ci—joint. Un alliage 3 est fondu par exemple par induction dans une bobine électrique 1 qui est garnie d'une enveloppe en amiante 2. La bobine 1 présente un fond qui est formé par une cuvette 12 d'un poinçon mobile 4. 40 Quand l'alliage 3 a atteint la température 69 22577 2 2012255 nécessaire pour qu'il se -trouve à l'état de fusion complète, le poinçon 4 est descendu. L'essentiel est ici que le poinçon 4 se déplace d'abord un peu plus lentement que ce qui correspondrait à la chute libre. On obtient ainsi que l'alliage fondu 3, ou fonte, conserve 5 son état d'élément compact bien défini, ce qui est nécessaire pour que soient bien remplis les moules que l'on va décrire ci-après. la fonte arrive au cours de sa chute dans un dispositif refroidissante Celui-ci comporte au moins deux éléments refroidissants 5 dont la conductibilité thermique est élevée, en 10 cuivre ou argent par exemple, dont l'un a reçu par exemple une forme plate, l'autre présentant au moins un évidement 11. Quand la masse fondue est arrivée sensiblement au dispositif de refroidissement, le poinçon 4 est retiré si vite qu'il précède d'une façon importante la masse fondue. La cuvette 12 15 du poinçon 4 doit avoir quitté le champ des éléments refroidissants 5 quand la masse fondue se trouve,, précisément, sensiblement en leur milieu. En même temps, les éléments refroidissants 5 sont rassemblés rapidement de telle façon quë la masse en fusion se trouve "prise" entre eux et durcisse en pièces fondues plates avec un refroidisse-20 ment intense. La forme que l'on désire pour les plaquettes de coupe est donnée par les évidements 11 pratiqués dans au moins un des éléments refroidissants» En donnant une forme conique à la zone du bord de l'un au moins des éléments refroidissants, on assure une complète élimination de la masse fondue en excès. 25 Le façonnage des éléments refroidissants 5 peut aussi être exécuté en prévoyant des évidements 11 dans chacun des deux éléments refroidissants 5. H est aussi possible tou^ tefois de pourvoir un des éléments refroidissants 5 seulement d'un évidement 11 pendant que l'autre élément 5 présente une suréléva-30 tion. L'évidement 11 et la surélévation sont calculés de telle façon que/si les éléments refroidissants 5 sont serrés l'un sur-l'autre, il reste entre 1'évidement et la surélévation un espace libre. Cet espace correspond à la forme que doit avoir la plaquette de coupe que l'on fabrique. 35 II est en outre possible de réaliser dans les éléments refroidissants plusieurs de ces évidements 11 et de ces surélévations. Il est alors possible de fabriquer plusieurs plaquettes de coupe en une seule opération. 40 Les cavités ou évidements 11 et les suréléva 69 22577 3 2012255 tions devront être calculés de façon à s'adapter, sous une pression qui s'exerce sur les éléments refroidissants, au retrait de la masse fondue 3 qui durcit, et qu'ainsi l'évacuation de la chaleur se fasse sans interruption. 5 Dans l'exemple d'exécution que montre le dessin, l'allure du déplacement du poinçon 4 est obtenu, par voie pneumatique par exemple, comme suit : le poinçon 4 présente à son extrémité inférieure un plateau 13 qui est ajusté pour glisser dans un cylindre 107. Le plateau 13 divise le volume du cylindre 7 en deux volumes partiels 9 et 10 qui sont reliés par des soupapes 8 avec une commande pneumatique qui n'est pas représentée. Si l'on ouvre et ferme de façon judicieuse les soupapes 8, il s'établit dans les volumes partiels 9 et 10 des pressions différentes qui,suivant l'importance et 151e signe de la différence de pression,règlent la vitesse et le sens du déplacement du poinçon 4» Dans l'exemple représenté, les éléments refroidissants 5 sont en outre mûs par des électro-aimants 6 (solénoï-des) qui peuvent être enclenchés par une commande pneumatique qui 20n'est pas représentée. L'instant correct