Comment fonctionne le brasage de diamants et les solutions de brasage sous vide

2024.03.09

1. Qu'est-ce que le brasage?

Brazing with a torch, creating a fiery flame.

Décortiquons le terme et commençons par les bases. 

Au fond, le brasage consiste à assembler des matériaux à l'aide d'un métal d'apport ayant un point de fusion supérieur à 840°F (450°C) mais inférieur au point de fusion des métaux de base. En termes simples, le brasage revient à utiliser une sorte de colle spéciale faite de métal pour assembler des objets

Dans cet article, nous explorerons le brasage, en nous concentrant sur les applications impliquant des diamants en raison de leur importance dans diverses industries. 

La section suivante aborde les spécificités du brasage des diamants, mettant en lumière son rôle essentiel dans des secteurs tels que l'automobile et l'aérospatiale pour le traitement de matériaux extrêmement durs et de composites avancés, soulignant ainsi son utilité dans les pratiques de fabrication et d'ingénierie modernes.

 

1.1 Quelle est la différence entre le brasage, la soudure et le soudage?

Maintenant, vous pourriez vous demander : "Et la soudure et le soudage ?" Bien que le brasage, la soudure et le soudage soient tous des méthodes pour joindre des métaux, ils ont des avantages et des inconvénients distincts selon les besoins de votre projet.  

Le brasage, comme mentionné précédemment, consiste à joindre des métaux en utilisant un métal d'apport à une certaine température. 

En revanche,  le soudage est similaire mais utilise des métaux d'apport avec un point de fusion inférieur à 840°F. Enfin, le soudage fait fondre les métaux de base eux-mêmes pour créer un joint, ajoutant souvent un matériau d'apport pour la résistance. Chaque méthode a ses applications et ses forces uniques, selon les matériaux et la résistance désirée du joint. 
 
Comparaison entre le brasage, le soudage et le soudage
  Le brasage La soudure La soudage
Exemples d'utilisation image1~.jpg

(Un joint de cadre de vélo brasé, mettant en valeur sa résistance structurelle. Source : www.halletthandbuiltcycles.com)
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(Un bijoutier soude une petite pièce de bijou, nécessitant une chaleur précise et concentrée. Source: blog.rings-things.com)
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(Une coque de navire soudée, affichant sa force immense et sa capacité à résister aux environnements difficiles. Source : www.thefabricator.com)
Température Au-dessus de 840°F En dessous de 840°F Fait fondre les métaux de base
Résistance des matériaux Fort Moins fort que le brasage/le soudage Le plus fort
Applications Joindre différents métaux Connexions électriques, travaux délicats Jonctions structurelles dans la construction, la fabrication
 

2. Comment fonctionne le brasage de diamants?

A close-up of a brazing torch melting metal pieces together, creating a strong bond.

Maintenant que nous avons la définition du brasage, expliquons comment les matériaux diamantés sont utilisés dans ce processus pour fabriquer des outils avancés. 
 

Le brasage de diamants est un processus spécialisé dans le domaine plus large du brasage, qui se concentre sur la fixation de pointes de diamant à un substrat métallique.
 

Le processus de brasage

Pour comprendre le rôle des matériaux diamantés dans cette technique de jointure avancée, parcourons les étapes du processus de brasage du diamant :

An infographic demonstrating a typical brazing process for diamond tools.
 

  1. Preparation of Surfaces: Le substrat métallique et les pointes de diamant doivent être soigneusement nettoyés pour éliminer tout contaminant pouvant altérer la liaison.

  2. Application de l'alliage de brasage: Un alliage de brasage approprié, choisi en fonction de son point de fusion et de sa compatibilité avec à la fois le diamant et le substrat, est appliqué. Cela peut se présenter sous forme de pâte, de poudre ou de cale préformée.

  3. Assemblage pour le brasage: Les pointes de diamant sont disposées sur le substrat selon le motif souhaité, et l'assemblage est positionné pour le chauffage. Cette étape implique souvent un dispositif de fixation temporaire pour maintenir l'alignement pendant le processus de brasage.

  4. Chauffage: L'assemblage est chauffé à une température qui fait fondre l'alliage de brasage mais qui est inférieure aux points de fusion à la fois du diamant et du substrat. Cela peut être fait dans un four, avec une torche, ou dans un système de chauffage par induction, souvent sous une atmosphère protectrice ou sous vide pour éviter l'oxydation.

  5. Écoulement et mouillage:  L'alliage de brasage fondu s'écoule par capillarité entre le diamant et le substrat, et en refroidissant, forme une liaison métallique solide qui maintient fermement en place les pointes de diamant.

