Le titane offre une résistance aux chocs 20 fois supérieure à celle d'un sertissage panier traditionnel en or blanc. Le titane est-il une meilleure alternative ?
En tant que vétéran de l'industrie du diamant et de la joaillerie, j'ai vu de nombreux diamants endommagés par des chocs et autres abus. Ayant retaillé de nombreux diamants au cours des quarante dernières années, j'ai été témoin du choc et du désespoir de nombreux propriétaires face à leurs pertes. On m'a souvent demandé : « Comment éviter cela ? » Eh bien, comme chacun sait, il y a toujours une raison pour laquelle les diamants s'ébrèchent et se cassent dans leur monture. Les deux principales causes sont des rondistes très fins et un manque de métal pour les protéger.
Avec la tendance à exposer davantage les diamants pour révéler leur beauté, les diamants sont devenus plus vulnérables grâce aux paniers à quatre griffes et aux sertis tension. Ce n'est pas le cas avec les sertis clos, car le rondiste des diamants est recouvert par le métal. Cela nuit toutefois à leur diamètre visible.
Il y a quelques années, un bijoutier m'a contacté pour explorer d'autres options de sertissage qui protégeraient les diamants de la casse. J'ai eu l'occasion de concevoir et de prototyper des équipements de taille de diamants, ainsi que d'explorer différents métaux pour une association optimale, ce qui m'a permis d'acquérir les connaissances nécessaires pour appliquer ces connaissances à la recherche de nouvelles options de sertissage. J'ai conclu que le titane était l'option la plus viable. Plus résistant que l'acier, hypoallergénique, il peut être poli pour obtenir un magnifique lustre, mais c'est aussi un métal difficile à travailler. Sa structure cristalline le rend également incompatible avec les métaux précieux, car il ne peut pas être soudé au laser aux métaux traditionnels. Mon idée était, et est toujours, qu'en utilisant du titane pour les paniers, puis en l'assemblant mécaniquement aux métaux précieux, on pourrait obtenir le meilleur des deux mondes : durabilité et beauté.
Pour notre première tentative, nous avons réalisé deux clous d'oreilles en utilisant des diamants brevetés pour l'évaluation. Les paniers ont été usinés dans une barre massive. Voici une image du rendu du modèle.
Étant un métal très résistant, nous pourrions nous en sortir avec très peu de métal martelé sur la ceinture et la couronne.
L’étape suivante consistait à évaluer dans quelle mesure les clous d’oreilles se compareraient aux clous d’oreilles traditionnels à quatre broches en les soumettant à des tests d’impact, à une analyse d’usure et à une analyse d’usure agressive.
Essais d'impact
Pour nos tests d'impact, nous avons utilisé un gobelet dont la hauteur de chute était de 1 525 mm (cinq pieds), soit la distance moyenne entre le lobe de l'oreille et le sol pour les femmes nord-américaines. Nous avons opté pour le pire scénario en équipant le gobelet de surfaces d'impact en céramique. Nous avons utilisé deux cibles (clous d'oreilles A en or blanc 14 carats et B en titane), comme illustré ci-dessous. Les deux cibles étaient non polies, car elles allaient de toute façon subir des tests destructifs.
UN 
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B 
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En alternant entre les deux cibles, nous les avons soumises à des cycles successifs de 100 événements d’impact chacun.
Après le premier cycle de 100 impacts, les deux cibles présentaient des dommages superficiels. Nous avons ensuite répété les 100 cycles pour chaque cible jusqu'à atteindre le seuil des 1 000. À ce stade, elles présentaient l'aspect des images ci-dessous.
A-1000 
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B-1000 
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Nous avons ensuite continué les cycles intermittents pour chaque cible jusqu'à atteindre la barre des 3000 avec les dégâts résultants comme on peut le voir ci-dessous.
A-3000 
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B-3000 
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Nous avons ensuite continué le processus pour chacune des cibles avec A défaillant après 3069 événements comme le montrent les images ci-dessous.
