Brevet FR2130114A1 — publié le 19721103

Les paliers pour l'horlogerie sont fabriqués à partir de pierres synthétiques, rubis ou saphir, qui so t des matières dures monocristallines. Dans la pratique courante, on fabrique ces matériaux grâce à la technique de fusion ar chalumeau oxhydrique dite de Verneuil qui permet l'obtenti n de monocristaux mesurant généralement entre 50 et 60 mm de longueur et 15 à 20 mm de diamètre. Ces "boules" de rubis ou de spi elle synthétiques ont des formes plus ou moins régulières. De nombreuses opérations de sciage, façonnage, perçage et polissage, nécessitant des outils diamantés sont nécessaires pour obtenir des pièces dont le volume est inférieur au millimètre cube. Tou es ces opérations sont difficiles et coûteuses.On peut citer, comme exemple, l'utilisation de scies diamantées créant des chemins de scie plus larges que la pièce elle-même, d'où un volume important de déchets, ou alors le perçage effectué soit au moyen d forets et de diamant, soit par. rayon laser, opération coûteuse s'il en est. L'objet de cette invention est d'éviter ces inconvénients et de proposer une méthode simple et éco omique pour fabriquer des paliers pour l'horlogerie, particul erement des pierres à trou. Cette méthode de fabrication simpl et économique est caractérisée par le fait que l'on part d'lune poudre cristalline d'alumine très pure, qu'après adjonction à cette poudre de produits minéraux et organiques, l'on engendre par pressage des pierres B trou en ayant soin de former; le trou en même temps que se moule la pierre, que l'on fritte c tte ébauche de pierre et que dans le produit final la porosité est inférieure à 1 % du volume et que la grosseur du grain eslt inférieure à 25 % et permet, d'obtenir des paliers pour pièces d'horlogerie présentant tous les avantages des paliers en rusais, sans cependant présenter les desavantages de fabrication cités plus haut. La matiere première utilisée est une poudre d'alumine très pure (99,5 à 99,9 % d'A1203). On lui ajoute de l'oxyde de chrome pour permettre l'apparition de la ouleur rouge caractéristique du rubis. D'autres oxydes tels quelles oxydes de magnésium et de manganèse sont aussi additionés au mélange. La poudre est ensuite concassée des heures dans un moulin à billes d'alumine jusqu'à ce que la grosseur de ses grains soit inférieure à 0,l.Ae- Cette limite est importante-car l'expérience a montré que des poudres de départ au grain plus grossier ne permettraient pas l'obtention de matière assez dense pour titre utilisée dans la fabrication de paliers pour l'horlogerie.La grosseur du grain est mesurée par l'élargissement des raies de diffraction de rayons X telle qu elle a été originalement proposée par Scherrer (P.Scherrer, NasshrO GesOWissO Göttingen (1918 o On ajou e à la poudre des liants organiques; cette addition peut aussi e faire avant la phase du broyage, et l'on procède à la granulation du produit dans une tour de séchage.Les paliers sont ensuite moulés à l'aide de presses hydrauliques ou mécaniques sous e pression de quelques tonnes par centimètre carré, I1 s'agit ci de mouler les pièces à une dimension exacte prévoyant en suré aisseur le retrait qui aura lieu lors du frittage ultérieur et l'épaisseur enlevée lors de l'usinage final des paliers0 Afin de raccourcir au maximum ces dernières opérations, le poinçon et la m trice doivent avoir des formes qui sont le plus proche possible du produit terminé.Pour percer le trou, on prévoit une tige fixée soit au poinçon, soit à la matrice, tige qui découpe le trou en même temps que se moule la pierre0 Une fois préssées, les pierres sont chauffées lentement sous atmosphère oxydante jusqu'à 1300 C. Cette opération élimine les liants organi t et assure aux pièces une certaine rigidité.Des opérations usinage peuvent etre effectuées aisément à ce stade Par exemple, le trou peut être rectifié ou agrandi à ce moment à l'aide d' m foret en métal0 Les pièces so t ensuite chauffées entre 1700 et 1950 C durant une à quelques dizaines d'heures. les températures les plus hautes donnent meilleurs résultats au point de vue den sificationO le produit obtenu est un corps polycristallinO L'expérience a montré qu'une porosité inférieure à 1 % et une gros seur du grain inférieur à 2 sont nécessaires pour permettre des résultats satisfaisants dans la montre, Le pourcentage de porosité P a été déterm né directement de la mesure de la densité S en utilisant la relation P = 100 (1 - #/#o ) où #o est la densité t éorique du produit sans pores, La grosseur du grain est mesurée sur une micrographie en comptant le /nombre de joints de grains coupés par des lignes droites de longueur connue tracées au hasard. La grosseur du grain est alors égale à 1,7 fois la distance entre les interceptiosss (A. Braun, Rev. Met., 52, 676 (1955)). REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication de pierres à trou, caractérisé par le fait que l'on part d'une poudre cristalline d'alumine très pure, qutapras adJonction à cette poudre de produits minéraux et organiques, l'on engendre par pressage des pierres à troue en ayant soin de former le trou en même temps que se moule la pierre, que l'on fritte cette ébauche de pierre et que dans le produit final la porosité est inférieure à 1 % du volume et que la grosseur d grain est inférieure à 25/ . 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces sont frittées entre 1700 et 19500 C durant une heure W quelques dizaines d'heures. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pièces sont chauffées sous atmosphère oxydante à 13000 C, usinées ensuite y compris le rectifiage et le grandissage du trou, et finalement frittées. 4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on part d'une poudre cristalline d'alumine dont le diamètre du grain est inférieure à 5) Pierre à trou obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 4.