  6. Refroidissement et nettoyage: Après que l'alliage de brasage ait solidifié, l'assemblage refroidit jusqu'à température ambiante. Tout résidu de flux ou de matériaux de fixation est ensuite retiré, et l'outil brasé est inspecté pour la qualité.
     

    *Il est important de ne pas confondre ce processus avec l'utilisation de diamants de qualité gemme. Les diamants utilisés dans le brasage sont conçus pour des applications industrielles, et non pour la joaillerie. Ils sont choisis pour leurs propriétés physiques, telles que la dureté et la conductivité thermique, afin d'améliorer les performances des outils de coupe, de meulage et de perçage.

     

Le processus de brasage nécessite un contrôle précis de la température et le choix des matériaux de brasage, avec des températures généralement comprises entre 840°F (450°C) et 2100°F (1149°C), en fonction des matériaux à assembler. 
 

Le succès du brasage de diamants sur différents substrats repose sur la compréhension et la navigation des complexités de la compatibilité des matériaux, de la dilatation thermique et de la sélection des alliages de brasage appropriéss.

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2.1 Brasage de diamants sur acier

In einigen Fällen können beim Löten von Diamanten an Stahl Herausforderungen auftreten, aufgrund von Materialunterschieden wie thermischer Ausdehnung und der Reaktion von Kohlenstoff mit Eisen, was die Bindung schwächen kann. 

Les diamants se dilatent minimalement avec la température, tandis que l'acier subit une expansion significative. Cette disparité crée des contraintes internes et des fissures à l'interface lors des cycles de chauffage et de refroidissement, compromettant l'intégrité de la liaison. Une étude réalisée par Liang Zhang a mis en évidence ce problème, montrant comment la couche intermédiaire de nickel poreux qu'ils ont utilisée offrait une atténuation partielle du stress mais ne l'éliminait pas entièrement.

Malgré ces défis, grâce à l'utilisation d'alliages de brasage avancés et de techniques innovantes, ces difficultés de compatibilité peuvent être efficacement gérées. Le processus garantit une liaison forte et durable entre les diamants et l'acier, essentielle pour les performances des outils de coupe et de perçage dans des applications exigeantes.

Par exemple, la machine à vide à grande vitesse garantit une liaison solide et durable entre les diamants et l'acier, cruciale pour les performances des outils dans des applications exigeantes.


3. Outils diamantés brasés

A person holding a brazed metal object featuring a small orange tip.

Les outils diamantés brasés sont réputés pour leur durabilité et leurs performances, attribuées à la fixation sécurisée des pointes diamantées aux substrats d'outil. Ces outils représentent une avancée significative dans les technologies de coupe, de meulage et de perçage, capables de manipuler les matériaux les plus durs avec facilité. 

Les outils peuvent ensuite être utilisés dans des scénarios tels que :

Découpe:
  • Lames de scie: Utilisées pour couper la pierre, le béton, l'asphalte, la céramique et d'autres matériaux durs.
  • Lames segmentées: Employées dans de grandes scies pour des tâches de construction et de démolition.
  • Scies à fil: Efficaces pour trancher des matériaux avec précision, comme les plaquettes de silicium et les pierres précieuses.

Meulage:
  • Meules à godets: Utilisées pour le meulage du béton, de la pierre et d'autres surfaces.
  • Meules de polissage: Idéales pour obtenir des finitions de haute qualité sur divers matériaux.
  • Meules d'évidement: Utilisées pour créer des formes et des profils complexes.

Forage:
  • Carotteuses: extrayez des échantillons cylindriques du béton, de l'asphalte et d'autres matériaux..
  • Bouchardeurs: Créez des surfaces texturées sur le béton et la pierre.
  • Forets à verre: utilisés pour le perçage de précision dans le verre et d'autres matériaux fragiles.

En bref, l'utilisation d'outils diamantés brasés améliore considérablement l'efficacité opérationnelle en augmentant la productivité, en réduisant les temps d'arrêt et en minimisant les coûts de remplacement des outils.
 

3.1 Outils diamantés brasés sous vide

 

Le brasage sous vide offre des avantages considérables pour le brasage de matériaux superdurs, y compris le carbure de tungstène, les céramiques et les diamants. Cette technique se distingue par sa capacité à maintenir l'intégrité et la résistance des pièces, garantissant des joints extrêmement propres sans avoir besoin de flux. 
 

Les cycles de chauffage et de refroidissement contrôlés dans le brasage sous vide minimisent les contraintes résiduelles, ce qui améliore à son tour les propriétés thermiques et mécaniques du matériau.
 

Notre machine de brasage sous vide à haute vitesse représente un bond significatif dans cette technologie. Ce modèle automatique est conçu pour un brasage rapide et efficace, capable de manipuler une large gamme de matériaux ultradurs. 

