Brevet FR2179636A1 — publié le 19731123

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé et un dispositif permettant d'effectuer le dépit d'un métal sur un autre à partir d'une électrode à arc électrique, Pour effectuer des dépôts d'un métal sur un autre, on connatt divers procédés, notamment par électrolyse et par électrode à arc électrique, Ces procédés sont tous de mise en oeuvre délicate et nécessitent habituellement un appareillage extrémement cotteuxO La présentessnvention se rapporte à un procédé du type utilisant une électrode à arc électrique.Il stagit en quelque sorte d'un perfectionnement au procédé connu qui consiste à mettre au contact-de la pièce qui doit recevoir le dépôtssune électrode constituée dans le métal que l'on veut déposer et que l'on fait vibrer au contact de la pièce, L'électrode est en contact électrique avec la borne positive de la source de courant, tandis que la pièce sur laquelle doit s'effectuer le dépit est mise en contact avec la masse de la source de courant. A chaque vibration de l'électrode, on crée un arc électrique entre l'extrémité de l'électrode et la pièce, et l'on dépose un peu du métal de l'électrode sur la pièce. Malheureusement, ce procédé connu est sujet dans la pratique à de grandes difficultés de mise en oeuvre, En particulier, on n'arrive pas à éviter le collage de l'électrode sur la pièce, ce qui crée des attaques très profondes du métal de cette dernière C'est pourquoi ce procédé n'est guère utilisé dans la pratique. Selon ltinvention, pour réaliser le dépit sans collage# de l'électrode sur la pièce qui reçoit le dép8t, on alimente l'électrode en courant continu ou redressé basse tension, par exemple sous 10 à 20 volts, tandis que la pièce qui reçoit le dépôt est mise à la masse, et on coupe le passage du courant dans l'électrode et simultanément on sépare mécaniquement l'électrode de ladite pièce plusieurs cycles par seconde. Par exemple, afin de réaliser la coupure du courant et l'écartement simultané de l'électrode et de la plaque, on alimente l'électrode en courant continu ou redressé, en série avec une bobine d'électro-aimant qui, lorsqu'elle est alimentée en courant, attire l'électrode et l'arrache au contact de la pièce sur laquelle on forme le dépôt de métal. On constate que lorsqu'on opère de cette façon plus aucun collage entre l'électrode et la pièce à recharger ne se produit, En outre on obtient un dépôt très régulier d'épaisseur sensiblement constante très bien adhérent à la pièce qui reçoit le dépôt. La nature du métal de l'électrode et du métal de la pièce quelle'on veut recharger peuvent étre divers et des variationshnfinies sur leurs natures respectives peuvent être envisagées. Le procédé de- l'invention peut ttrehtilisé notamment pour la recharge ou le rattrapage de jeux de pièces et- d'outils. Lorsqu'il s'agit d'outils de/coupe, l'électrode pourra être en tungstène ou à base de tungstène, et l'on pourra ainsi prolonger pratiquement indéfiniment la vie des outils en les rechargeant de temps en temps, L'invention se rapporte également à un outil permettant dreffectuer le dépôt d'un métal sur un autre à partir d'une électrode à arc électrique, cet outil se caractérisant en ce qu'il comprend une électrode alimentée à la borne positive d'une source de courant continu ou redressé en série avec une bobine d'électro-aimant qui, lorsqu'elle est alimentée attire -1'électrode en la faisant rentrer dans 1'outil, un ressort ou analogue assurant, lorsque le courant ne passe pas, la sortie de l'électrode, la pièce en métal qui reçoit le de'put étant mise à la masse de la source de courant. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnant uniquement à titre d'exemple un mode de mise en oeuvre et d'application de l'invention. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un outil permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention; - la figure 2 est un schéma électrique illustrant le fonctionnement de l'outil; - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe faites avec arrachements d'un poinçon et d'une matrice montrant la mise en oeuvre du procédé de l'invention en vue de rattraper les jeux entre poinçon et matrice; - la figure 5 est une vue à grande échelle illustrant schématiquement l'état de surface d'une pièce rechargée en métal selon l'invention. On se reportera tout d'abord aux figures I- et 2 des dessins. Comme illustré, un outil à recharger 30 comprend une bobine Il d'électro-aimant dont on aperçoit en 10 l'armature0 La bobine est montée sur un support en U 12 et est fixée sur une embase 13. L'embase 13 est solidaire d'un manchon 14 dans lequel coulisse le mandrin 15 dans lequel vient se fixer au moyen d'une vis noyée 17 l'électrode de travail 16. Le mandrin 15 est solidaire d'une tige 18 ellemême solidaire d'une armature magnétique 190 Un manchon 20 monté fixe dans l'embase 13 et un ressort hélicoïdal monté en pression 21 complètent l'outil. Une extrémité du fil d'alimentation de la bobine Il est relié comme montré en 22 à la borne positive de la source de courant continu ou redressé, qui peut etre par exemple une source à 15 volts. L'autre extrémité du fil de la bobine est reliée comme montré en 23 à l'armature 10, c'est-à-dire par l'intermédiaire des pièces métalliques de l'outil à l'électrode 16enfin, la pièce 25 sur laquelle on veut effectuer les dépôts est reliée à la masse par un conducteur électrique 26. Le fonctionnement de 11 outil est le suivant. Lorsqu'on pose l'extrémité de ltélectrode 16 sur la pièce 25, on ferme le circuit d'alimentation électrique de la bobine 11 comme il résulte des figures 1 et 2. L'électroaimant attire