Le diamant est un minéral composé presque entièrement de 96 à 99 % de carbone et se présente sous forme de cristaux octogonaux et dodécaédriques, souvent arrondis. Généralement incolore, il ressemble à plusieurs autres minéraux incolores comme le quartz, la topaze ou le zircon. Il présente la dureté la plus élevée sur l'échelle de Mohs, avec un indice de 10.
Les diamants se forment sous une pression élevée (45 000 à 60 000 atmosphères), à des profondeurs de 125 à 200 kilomètres et à des températures élevées. Ces conditions forment un minéral à réseau cristallin cubique. L'âge moyen du diamant naturel est estimé entre 900 millions et 4,25 milliards d'années et on le trouve sur tous les continents.
Depuis l'Antiquité, le diamant est considéré comme une pierre précieuse de la plus haute qualité et est aujourd'hui reconnu comme le plus précieux des diamants. Cependant, seule une petite partie est utilisée pour la joaillerie, tandis que le reste sert à la fabrication de divers outils de coupe, de meulage et de polissage.
Les scientifiques étudient les propriétés des diamants depuis la fin du XVIIe siècle, mais ce n’est qu’au début du XIXe siècle qu’ils ont pu prouver que les diamants sont chimiquement similaires au charbon et au graphite.
Ce fait a stimulé le développement de méthodes de production de diamants synthétiques pour répondre à la demande croissante d’abrasifs efficaces et d’applications à grande échelle.
Les produits d'affûtage de couteaux modernes utilisent des poudres de diamant artificiel, qui sont analogues aux diamants naturels dans leur composition chimique et leur structure, car ils ont le même réseau cristallin et sont constitués du même matériau naturel.
Le principe de la synthèse du diamant et le développement de la technologie de synthèse du diamant à l’échelle industrielle n’ont été établis dans plusieurs pays développés qu’au milieu du siècle dernier.
Il existe une méthode de synthèse de diamant peu coûteuse, utilisant le chauffage par induction ou par courant électrique direct. Au cours du processus, dans une chambre pressurisée à 50 x 102 MPa, le mélange réactionnel subit une recristallisation du réseau cristallin de graphite en une structure de diamant cubique sous l'effet de la pression croissante. Cette méthode, appelée haute pression et haute température (HPHT), est la plus répandue en raison de l'homogénéité du résultat.
Pour obtenir différentes fractions de cristaux de diamant, le temps de synthèse est modifié. Cette synthèse permet de produire des cristaux résistants de diamants artificiels d'une taille de 500 à 800 microns. Toutes les fractions de grande taille présentent des propriétés physiques et mécaniques plutôt faibles.
Plus tard, ils ont développé des méthodes permettant la synthèse à une pression inférieure de seulement 10 x 102 MPa, mais avec un taux de croissance cristalline plus lent.
Le développement des méthodes de synthèse industrielle du diamant ne ralentit pas et les grandes entreprises travaillent au développement et à l’amélioration des méthodes pour augmenter l’efficacité et optimiser les coûts de production.
L'utilisation industrielle des diamants est directement liée à leurs propriétés physiques et chimiques, principalement leur dureté et leur résistance à l'usure. Les diamants servent à la fabrication de divers outils de coupe, tandis que les poudres abrasives diamantées servent à la production de pâtes à polir et de pierres à aiguiser.
Le diamant possède un pouvoir abrasif deux fois supérieur à celui du carbure de bore et cinq fois supérieur à celui du carbure de silicium. C'est pourquoi les abrasifs diamantés de haute qualité, bien que coûteux, constituent les accessoires d'affûtage les plus efficaces grâce à leurs caractéristiques.
L’une des caractéristiques importantes d’un outil d’affûtage diamanté est le type de liaison dans la couche diamantée de la pierre.
Aujourd'hui, vous pouvez trouver les types de liaisons suivants utilisés dans la production de pierres à aiguiser diamantées : galvanoplastie, liaison métallique, liaison organique et liaison polymère.
À l'origine, la liaison électrolytique était conçue pour la production de consommables sous forme de meules diamantées destinées à être utilisées avec des équipements industriels pour le traitement de surfaces complexes de matériaux durs tels que la céramique, le verre, les pierres naturelles et bien sûr les aciers trempés et les carbures.