Elle réduit considérablement le temps de brasage à environ 30 minutes et offre de nombreux avantages, notamment une résistance accrue des joints, une réduction de la distorsion et un environnement de travail plus propre et plus sûr. Avec cette machine, même ceux qui n'ont pas d'expérience préalable en brasage peuvent obtenir des résultats de qualité professionnelle, grâce à son système de fonctionnement convivial à bouton unique.

En bref, l'utilisation de notre machine de brasage sous vide à grande vitesse présente de nombreux avantages :

  • Période de construction raccourcie et environnement de travail amélioré en raison de son efficacité et de sa propreté.
  • Renforcement de la force des joints brasés, avec des liaisons 20 à 30% plus solides que celles obtenues avec de la soudure d'argent, réduisant efficacement le risque de perte de pointe pendant l'utilisation de l'outil.
  • La distribution de chaleur contrôlée et le contrôle précis minimisent la variabilité des caractéristiques des joints, garantissant des outils cohérents et de haute qualité dans chaque lot.
  • Réduction de la distorsion des matériaux impliqués, assurant des finitions de meilleure qualité.
  • L'opération conviviale ne nécessite pas d'expérience préalable en brasage, grâce à sa fonctionnalité à un seul toucher.
  • La polyvalence dans la manipulation d'une large gamme de matériaux superdurs, des diamants naturels aux divers diamants artificiels, en fait l'outil idéal pour produire une large gamme de types d'outils.
 

Pourquoi le brasage sous vide

Notre machine permet non seulement d'économiser un temps considérable en éliminant le besoin de nettoyage après le brasage, mais elle garantit également que les outils brasés sous vide ont une apparence esthétique supérieure, avec des lignes de brasage lisses et uniformes, et dépourvues de tout vide ou de toute cavité. Chaque cycle ne nécessite que 1 à 2 heures, ce qui met en valeur l'efficacité de la machine et son rôle dans la promotion d'un environnement de travail propre et sûr.
 

4. Comment notre machine de brasage sous vide entre en jeu

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Notre machine de brasage sous vide à haute vitesse offre des avantages significatifs, notamment un délai de construction plus rapide, un meilleur environnement de travail, une résistance accrue des joints, une réduction de la déformation des matériaux, et aide même à réduire l'empreinte carbone. IElle est conçue pour être facile à utiliser, même pour ceux qui n'ont pas d'expérience préalable en brasage, grâce à sa fonctionnalité de fonctionnement à touche unique. 

Cette machine est idéale pour travailler avec différents types de diamants et de matériaux super durs tels que le diamant naturel, le diamant monocristallin (MCD), le diamant polycristallin (PCD), le nitrure de bore cubique polycristallin (PCBN), les diamants obtenus par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le diamant monocristallin.

  • Qualité constante:
    • Le processus de brasage garantit une qualité constante et reproductible.
  • Facile pour tous les ingénieurs :
    • Tout ingénieur peut utiliser la machine, réduisant ainsi le besoin d'experts et les coûts de main-d'œuvre.
  • Un excellent environnement de travail:
    • La machine contribue à un espace de travail sûr, confortable, ordonné et bien organisé.
  • Flexibilité du brasage de diamants: 
    • Développez des outils innovants impossibles avec d'autres méthodes, grâce à la capacité de braser différents types de diamants. 
  • Prêt pour de nouvelles opportunités:
    • Ouvrez la voie à des solutions client uniques et restez en avance sur la concurrence. L'efficacité et la productivité apportées par le brasage sont idéales pour pénétrer de nouveaux marchés et créer de nouveaux produits.
  • Machines fiables et conviviales:
    • Les machines sont fiables et faciles à entretenir.
  • Outils plus sûrs, pas de nettoyage supplémentaire:
    • Cela réduit considérablement le risque de rupture des pointes d'outil, un grand avantage pour les utilisateurs. De plus, les outils n'ont pas besoin d'être nettoyés après le brasage, ce qui permet de gagner du temps et d'améliorer l'apparence par rapport aux méthodes traditionnelles.


Notre engagement tenvers la qualité et l'excellence garantit que chaque outil et composant répond aux normes les plus élevées de performance et de durabilité.

Que vous soyez confronté aux défis de la brasage de diamants sur l'acier ou que vous recherchiez les performances inégalées des outils diamantés brasés, nous sommes prêts à fournir des solutions robustes qui favorisent l'efficacité et le succès. 

Contactez-nous dès maintenant pour explorer un monde où une technologie supérieure et une expertise se conjuguent pour améliorer vos capacités de production et votre qualité.


Machine de brasage sous vide à haute vitesse pour PCD, CVD et outils diamant

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