de mise en route est déterminé par le fait que les éléments refroidissants 5 poussés l'un vers l'autre capturent la masse fondue, mais ne doivent plus toucher la cuvette 12 du poinçon 4. L'alliage 3 peut aussi être fondu par un 25autre procédé, par exemple dans un tube en graphite ou en céramique dont le fond est formé par la cuvette supérieure du poinçon 4. Le tube peut être placé,soit dans une bobine à induction, soit dans un four chauffé par une résistance. Le type de fusion est en principe quelconque, l'essentiel est seulement que la masse fondue conserve 30pendant sa chute une forme la plus compacte possible, ne coule pas vers le bas sous forme de fils minces ou de galettes larges et arrive le plus rapidement possible entre les éléments refroidissants 5. En utilisant le procédé suivant l'invention, 35on obtient directement en une seule opération, à partir de la masse fondue, des plaquettes de coupe à peu près terminées, dont la forme peut, en principe, varier dans de larges limites, mais dont pour des raisons pratiques les dimensions ne devraient pas dépasser les dimensions de 20 x 20 x 5 mm environ. 1-0 Comme matière première, on peut usiner des 69 22577 4 2012255 aciers à coupe rapide par exemple, en particulier les compositions suivantes • • 0,8 C 4,5 Cr 6 W 5 Mo 5 Y , reste fer 1,2 0 4,5 Cr 11 ¥ 5 Mo 3 V 11 Co reste fer 1,5 C 4,2 Cr 6,5 ¥ 5 Mo 3,2 Y 4,8 Co reste fer 1,5 C 4,5 Cr 12 ¥ - 1 Mo 4 V 5 Co reste fer 1,3 C 4,5 Cr 12,5 ¥ 1 Mo 4 V , reste fer Stellite 2,5 C 31 Cr 17 ¥ 43 Co reste fer. 10 et en outre des alliages à base des matières premières précitées avec une teneur élevée en carbone et/ou en vanadium» Oes dernières matières, très cassantes par les procédés de fabrication courants, présentent en conséquence une résistance à l'usure et une durée de coupe plus élevées. Ces matières sont vraiment prédestinées 15 pour le procédé suivant l'invention, parce que 11affinement, la globularisation et la meilleure répartition des carbures qui se produisent en conséquence de la rapidité de 1& solidification apportent une ténécité qu'il n'aurait été possible d'obtenir autrement qu'avec des proportions de carbures sensiblement plus 20 faibles. Les plaquettes de coupe peuvent, comme d'habitude, être fixées par vissage ou soudure sur une queue ou sur un corps d'outil en matière peu coûteuse. Pour que l'on obtienne les bonnes propriétés 25 exposées ci-dessus pour les plaquettes de coupe fabriquées suivant l'invention, il est nécessaire d'arriver à des vitesses de refroi-dissement d'au moins 10 0 C/s environ. Elles seront obtenues sans difficulté avec le dispositif décrit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée 30 aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés. On pourra, au besoin, recourir à d'autres modes et à d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 69 22577 5 2012255 REVENDICATIONS 10) Procédé pour la fabrication de plaquettes de coupe, à partir d'alliages durcis rapidement, pour des outils de fraisage et de coupe, procédé caractérisé en ce qu'on solidifie très 5 rapidement les alliages fondus entre des éléments refroidissants mobiles, garnis de moules correspondant à la forme des plaquettes de coupe, ce qui permet d'obtenir des plaquettes de qualité supérieure à celles obtenues par les procédés de frittage classiques, beaucoup plus complexes et onéreux. 10 2°) Procédé- suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les alliages sont solidifés entre des plaques refroidissantes mobiles l'une vers l'autre. 3°) Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments refroidissants délimitent 15 dans la zone de leurs bords un espace qui s'élargit radialement vers l'extérieur. 4°) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on retire un poinçon dans la direction de la chute des alliages avec une rapidité croissante.