l'armature 19 et par suite soulève dans le sens de la flèche F l'électrode 16 coupant le contact mécanique entre l'électrode 16 et la pièce 25. Ce faisant, le contact électrique est également coupé et la bobine Il n'est plus alimentée. Le ressort 21 assure le rappel de l'électrode contre la plaque 25. Le cycle recommence, L'électrode 16 est donc animée d'un mouvement vibratoire alternatif selon la double flèche V (figure 2), et à chaque cycle le courant de dépôt est interrompu. En outre, à chaque cycle, il se forme un arc électrique entre l'électrode 16 et la plaque 25. il s'ensuit un dépôt régulier et uniforme du métal de l'électrode sur la plaque 25 sans collage. La nature et l'épaisseur du dépôt dépendent de la nature de l'électrode, de la nature du métal 25 récepteur, de la fréquence des cycles de vibration de l'outil. Cette dernière est fonction des caractéristiques de construction mécanique de L'outil et notamment du choix des masses relatives vibrantes et des caractéristiques du ressort de rappel 21. D'excellents résultats sont obtenus pour des vibrations de plusieurs cycles et dizaines de cycles par seconde. On se reportera maintenant à la figure 3 dans laquelle on a illustré un poinçon 31 et une matrice 32 utilisés par exemple pour la découpe de lames de ressort 33. Pour obtenir une bonne découpe des lames de ressort lorsque le poinçon est animé d'un mouvement alternatif de levée et d'enfoncement selon la double flèche f, il est nécessaire par exemple de prévoir un jeu de deux centièmes de millimètre entre le diamètre du poinçon 31 et celui de l'ouverture 34 de la matrice 32. On assiste rapidement à une usure notamment des bords de la matrice dont l'orifice 34 tend à s'agrandir. Selon l'invention, il est alors possible par exemple, comme illustré à la figure 4, de rapporter à l'intérieur de l'orifice agrandi 34' une couche 35 d'un dépôt de métal en utilisant le procédé de l'invention et par exemple l'outil décrit aux figures 1 et 2. Un dépôt de tungstène peut ainsi par exemple être effectué. On a constaté qu'un tel dépôt donnait une bien meilleure précision de coupe, ceci étant vraisemblablement dA à ce que les déchets résultant de la coupe des lames de ressort sont laminés par le carbure de tungstène déposé alors que ces déchets encrassaient initialement la matrice. Dans ces conditions, il peut être avantageux de prévoir par exemple un jeu de six centièmes de millimètre entre le diamètre du poinçon 31 et celui de la matrice 32, puis de charger selon le procédé de l'invention, la paroi intérieure de l'orifice 34' d'une couche de deux centièmeSe carbure de tungstène On retrouve alors le Jeu de deux centièmes de millimètre prescrit entre le poinçon 31 et la matrice Le travail de découpe des lames ressort dans leur plaque 36 s'effectue alors plus favorablement que dans le cas de la figure 3o Au fur et à mesure de l'usure de la matrice ou du poinçon, les jeux peuvent être rattrapés de la même manière; ; A la figure 5 on a illustré des dépits de carbure de tungstène en amas serrés et compacts 37 déposés sur un métal sous-jacent, par exemple une plaque d'acier 38 à partir d'une électrode en tungstène 16 montée sur un outil du type décrit à la figure 10 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, l'invention peut s'appliquer à de nombreux autres domaines et notamment au rattrapage des jeux pour des systèmes mécaniques à cames, à filetages, etc00. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent, -REVENDICATIONS îo Procédé de dépôt d'un métal sur un autre à partir d'une électrode à arc électrique, caractérisé en ce que pour réaliser e dép8t sans collage de L'électrode sur la pièce qui reçoit le dépôt, on alimente l'électrode en courant continu ou redressé basse tension, par exemple sous 10 à 20 volts, tandis que la pièce qui reçoit le dépôt est mise à la masse, et on coupe le passage du courant dans l'électrode et simultanément on sépare mécaniquement l'électrode de ladite pièce plusieurs cycles par seconde, 2o Procédé de dépit d'un métal selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'afin de réaliser la coupure du courant et l'écartement simultané de l'électrode et de la plaque, on alimente ltélectrode en courant continu ou redressé, en série avec une bobine d'électro-aimant qui, lorsqu'elle est alimentée en courant, attire ltélectrode.et l'arrache au contact de la pièce sur laquelle on forme le dépôt de métal, 3.- Procédé pour la recharge ou le rattrapage de jeux de pièces et outils, caractérisé en ce qu'on effectue sur lesdites pièces et outils aux endroits à recharger, un dépôt d'un métal à partir d'une électrode de recharge et en utilisant le procédé de dép8t selon les revendications 1 ou 20 4.- Outil permettant d'effectuer le dépôt d'un métal sur un autre à partir d'une électrode à arc électrique, caractérisé en ce qu'il comprend une électrode alimentée à la borne positive d'une source de courant continu ou redressé en série avec une bobine d'électro-aimant qui, lorsqu'elle est alimentée, attire l'électrode en la faisant rentrer dans l'outil, un ressort ou analogue assurant, lorsque le courant ne passe pas, la sortie de l'électrode, la pièce en métal qui reçoit le dépôt étant mise à la masse de la source de courant. 50- A titre de produits industriels nouveaux, les pièces et outils rechargés selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 3 ou au moyen d'un outil selon la revendication 4, caractérisés en ce que le dép8t se présente sous forme d'amas ponctuels d'épaisseur sensiblement constante serrés les uns contre les autres, ancrés profondément dans le métal de la pièce ou de l'outil rechargé.