Dans le monde industriel, les diamants ne sont pas seulement un symbole de richesse et de luxe, mais aussi un composant essentiel à la fabrication des outils de coupe et de meulage. Grâce au procédé de galvanoplastie diamantée, il est désormais plus facile et plus efficace d'appliquer cette substance précieuse sur le substrat de l'outil. Les diamants sont reconnus pour leur dureté et leur résistance aux rayures exceptionnelles, ce qui en fait une ressource précieuse dans la production d'outils.
Traditionnellement, les fabricants devaient sertir manuellement les diamants dans les outils, un processus fastidieux et coûteux. Cependant, avec l'avènement du procédé de galvanoplastie au diamant, les fabricants ont pu créeroutils diamantés électroplaquésrapidement et facilement.
La galvanoplastie est un procédé qui permet de fixer de fines couches de métal sur des surfaces conductrices. Dans le cas de la fabrication d'outils diamantés, une couche de métal est appliquée sur le substrat de l'outil, puis des particules de diamant sont déposées par électrolyse sur cette surface métallique. Cette approche assure non seulement une liaison solide entre les particules de diamant et la matrice de l'outil, mais aussi une répartition homogène et uniforme des diamants dans l'ensemble de l'outil.
Le principe du placage diamant repose sur le fait que, lorsqu'une solution électrolytique est mise en contact avec la pièce à usiner, des particules de diamant se déposent sur cette dernière préalablement plaquée. Le champ électrique ainsi créé provoque la décomposition du nickel, libérant les atomes de nickel initialement déposés en surface avec les particules de diamant. Au fil du temps, les diamants présents en surface sont progressivement enrobés, formant ainsi un revêtement diamanté.
Selon la division des procédés, la préparation des outils diamantés électroplaqués doit passer par un prétraitement, un préplacage, un sablage supérieur, un déchargement du sable, un épaississement et un post-traitement.
Prétraitement
Le prétraitement est une étape cruciale du procédé de galvanoplastie pour garantir des résultats optimaux et une qualité de produit irréprochable. Dans le domaine du placage métallique, les deux étapes clés du prétraitement sont le prétraitement du substrat et le prétraitement des particules de diamant. Le prétraitement du substrat comprend une série d'étapes visant à le rendre propre et exempt de toute impureté. Ce procédé inclut le meulage, le lavage caustique, le décapage, l'activation, le nettoyage et le séchage. Ces étapes agissent de concert pour éliminer les oxydes, les traces de fatigue ou les taches d'huile de la surface du substrat. Ceci garantit une couverture uniforme de la couche de nickel et améliore son adhérence au substrat. Le prétraitement des particules de diamant est tout aussi important pour obtenir un placage de haute qualité. Afin d'obtenir un prétraitement optimal des particules de diamant, une combinaison de séparation magnétique et de traitement acide-base est mise en œuvre. Ce traitement élimine les impuretés d'éléments et de composés métalliques susceptibles de se mélanger aux grains de diamant et d'affaiblir leurs propriétés magnétiques intrinsèquement faibles. Parallèlement, l'huile qui pourrait s'être accumulée à la surface des particules de diamant est éliminée, améliorant ainsi leurs propriétés de mouillage.
Pré-plaqué
Le pré-placage consiste à déposer une simple couche de nickel sur la surface du substrat afin de servir de couche de transition et d'assurer une liaison étroite avec celui-ci.
Sable supérieur
Le procédé de fixation de particules de diamant sur la surface d'un substrat par des méthodes mécaniques ou physiques est appelé ponçage. On distingue deux méthodes de ponçage : le ponçage par projection et le ponçage par enfouissement.
La première méthode permet de poncer une seule face du support à la fois. Elle est particulièrement adaptée aux produits à revêtement diamanté sur une face. Elle ne nécessite qu'une faible quantité de sable, crée une fine couche de régolithe et la surface de ponçage est efficace, ce qui la rend idéale pour la production en grande série. Cependant, cette méthode ne convient pas aux produits cylindriques ou de forme irrégulière.
En revanche, la méthode du sable enfoui permet de poncer plusieurs surfaces dans différentes directions simultanément. Cette technique est plus adaptée aux produits cylindriques ou de forme irrégulière et nécessite une plus grande quantité de sable. Elle produit également une couche de régolithe épaisse et son rendement de ponçage est moindre.
Décharger le sable
Une fois le chargement du sable terminé, celui-ci peut être déchargé. Redressez le substrat et vibrez-le légèrement pour détacher les particules de diamant qui n'adhèrent pas fermement à la face d'extrémité et qui ne sont pas consolidées par le revêtement de nickel.
Épaissir
Le procédé d'épaississement utilise la même formule de solution de placage que le pré-placage afin d'épaissir davantage la couche de nickel. Durant l'ensemble des étapes de pré-placage, de ponçage et d'épaississement, il convient de contrôler avec précision les paramètres du procédé tels que le courant, la température et le pH.
Post-traitement
Trempez l'outil diamanté électroplaqué dans une solution d'acétone, puis rincez-le à l'eau distillée. Retirez-le, séchez-le et soumettez-le à un traitement thermique modéré afin d'améliorer l'adhérence entre la couche de nickel et le substrat, et d'accroître simultanément la dureté de cette couche.
Date de publication : 14 juin 2023