Diamond Almighty, de la MISiS : elle double la durée de vie des machines de coupe du secteur automobile

MOSCOU, January 30, 2019 /PRNewswire/ --

Des scientifiques du Laboratoire des matériaux ultra-durs (de l'Université nationale des sciences et des technologies MISIS) ont réussi à créer un type unique de polycristal de diamant synthétique. Renforcé avec des nanomodificateurs particuliers, il constitue la base d'un embout diamanté innovant pour machine de coupe à jet d'eau, généralisé dans le génie mécanique, la fabrication et le secteur aérospatial. La résistance à l'usure du nouveau polycristal de diamant est 30 à 50 % plus élevée que dans les meilleurs analogues mondiaux.

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Du fait de sa polyvalence, la technologie de coupe à jet d'eau est utilisée partout dans le monde, dans de multiples secteurs : ingénierie, aéronautique et aérospatiale, électricité et fabrication de verre, BTP et production industrielle, fabrication de produits d'art, construction et production d'articles promotionnels.

On utilise ce type de coupe à jet d'eau, abrasive, plutôt qu'une fraiseuse. L'eau est propulsée à grande vitesse et sous haute pression. La mécanique physique consiste à séparer et à entraîner les particules du matériau que l'on coupe grâce au flux à grande vitesse de particules solides. Dans la nature, ce processus s'appelle l'érosion par l'eau.

L'un des éléments fonctionnels de la machine est l'embout de propulsion de jet, à travers lequel un jet d'eau, abrasif, est giclé à une très grande vitesse sous une pression d'environ 4 000 atmosphères. Ce jet est capable de couper presque tous les matériaux, métal comme pierre, mais aussi les pièces de machine en contact avec lui. En conséquence, la puissance et la résistance extrêmes à l'usure de l'embout est l'un des paramètres déterminants pour garantir les performances de la machine de coupe.

Seul le matériau le plus dur et durable de la planète - la forme cubique du carbone, à savoir le diamant - peut résister au jet d'eau. Des scientifiques du Laboratoire des matériaux ultra-durs (NUST MISIS) ont réussi à renforcer l'unité de propulsion de jets et à allonger la durée de vie de l'ensemble de l'unité, en créant un polycristal innovant.

Nikolai Polushin, titulaire d'un doctorat, responsable du projet et Directeur du Laboratoire des matériaux ultra-durs, a déclaré : " Ce polycristal de diamant unique, amalgamé dans le laboratoire, est le résultat de l'interaction du graphite avec des catalyseurs fondus à très haute température et pression, ainsi que du durcissement des nano-dispersions de l'échantillon par des modificateurs spéciaux à base de nitrure de titane. "

Le polycristal obtenu a une résistance accrue aux effets d'abrasion. D'après les essais de laboratoire, sa résistance dépasse de 50 % celle des analogues.

" De façon générale, la synthèse du diamant artificiel est un processus complexe en soi ; c'est l'effet sur le graphite original dans des délais rigoureusement définis, à des températures et des pressions extrêmes ", a conclu Polushin.

Grâce au matériau synthétisé, les ingénieurs du laboratoire ont déjà produit les premiers lots d'embouts diamantés destinés aux machines de coupe à jet d'eau. Des essais ont montré que son utilisation augmente la durée de vie de l'appareil de 1,5 à trois fois, permettant aussi d'augmenter la pression et le débit à l'intérieur et donc de traiter des matériaux encore plus solides et durables.

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