Image 1. Pierre à aiguiser avec diamants enrobés (galvanoplastie)
La galvanoplastie consiste à incorporer des cristaux de diamant à haute température dans une base métallique composée de nickel. Une autre caractéristique des pierres électroplaquées est une fine couche de poudre de diamant.
Lors du processus de fabrication, les diamants sont incrustés à une profondeur d'environ 60 à 70 % et solidement maintenus en place par le liant. Cela permet à ces pierres d'éliminer le métal de manière agressive, ce qui les rend idéales pour l'usinage grossier et le profilage des arêtes de coupe présentant des dommages importants .
Il convient toutefois de noter que ces pierres s'usent assez rapidement en raison de la fine couche de diamants. De plus, même parmi les pierres de marque, vous pouvez trouver des pièces dont la granulométrie est bien plus importante que celle indiquée dans les spécifications du produit, ce qui peut entraîner des rayures d'affûtage importantes et indésirables.
Ce type de pierre n'a pas besoin d'être préparé pour l'utilisation ou le rodage et peut être utilisé sans liquide de refroidissement.
Pour ces raisons, les pierres diamantées ont tendance à s'user plus rapidement lorsqu'elles sont utilisées sur des aciers plus tendres, d'une dureté allant jusqu'à 58 HRC, que sur des aciers plus durs. Certains fabricants proposent parfois des pierres diamantées multicouches pour prolonger leur durée de vie.
Ce type de liant est fabriqué à partir d'un mélange de cuivre et d'étain. La principale différence avec les pierres électrolytiques réside dans le fait que les particules de diamant sont mélangées à un liant pour former un matériau relativement homogène, qui prend ensuite la forme d'une pierre. Les fabricants ajoutent parfois des poudres abrasives supplémentaires pour accroître l'efficacité.
Photo 2. Pierre à aiguiser avec liant métallique (cuivre-étain).
Ces pierres sont utilisées pour affûter divers produits à surfaces dures, et des pierres d'une certaine taille peuvent être utilisées pour affûter les couteaux.
Comparées à tous les liants existants et même à d'autres types de grains abrasifs, les pierres à liant cuivre-étain sont considérées comme des super-abrasifs. Plusieurs raisons expliquent cela. Les pierres diamantées de ce type ne sont pas moins efficaces que les pierres diamantées à base de nitrure de bore cubique et sont généralement moins chères. Les pierres à aiguiser diamantées à grains grossiers et moyens sont particulièrement efficaces.
Il est à noter qu'ils sont très résistants et ne doivent être aplanis que lorsque leur efficacité diminue. L'aplanissement (et le renouvellement du grain – conditionnement) s'effectue avec du verre trempé contenant de la poudre de carbure de silicium d'un grain FEPA d'environ 60 à 100 F.
Les pierres diamantées à liaison organique constituent une solution d'affûtage assez bonne et de haute qualité.
Photo 3. Pierre à aiguiser avec liant organique (bakélite).
Ce liant est à base de bakélite en poudre (résine phénol-formaldéhyde). Comme pour le liant cuivre-étain, la couche de base abrasive et les particules de diamant forment un seul matériau, qui est ensuite fixé au plateau support.
Les particules de diamant mélangées à des liants organiques s'usent plus lentement que celles fabriquées à partir de liants durs. Utilisées correctement, ces pierres abrasives offrent une durée de vie considérablement plus longue. De plus, elles sont faciles à roder et ne nécessitent aucun entretien, car elles conservent leur grain, contrairement aux pierres naturelles.
L'efficacité de ces abrasifs est légèrement inférieure, mais la finition du tranchant est bien meilleure qu'avec d'autres liants. Il est préférable d'utiliser des barres de grain moyen à fin. L'eau peut servir de liquide de refroidissement.
Ce type de liant est peu courant, mais il mérite d'être mentionné car il est disponible dans certains magasins de fournitures d'affûtage et est utilisé par les maîtres affûteurs. Ce liant organique se distingue des autres types de liants principalement par l'absence de carbure de bore, souvent présent dans d'autres. De plus, il est plus tendre que les autres. La poudre de diamant utilisée pour ce liant est méticuleusement contrôlée, notamment lorsqu'elle est utilisée sur des pierres à grain fin pour lesquelles ce liant a été conçu, et offre une finition de bord très nette.
