Saphir --- Céramiques --- Métal dur
Certains matériaux ne peuvent pas être usinés par des outils classiques tels que forets, fraises, alésoirs…
Compte tenu de la dureté de ces matériaux, l'enlèvement de matière ne peut se faire qu'à l'aide d'outils en diamant ou nécessitant un liquide de coupe contenant de la poudre de diamant. Ces matériaux sont donc très durs, résistant à l'usure et présentent une très bonne inertie chimique.
Cette dénomination comprend le corindon ou saphir, les rubis synthétiques, la céramique et les métaux durs.
Types de pièces usinées en saphir ou en céramique:
- Prismes et lentilles optiques
- Soupapes miniatures pour les pompes à très haute pression utilisées en chromatographie
- Usinage de guide-fils pour les machines à électroérosion à fil
- Pistons en saphir et en céramique
- Pièces céramiques à haute résistance thermique.
- Outillages horlogers et spécifiques
- etc...
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L'oxyde d'aluminium chimiquement pur constitue la base du corindon ou saphir synthétique. Il est obtenu à partir d'un sel, l'alun ammoniacal, qui après tout un processus de transformation, devient une poudre impalpable et légère, formée de cristaux très fins de l'ordre du micron. La synthèse se fait principalement au moyen du procédé Verneuil (c.f. Annexes). On obtient ainsi des boules de dimensions maximales de 70 à 75 mm de diamètre et de 300 à 400 mm de longueur, ces valeurs n'étant pas cumulables.
Selon les besoins, on peut réaliser des boules colorées, il suffit d'ajouter à la poudre d'alumine un oxyde métallique. Le chrome donne la teinte du rubis, le fer et le titane celle du saphir jaune.
Le saphir monocristallin présente une combinaison unique de propriétés:
- Haute résistance mécanique
- Haute stabilité thermique
- Très bonne transmission de la chaleur
- Haute transmission optique dans l'ultraviolet, le visible et l'infrarouge
- Très haute résistance à l'abrasion
- Inertie chimique
- Porosité nulle
- Très haute isolation électrique
- La plus haute dureté après le diamant
A télécharger: Caractéristiques principales du saphir synthétique (.PDF 27Ko)
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Les produits en oxydes céramiques sont fabriqués à partir d'oxydes métalliques purs, en utilisant les méthodes céramiques. Les oxydes les plus importants sont: l'oxyde d'alumine, l'oxyde de zirconium, l'oxyde de magnésium, etc., ils possèdent tous la caractéristique d'un point de fusion très élevé, supérieur à 2000°C.
Les oxydes sous forme de poudre, sans liant permanent ni liquide, sont mis en forme par coulage, moulage par injection, pressage à sec ou extrusion et par pressage isostatique et ensuite frittés à des températures allant de 1600°C à 1900°C.
Mis à part leur haut pouvoir réfractaire, les oxydes céramiques ont de nombreuses propriétés techniques, soit:
- Résistance aux attaques chimiques
- Haute résistance électrique
- Pertes diélectriques faibles
- Haute résistance mécanique
- Haute résistance à l'abrasion
Il s'agit de matériaux composites, en général à base de carbure de tungstène additionné de cristaux mixtes de carbure de titanium, tantale et tungstène, le tout étant aggloméré par une phase liante généralement à base de cobalt. Après dosage des différents constituants, la mise en forme se fait par pressage ou extrusion. Elle est suivie du préfrittage, puis du frittage, soit l'ultime traitement thermique permettant d'agglomérer les constituants par la phase liante.
Ce procédé permet d'obtenir des métaux durs de nuances différentes en fonction de besoins spécifiques, matériaux qui se distinguent par:
- Excellentes résistances mécaniques et thermiques
- Résistance à la corrosion
- Résistance au frottement
- Bonne qualité des états de surface
Nous usinons et assemblons des pièces en métal dur sur diverses matières
- Rectification
- Polissage / brossage
- Brasage / soudure
