Brevet FR2473387A1 — publié le 19810717

La presente invention se rapporte à un procedé pour produire des outils abrasifs ayant une surface active dans laquelle sont implantées des particules très dures, outils qui sont destinés au meulage et à la rectification de pièces de machines; Il existe des procédés pour produire des outils abrasifs consistant à pratiquer, sur la surface active des outils, un dépôt métallique dans lequel sont incorporées des particules abrasives. En général, le métal utilisé pour le dépt est le nickel et les particules abrasives sont du bort ou du nitrure de bore cubique. L'inconvénient de ces procédés contus réside dans l'irrégularité de la répartition du métal le long de la surface active de l'outillirrégulari- té qui résulte de la nature de la technique de dépôt, ce qui a pour résultat une médiocre répartition des particules abrasives sur.la surface active de l'outil. De plus, le métal du dépôt manque de dureté, de fermeté et de résistance à l'usure, à quoi s'ajoute que les appareillages pour la mise en oeuvre de ces procédés sont de structure complexe et que l'obtention de ces revete ment s abrasifs demande beaucoup de temps. On connaît également des procédés chimiques pour former des revete ment s métalliques dispersés dans lesquels des particules ayant des dimensions inférieures de 5 microns sont incorporées. Ces procédés, s'ils permettent d'incorporer des particules de bioxyde de silicium, d'oxyde de titane et de corindon, etc., dans le revetement métallique, en augmentant ainsi sa résistance à l'usure et sa dureté, ne permettent pas d'obtenir les propriétés érosives exigées des outils abrasifs. La présente invention s'est fixé pour but de procurer un procédé pour produire des outils abrasifs, qui permet d'obtenir un revetement abrasif précis, uniforme et ayant une grande résistance à l'usure et ce par des moyens relativement simples. Selon l'invention, ces buts sont atteints par un procédé pour produire des outils abrasifs, selon lequel le revetement abrasif est formé par le. dépôt simultané d'un revetement chimique de nickel et de particules abrasives, ces particules étant mises en contact, à des intervalles réguliers, avec la surface active de l'outil au moyen d'un agitateur tournant â une vitesse de 200 a 400 tours/minute et opérant selon un programme comprenant de 0,5 t 4 minutes d'action et de 3 à 15 minutes de t s mort, après quoi le revetement abrasif ainsi obtenu est soumis à un traitement supplémentaire de durcissement consistant en un plaquage dans un autre bain chimique de nickelage.Le revetement de nickel est déposé 4 partir d'une solution chimique d'un hypophosphite ou de diméthylamine borane. tés matières (particules) abrasives sont constituées par du bort, du nitrure de bore cubique, du carbure de bore ou des mélanges de ces substances. Les dimensions des particules abrasives se situent entre 20 et 120 nierons. Les avantages du procédé proposé par l'invention sont les suivants le revêtement obtenu en utilisant ce procédé présenté à la fois une épaisseur uniforme et une répartition uniforme des particules abrasives, tout en pos sédant à la fois une grande dureté et une grande résistance à l'usure i le temps nécessaire pour produire le revetement abrasif est réduit ; et l'appareillage nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé est relativement simple. Ce procéaé permet aussi de diminuer sensiblement la proportion de la matière abrasive consommée inutilement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon 1" invention destiné à la production d'outils abrasifs - la figure 2 représente une pièce pour la fabrication d'un outil ayant la forme d'un disque plat référence 1 ; et - la figure 3 illustre une pièce pour la fabrication d'un outil en forme de broche 2 pour la rectification intérieure ou l'alésage avec un support 3 à plusieurs logements dans lequels sont insérées les broches. L'appareillage utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend une cuve 4 à parois chemisées, des résistances electriques 5 destinées à chauffer un fluide caloporteur 6 qui transmet la chaleur au bain chimique de nickelage 7. Un thermomètre 8 et un régulateur 9 permettent de maintenir la température du bain pendant que celui-ci est brassé, à inter valles réguliers, par un dispositif d'agitation 10 commandé par un relais à h oge 11. Les exemples suivants, qui n'ont bien entendu aucun caractère limitatif, fe t mieux comprendre les particularités de l'invention. Exemple i Pour la r les rication d'un outil abrasil ayant la forme d'un disque plat, destiné à être utilisé sur les machines de traitement du tabac et des cigarettes, on utilise poni piece à travailler un acier à faible teneur en carbone. Après l'usinage, on subir à la pièce à travailler un traitement photochimique afin de repatir uniformément, sur sa surface active, des points couverts d'une photorésine, ces pointe ayant une forme appropriée. Ultérieurement, le revêtement abrasif est appelé à etre déposé sur ces points. Par ailleurs, on prépare une solution d'hypophosphite, destinée au bain de nickelage chimique, avec la composition suivante suiphate de nickel heptahydraté -18,7 g/l fluorure d'ammonium -1,1 g/l hypophosphite de sodium monohydraté -15,5 g/l acétate de sodium trihydrate -14f0 g/l acide malique (à 99 %) -8,0 g/l dichlorure de plomb -1,5 mg/l dodécyl benzène sulphonate de sodium -5,0 mg/l On verse cette solution dans la cuve 4 et on la chauffe à une temps rature de 900C. Par ailleurs, on nettoie les pièces destinées à la fabrication de l'outil 1, on les dégraisse et on les active par une immersion de cinq minutes dans une solution à 20 % d'acide chlorhydrique. On place ensuite les pièces ainsi traitées au fond de la cuve 4 qui est remplie avec la solution de nickelage. 