Photo 4. Pierre à aiguiser avec liant OSB.
En termes de finition de surface, ce liant ne peut être surpassé que par des pierres à affûter à liant polymère ou de très bonne qualité, fabriquées à partir de schiste naturel. Elles peuvent être refroidies à l'eau ou à l'huile.
Pour plusieurs raisons, les pierres abrasives à liant polymère ne peuvent pas être considérées comme une solution d’affûtage très populaire.
Photo 5. Pierre à aiguiser avec liant polymère.
La liaison de ce type d'abrasif peut être classée comme un composé synthétique oligomère incluant des groupes époxy pour une fixation solide des grains de diamant. Il en résulte une substance résistante à l'abrasion et dotée d'une certaine plasticité. Grâce à ces propriétés, les grains de diamant agissent efficacement sur la surface du tranchant, le rendant extrêmement tranchant tout en maintenant un bon taux de renouvellement des grains.
La qualité du liant et des diamants peut donner des résultats variables à granulométrie similaire. Utilisés correctement avec de l'huile, les abrasifs de haute qualité offrent une finition exceptionnelle et un tranchant remarquable. Un aspect important de ces pierres est leur faible taux d'enlèvement de matière.
La plupart des abrasifs diamantés existants peuvent être classés non seulement par types de liants, mais également par leurs tailles : taille réelle, type Apex, tiges d'affûtage de poche et autres outils d'affûtage diamantés.
Les pierres de cette catégorie mesurent généralement environ 20 cm de longueur et 5 à 8 cm de largeur.
Photo 6. Pierre grandeur nature (pierre de banc)
Ces pierres sont principalement destinées à travailler avec des lames longues et larges. La liaison galvanique est la plus couramment utilisée en raison de son faible coût. D'autres pierres de liaison sont également disponibles, mais leur prix est généralement nettement plus élevé.
Ce facteur de forme est principalement conçu pour être utilisé avec des taille-crayons guidés de différents fabricants.
Photo 7. Pierres à aiguiser de type Apex.
Habituellement, la taille des pierres à aiguiser est d'environ 15 cm de longueur et 2,5 cm de largeur. C'est probablement la taille la plus courante. Des abrasifs diamantés de ce type sont inclus dans les kits d'affûtage TSPROF. D'autres systèmes de porte-abrasifs similaires diffèrent du concept de queue d'aronde, mais ils sont moins répandus.
Les barres de poche sont conçues pour une utilisation portable et mesurent généralement entre 10 et 13 centimètres de longueur.
Photo 8. Pierres de poche.
Ils peuvent être utilisés en combinaison avec des systèmes d'affûtage manuels compacts ou indépendamment.
Il existe également une gamme variée d'outils d'affûtage diamantés, disponibles dans différentes marques d'affûteurs. Vous pouvez également les utiliser indépendamment pour affûter les lames de vos couteaux.
Image 9. Autres abrasifs diamantés
Il n’y a pas de réponse unique à cette question car il n’existe pas de liant universel adapté à toutes les tâches d’affûtage.
De nombreuses marques proposent fréquemment des pierres à aiguiser diamantées dans leurs kits. La plupart des abrasifs diamantés sont monofaces, mais certains fabricants proposent des pierres double face pour une utilisation plus facile. Des pierres à aiguiser similaires sont disponibles sur notre boutique en ligne.
Si vous visitez la section « Pierres à aiguiser » dans notre magasin, vous trouverez un ensemble de barres revêtues de diamant de 5 tailles de grain différentes, ainsi qu'un ensemble de 4 plaques de diamant avec un revêtement à trois couches.
Les affûteurs experts avec des volumes de travail élevés et des qualités et conditions de couteaux variables peuvent avoir leurs solutions, mais pour un usage domestique, il est préférable de baser votre choix sur vos besoins personnels et/ou votre collection de couteaux.
Nous recommandons l'utilisation de pierres à aiguiser diamantées à liant résine. Elles offrent une finition de surface exceptionnelle et une résistance exceptionnelle à l'usure. Dans notre boutique en ligne, vous trouverez les pierres à aiguiser diamantées à liant résine TSPROF Alpha , disponibles à l'unité sous blister ou par lot de 7 pierres de différents grains pour toutes les étapes d'affûtage.
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