Oxydation diamant

[invite251f1880]

Salut à tous, j'ai un dossier a faire concernant les matériaux superdur. J'ai trouvé que des recherches était en cours car le diamant était inutilisable pour scier de l'acier par exemple car à trop haut température, il s'oxyde et il peut être soluble dans le fer. Mais, est-ce que l'oxydation du diamant, donc du carbone, forme du CO2, ou est-ce que a haute température, le diamant qui est métastable, se transforme en graphite et donc forme de la cémentite avec le fer.

Merci d'avance pour votre aide.
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[ecolami]

Bonjour,
Le diamant permet avec les scies diamantées de couper TOUS les matériaux simplement il faut parfois juste ajouter un filet d'eau.
Avec des scies diamantée spéciales on peut aussi découper des tranches fines ou ultra-fines de matériaux durs.

[40CDV20]

Bsr,
Il faut moduler, on peut utiliser le diamant PCD (polycristallin) en outil d'usinage sur aciers jusqu'à à une température maximale de 500°C. En fait, il faut raisonner sur la température atteinte par le point chaud de l'outil. C'est environ +500° en usinage classique près de 1000° en UGV. C'est peu utilisé pour des raisons de rentabilité, mais pas impossible.
Dans l'air ambiant, le diamant porté à une température de 550/600° se "graphitise", sous vide sa résistance à la "graphitisation" est de l'ordre de 1500°. On note des différences notables de comportement entre les PCD et les revêtements de diamant obtenus par CVD sur substrat CBN à environ 700/1000°, ou par PVD à +400/+600°, une sorte de "diamantage" en quelque sorte. Globalement le CVD est supérieur au PCD, le PVD se trouve limité par les faibles épaisseurs obtenues
Dès que le point chaud atteint > 600°C à l'air ambiant le diamant est consommé sous forme de CO2 et surtout de CO
Cdt

[invite251f1880]

Merci beaucoup pour votre réponse. Pour être d'avoir bien compris, au point chaud, le diamant s'oxyde donc formation de CO2, mais il se graphitise aussi donc il formation de solution solide avec l'acier par exemple sur lequel on travail.

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bjr,
Pour reprendre Fernand Raynaud, moi mon truc c'est la métallurgie et le génie des matériaux. Ici il s'agit de techniques d'usinage à grande vitesse(UGV) avec des matériaux de coupe ultra-durs. Bien entendu, ce qui ne simplifie rien, il s'agit d'alliages ferreux plus ou moins additivés. Métallurgique-ment parlant, si on considère le système binaire fer-carbone, donc les alliages qui en découlent on distingue 4 phases principales (ferrite alpha et delta, austénite gamma et cémentite). Ici, de mon avis c'est probablement la phase ferrite alpha(*), solution solide d'insertion de C dans Fe qui se caractérise par une solubilité maximale de 0.02% à 727°C. Pour un ordre idée, c'est environ 7*10^-7 %C à +200°C, 5.7*10^-3 à +600°C.
(*)la ferrite gamma (maximum de 1.5% C à +1000°C) ne peut être exclue bien entendu
Pour caractériser plus finement ce qui se passe en situation réelle (si c'est utile), rien de mieux que d'aller sur un forum dédié à l'UGV. On sait que globalement le point chaud est de l'ordre de +1000°C, que l'évacuation de la chaleur produite est à 80% évacuée par le copeau (de fait la pièce ne chauffe pas). Je pense qu'il s'agit principalement d'un phénomène de surface affectant quelques dizaines de nm, néanmoins les séquences "normales" s'opèrent. Je n'ai pas de meilleure explication que la votre.
Ce que dit Ecolami est intéressant, car il y a une véritable application industrielle du découpage au diamant en présence massive de fer, pour ne citer que les percements ou carottages de dalles de béton armé.
Cdt

[40CDV20]

est-ce que a haute température, le diamant qui est métastable, se transforme en graphite et donc forme de la cémentite avec le fer.
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J'ai zappé là dessus, la cémentite est du carbure de fer (Fe3C 6.67% en masse de C). C'est un composé interstitiel (carbure métastable) qui si les conditions thermiques requises sont satisfaites, va se décomposer en graphite avec deux phases intermédiaires possibles, ferrite ou austénite.
Considérant les conditions particulières requises pour cette transformation, je ne pense pas que ce soit une option à retenir ici
Cdt

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

j'arrive dans la discussion d'un point de vue preparation materialographique, mais l'acier est tres rarement coupe au diamant (essentiellement pour une question de cout, pas parce qu'il est "inutilisable)), les scies sont generalement de l'alumine ou du nitrure de bore. en plus du cote reactif; pour certains metaux, il y a aussi des deformations qui sont parfois non acceptables pour l'usage que l'on veut en faire (l'acier, ca doit sans doute aller), le choix du fluide refroidissant est aussi important egalement suivant l'usage de la coupe.


Credit: Struers

T-K