Brevet FR2688730A1 — publié le 19930924

L'invention se rapporte au domaine du rodage et a plus spécialement pour objet un rodoir ayant des qualités améliorées par rapport aux rodoirs actuels. Classiquement, un rodoir se compose d'une base ou substrat constituée par un tube ou une bague d'acier sur lequel est déposé un abrasif. Celui-ci se présente sous la forme de grains de faibles dimensions (de l'ordre de quelques dizaines de microns) maintenus sur le substrat par un liant, par exemple un liant à base de nickel. Au cours des opérations de rodage, les grains d'abrasif s'rusent progressivement tandis que le liant subit les agressions des micro-copeaux résultant du rodage. Peu à peu, le liant se détériore et n'a plus une résistance suffisante pour maintenir les grains qui finissent par se de- chausser L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients en proposant un rodoir ayant une durée de vie plus importante que les rodoirs actuels. Le rodoir objet de l invention, du type décrit ci-dessus, se caractérise en ce que le liant est recouvert d'au moins une couche de protection contre lusure. Celle-ci peut être à base de diamant, d'un matériau semblable au diamant ou en un métal tel que I'aluminium, le chrome, le titane, le nickel, le zirconium, le molybdène, le tungstène ainsi que les alliages, carbures, nitrures, borures et oxydes de ces métaux. L'épaisseur de cette couche est comprise entre 0,8 et 20 microns, de préférence entre 2 et 5 microns. S'il s'agit de diamant ou dvun matériau semblable au diamant, la couche est de préférence déposée en phase gazeuse activée par plasma. S'il s'agit d'un autre matériau, la couche est de préférence déposée par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Enfin, on peut prévoir une première une couche en I'un de ces matériaux déposée sur le liant et une deuxième couche en diamant ou un matériau semblable au diamant. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la. figure 1 est une vue schématique en demi-coupe d'un rodoir selon I'invention, l~abrasif et les couches de protection étant représentés à échelle agrandie; - les figures 2 à 4 sont des vues schématiques de côté de différents types de rodoirs auxquels I'invention peut s appliquer; - la figure 5 est une vue schématique en coupe d'un autre type de rodoir auquel l-invention peut s'appliquer; et - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5. La figure 1 représente un rodoir selon l-invention qui, dans cet exemple, est constitué d'un tube 1 dont la surface extérieure est recouverte de grains d-abrasif 2 maintenus sur cette surface par une couche de liant 3. Ces grains sont le plus souvent en diamant ou en nitrure de bore. Dans cet exemple, le liant est recouvert d'une double couche de protection, à savoir: une couche extérieure 4 en diamant ou matériau analogue et une couche intérieure 5, par exemple en chrome. Bien entendu, on pourrait n'avoir qu'une seule couche. Pour plus de clarté sur le dessin, les grains d'abrasif et les couches 3,4,5 ont été représentés à une échelle très agrandie par rapport au reste du tube. L'amélioration de la durée de vie du rodoir s'explique de la manière suivante: La couche de protection, surtout lorsqu"il s'agit de diamant ou d'un matériau analogue, protège le liant contre les agressions des micro-copeaux résultant du rodage, grâce à sa grande dureté. On évite ainsi que les grains d'abrasif ne se déchaussent- prématurément à cause de la détérioration du liant. Grâce à la couche protectrice, ils ne se déchaussent qu'après avoir atteint un degré d'usure assez important, plus important qu'avec les rodoirs de l'art antérieur, ce qui améliore notablement la durée de vie de l'outil de rodage (le déchaussement intervient lorsque l'effort de coupe est tel que la résistance mécanique du liant n'est plus suffisante pour maintenir le grain sur la base). Si la couche de protection est en diamant ou un matériau analogue, elle est de préférence déposée en phase gazeuse activée par plasma, la vitesse de dépôt étant d'environ 3 microns par heure. Son épaisseur est de l'ordre de 0,8 à 20 microns, de préférence de 2 à 5 microns et sa dureté peut atteindre 6000 HV. Le dépôt se fait sous un vide de 10-s mm de mercure. Le fait de réaliser le dépôt sous plasma est particulièrement avantageux car la zone de réaction en plasma suit le contour des pièces, ce qui donne une pénétration uniforme. On peut obtenir par cette méthode une couche de carbone ayant des propriétés physiques similaires à celles du diamant. On a observé une bonne adhésion au substrat, les substrats possibles étant notamment les métaux durs, les aciers, les alliages d'aluminium, le