7 et on leur fait subir un traitement de nickelage pendant 5 minutes. En faisant tourner l'agitateur à la vitesse de 300 tours par minutes, on verse dans la solution de nickelage de la poussière de diamant synthétique pendant que l'agitateur opère suivant un programme comprenant 2 minutes d'agitation en 4 minutes de temps mort. Après un traitement de 80 minutes, on retire les pièces destinées à la fabrication des outils du bain et on les rince à l'eau courante. Ensuite, on enlève la photorésine de proteetion et on place les pièces dans un second bain de nickelage chimique, ce bain ayant la meme composition que le précédent et on fait subir à ces pièces un second nickelage pendant 90 minutes à une température de 900C, jusqu'à obtention. de l'outil abrasif final. Exemple 2 La 2 La matière abrasive utilisée peut aussi etre un nitrure de bore cubi- que ou un mélange de carbure de bore et de diamant synthétique. On procède comme dans l'exemple 1, sauf qu'on utilise de la poussière de diamant naturel, la solution de nickelage chimique contenant acétate de nickel -40 g/l citrate de nickel -24 g/l acide lactique -20 g/l diméthylamine borane acide dithioglycolique -0,11g/1 Le pH de la solution est de 5,2 et.'la température de travail de ó5 C quand le programme de l'agitateur comprend '2. nués d'agitation à 200 tours/ minute et C minutes de temps mort. Exemple 3 Pour produire un outil abrasif en forme de broche pour la rectification interne ou l'alésage de pièces de machines, on utilise la solution de nickelage chimique de l'exemple 1. Après avoir nettoyé, dégraissé et activé surface de la pièce comme dans l'exemple 1, on dispose celle-ci dans un support à plusieurs logements 3. On place le support 3 au fond de la cuve qui a été remplie avec la solution de l'exemple 1, mais dont la température est de 920C. Après 3 minùtes, on verse de la poussière de diamant~synthétique dans la solution, dans une proportion 3 fois supérieure à celle de la teneur en nickel de la solution. L'agitateur opère selon un programme c-omprénant 3 minutes d'agitation à 200 tours/minute et 4 minutes de temps mort.Après chaque intervalle de 21 minutes, on fait pivoter le support 3 d'un angle de 720. Au bout de 105 minutes, on retire le support 3 du bain, on le rince à l'eau courante et on le place dans un second bain contenant 'une solution de nickelage chimique dont la composition est la meme que celle de la solution de l'exemple 1, sauf que sa température est de 900C et qu'elle ne contient pas de poussière abrasive. Dans cette solution, on procède à un -second nickelage pendant une période supplémentaire de 100 minutes pour obtenir l'outil abrasif final voulu. REYENDICATIQNS 1. Procédé pour produire des outils'abrasifs, selon lequel un revete- ment abrasif est déposé chimiguement sur la-surface active de l'outil, procédé caractérise en ce que le revetement abrasif est formé par un dépôt simultané d'un revêtement chimique de nickel et de particules abrasives, lesdites particules étant mises en contact, à des intervalles réguliers, avec la surface active de l'outil au moyen d'un agitateur tournant à une vitesse de 200 à 400 tours/minute et opkrant selon un programme comprenant de 0,5 à 4 minutes d'action et de 3 a 15 minutes de temps mort, après quoi le revêtement aprasif ainsi obtenu est soumis à un traitement supplémentaire de durcissement consistant en un nickelage dans un autre bain chimique séparé de nickelage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revetement de nickel est déposé à partir d'une solution d'hypophosphite. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisE en ce que le revêtement de nickel est déposé à partir d'une solution de diméthylamine borane. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules abrasives sont constituées par du bort. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules abrasives sont constituées par du nitrure de bore cubique. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules abrasives se composent de carbure de bore. 7. Procéda selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules abrasives se composent d'un mélange de bort, de nitrure de bore cubique et de carbure de bore. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions du revetement abrasif sont comprises entre 20 et 120 microns.