A-3069.1 
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A-3069.2 
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Nous avons continué avec la cible B avec des incréments de 100 cycles et avons remarqué que le métal s'enroulait progressivement davantage sur la couronne avec un micro-grenaillage aléatoire causé par les événements d'impact.
B-5000 
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B-10 000 
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B-20 000 
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B-20 000 
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B-30 000 
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B-40 000 
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B-50 000 
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B-60 000 
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B-63 744 
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Au niveau des 50 000, le titane a commencé à présenter des signes de fatigue qui ont conduit à une défaillance ultime après 63 744 impacts.
En conclusion, nous avons constaté que le titane a une tolérance aux chocs 20 fois supérieure à celle d'un panier en or blanc traditionnel, ce qui constitue un argument de poids en faveur du titane.
Analyse d'usure
Nous avons ensuite réinstallé les deux diamants dans de nouveaux sertis afin de comparer leurs valeurs lors d'un test d'usure. Nous avons utilisé un tambour vibrant chargé d'agrégats abrasifs de corindon/céramique et d'eau, puis soumis les cibles à ce test. Elles étaient placées de part et d'autre du bol vibrant et soumises à des cycles de 24 heures. Après chaque cycle, les cibles étaient retirées, nettoyées, inspectées et pesées. Les deux cibles ont très bien résisté au test d'usure et n'ont montré aucun signe de dégradation. Nous avons toutefois constaté que le taux d'usure du panier en or blanc était supérieur à celui du panier en titane.
Vous trouverez ci-dessous les images des cibles avant le début des tests d'usure.
UN
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B
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Les images ci-dessous montrent les cibles après 1008 heures.
UN
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B
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Poids des cibles incluant les diamants sertis au début du cycle de test :
A – 0,296 gramme
B – 0,2526 grammes
Poids des cibles après 1008 heures :
A – 0,2616 grammes
B – 0,2492 grammes
La perte de poids pour A était donc de 0,0286 gramme et la perte pour B était de 0,0044 gramme.
En conclusion, les taux d’usure du panier en or blanc sont 6,5 fois supérieurs à ceux du titane.
Analyse de l'usure agressive
La dernière étape de la comparaison des deux cibles a consisté à effectuer une analyse d'usure agressive à l'aide d'une perceuse à colonne. Les cibles étaient maintenues et soumises à une rotation de 10 secondes contre un tampon éponge de ponçage moyen/fin, à une distance contrôlée de -1 mm. La perceuse à colonne était réglée à 900 tr/min. Voir les images 1 et 2. Les images 3 et 4 montrent le quadrillage et le tampon éponge en place.
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3
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4
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Les deux mêmes cibles utilisées dans le test précédent ont été utilisées pour ce test final.
En suivant la grille, nous avons effectué le test jusqu'au point de rupture. À 37 500 rotations, le panier en or blanc a cédé et le diamant a été libéré. Notez l'évolution du profil d'abrasion sur le patin lors de la transition de l'usure du métal au diamant (image 5). L'image 6 montre le diamant libéré. Le panier en titane a résisté beaucoup plus longtemps, comme le montrent les empreintes sur les patins (images 7 et 8), utilisés des deux côtés.
L'utilisation des deux côtés des deux patins nous a permis d'effectuer 360 000 rotations. Nous avons ensuite utilisé un troisième patin et inspecté le panier après 18 000 rotations supplémentaires. Le métal était suffisamment usé pour que le diamant puisse être retiré facilement à ce stade. S'il n'est pas tombé, c'est parce qu'il était parfaitement ajusté dans le logement du panier. Avec une marge d'erreur de ± 2 %, nous pouvons estimer que le titane a résisté à ce test agressif dix fois mieux que l'or blanc.
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Conclusion
Le panier en titane s'est révélé supérieur de plusieurs ordres à celui en or blanc lors des trois tests, ce qui plaide en faveur du titane. Sertir les diamants dans le titane, comme testé, les protège de la casse ou de la chute. Le titane peut être poli pour un brillant exceptionnel et anodisé grâce à un procédé simple pour obtenir diverses couleurs attrayantes.