titane et ses alliages, le magnésium et ses alliages et les polymères tels que le téflon ou les céramiques. De plus, cette couche est chimiquement inerte. S-il s'agit d'un autre matériau parmi ceux mentionnés ci-dessus, le dépôt est effectué de préférence par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Les figures 2 à 6 représentent différents types de rodoirs pouvant être revêtus d'une couche protectrice conformément à l'invention. Dans le cas de la figure 2, le tube 1 présente deux fentes longitudinales 6 diamétralement opposées: grâce à ces fentes, le tube se déforme lors de I'introduction d-un cône, ce qui permet d'appliquer la partie abrasive sur la pièce à roder. Ici, la zone abrasive 7 s'étend sur tout le pourtour du tube, mais sur une longueur inférieure à celle des fentes 6. C'est la zone 7 qui reçoit la ou les couches protectrices 4 ou 5. Dans le cas de la figure 3, il y a plusieurs fentes longitudinales 6 de même longueur réparties régulièrement sur le pourtour du tube, la longueur de la partie abrasive 7 étant pratiquement égale à celle des fentes 6. On peut également avoir de nombreuses fentes assez courtes et réparties de diverses façons, par exemple en quinconce comme illustré à la figure 4. Quant aux figures 5 et 6, elles illustrent un type de rodoir plus spécialement utilisé pour des pièces telles que les paliers de vilebrequins des blocs moteurs. Le tube 1 porte plusieurs bagues fendues 8 présentant chacune une seule fente longitudinale 9 dans laquelle est introduite une tige 10 servant à maintenir la bague suffisamment ouverte, car elle a tendance à se refermer, ainsi qu'à protéger les éléments se trouvant à l-intérieur de la bague. Une tige il mobile à l'intérieur d'un corps cylindrique 12 porte plusieurs parties en forme de tronc de cône 13 qui agissent sur des poussoirs 14 pour déformer les bagues fendues 8. Des bagues de positionnement 15 servent à régler la position des bagues fendues 8 dans le sens axial. Enfin, des clavettes 16 solidarisent les bagues 8 en rotation avec le reste du tube l. Dans ce cas, la couche abrasive 7 s'détend sur toute la surface extérieure des bagues 8. On a donc réalisé suivant l'invention un rodoir présentant une durée de vie nettement plus longue que les rodoirs actuels grâce à la couche de protection 4. De tels rodoirs peuvent être utilisés pour traiter toutes sortes de pièces et sont particulièrement bien adaptés pour les pièces réalisées en grande série car les changements d'coutils sont moins fréquents. C'est le cas notamment de pièces pour l'industrie automobile comme les bielles ou les paliers de vilebrequins des blocs moteurs. Il est bien entendu que lvinvention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation qui viennent d-être décrits, mais qu'elle en couvre au contraire toutes les variantes. C'est ainsi que l'homme du métier choisira, en fonction de chaque cas particulier, et notamment en fonction du type de rodoir et des pièces à traiter, de mettre une ou deux couches de protection. Enfin, on peut, sans sortir du cadre de I'invention, utiliser vautres matériaux que ceux mentionnés ci-dessus, stils confèrent au rodoir une bonne résistance à I'usure. REVENDICATIONS 1. Rodoir comportant: - une base (1); et - un abrasif constitué de grains (2) maintenus sur cette base par un liant (3), caractérisé en ce que le liant (3) est recouvert d'au moins une couche de protection (4) contre I'usure. 2. Rodoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la couche de protection (4) est choisi parmi le damant, les matériaux semblables au diamant, I'alu- minium, le chrome, le titane, le nickel, le zirconium, le molybdène, le tungstène ainsi que les alliages, carbures, nitrures, borures et oxydes de ces métaux. 3. Rodoir selon I'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lvépaisseur de la couche de protection (4) est comprise entre 0,8 et 20 microns, de préférence entre 2 et 5 microns 4. Rodoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que, la couche de protection (4) étant à base de diamant ou d'un matériau semblable au diamant, elle est déposée en phase gazeuse activée par plasma. 5. Rodoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que, la couche de protection (4) étant en I'un des matériaux autres que le diamant et matériaux analogues, elle est déposée par dépôt chimique en phase vapeur. 6. Rodoir selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend: - une première couche (5) en I'un desdits métaux, al liages, carbures, nitrures, borures et oxydes, déposée sur le liant (3); et - une deuxième couche (4) en diamant ou en un matériau semblable au diamant déposée sur la première.