Brevet FR2004185A1 — publié le 19691121

■a 2004185 La présente invention concerne les meules utilisées en fonderie pour une opération d'ébarbage commandée à la main, à pression relativement légère. Les opérations normales de meulage en fonderie nécessitent 5 l'exécution d'un processus de dégrossissage ou d'ébawirage pour éliminer les jets de coulée, les évents et les bavures des pièces de fonderie quand elles sortent des moules. Ces opérations de meulage sont d'habitude exécutées au moyen de machines à meuler sur établi ou sur plate-forme et quelquefois dans des machines légères à châssis oscil-10 lant. Dans toutes ces opérations de meulage, la pression de meulage entre la meule et la pièce à usiner est, en général, commandée à la main quoique, bien entendu, la structure de montage et d'entraînement de la meule peut être utilisée pour aider l'opérateur à créer la pression de meulage nécessaire pour appliquer la meule contre la 15 pièce de fonderie ou autre objet qu'il est en train de meuler. Toute opération d'ébarbage exige que la meule puisse résister à une utilisation très dure mais l'ébarbage en fonderie est une opération particulièrement dure. Quelquefois des angles aigus dans la pièce de fonderie ont tendance à goujer le côté de la meule, et à 20 d'autres moments pendant qu'on commande la meule à la main, elle est soumise à un choc dur de la part de la pièce de fonderie. Pour ces raisons évidentes et d'autres, les meules à ébarber pour l'industrie de la fonderie doivent être agglomérées à un degré de dureté suffisant pour résister aux efforts qu'eBes ont à subir en cours d'usage 25 et qui ont tendance à briser les meules, lesquels efforts sont inhérents à ces opérations de dégrossissage. Les meules classiques prévues à cet effet, comprennent des grains abrasifs d'alumine fondue agglomérés dans une résine d'une force avec une porosité dans la meule égale ou inférieure à 26% en 30 volume, donnant une dureté accrue. On a remarqué que la force avec 26% de porosité en volume est le minimum environ qu'on peut espérer voir résister à l'utilisation brutale à laquelle sont soumises les meules habituelles en fonderie. Si l'on utilise des duretés de liant plus dures ou plus fortes? l'effet de meulage avec les abrasifs d'é-35 barbage classiques ralenti et le prix de la main-d'oeuvre augmente au point que l'opération de meulage est moins économique, même si la durée de la meule est prolongée. Dans l'ébarbage comme dans tout meulage industriel sur une grande échelle, il est généralement souhaitable d'utiliser la meule la plus douce qui fonctionne raisonna-40 blement eu égard aux conditions qui prévalent de façon à activer 69 07741 2 2004185 l'exécution de l'action de meulage. Toutefois, dans toutes les opérations de meulage il est essentiel de s'assurer que la meule qu'on est en train d'utiliser à une force suffisante pour résister à l'opération de meulage qu'elle a à effectuer. 5 pour l'ébarbage en fonderie, commandé à la main, la meilleure meule classique jusqu'à ce jour a été réalisée au moyen d'une forte forme de grains abrasifs d'alumine fondue agglomérés dans un liant à base de résine phénolique avec 26% de pores en volume. Cette spécification de meule est idéale à cet effet aussi longtemps que les 10 grains abrasifs restent aiguisés.Toutefois, on a remarqué que le liant à ce pourcentage de porosité possède un degré de force suffisant pour conserver aux grains classiques d'alumine écrasée et fondue se trouvant à la- surface de la meule, une durée de meulage maximale c'est-à-dire jusqu'à ce qu'ils s'émoussent. A mesure qu'à l'u-15 sage les grains s'émoussent, les meules perdent de leur efficacité de meulage et leurs surfaces deviennent finalement glacées. L'émous-sement des grains plus le glaçage de la surface de la meule, dimi-nient fortement la capacité des meules à enlever du métal et ainsi affectent considérablement la vitesse de meulage. En conséquence, 20 il est nécessaire de cesser d'effectuer des opérations de meulage avec elles et de décrasser ou aiguiser les meules de ce type de temps en temps, pour découvrir de nouveaux grains aiguisés à la surface des meules de façon à.raviver leur capacité au meulage. Cette opération de décrassage nécessite l'utilisation d'un outillage relativement 25 coûteux et exige des heures de main-d'oeuvre improductives pour effectuer le décrassage des meules. De façon inhérente, le temps passé à décrasser une meule entraîne des temps morts pour les machines utilisées pour entraîner la meule et pour le matériel de manutention qui sert à manipuler une pièce de fonderie à meuler et pour effectuer 30 le processus du meulage. Selon la présente invention il est fourni une meule abrasive pour les opérations d'ébarbage en fonderie commandées à la main et à pression relativement légère, comprenant une combinaison de liant résinoïde et de grains abrasifs, ladite meule ayant de 22% à 26% de 35 pores en volume, et lesdits grains étant des grains de spinelle, ou de mullite ou un mélange des deux, d'une dimension de 14 à 24 mesh (nombre de mailles par pouce linéaire : 25,4 mm de la toile d'un ■ tamis fin), et constituant dans la meule un pourcentage de 44% ) 62% en volume, le reste de la meule étant constitué par ladite composi-40 tion de liant et par les pores. 69 07741 j 2004185 En particulier, on peut utiliser une meule dans laquelle les grains constituent environ 54% en volume de la meule et une dimension de grains de 14 mesh de préférence. Le liant peut comprendre en volume au moins 75% de résine phénolique avec de O à 25% d'une charge à 5 base de cryolite et de O à 8% d'une charge à base d'oxyde de calcium. On obtient ainsi une combinaison de grains abrasifs de spinelle et/ou de mullite en combinaison avec une meule agglomérée de résine phénolique de la porosité spécifiée, lesquels grains abrasifs ont exactement le degré de rupture voulu pour donner à la surface de la 10 meule la capacité de reconstituer elle-même son mordant en cours d'utilisation. La combinaison de la dureté de la meule et du type d'abrasifs ' de la présente invention, liés dans une meule à ébarber de construction classique produit une meule qui peut être soumise à l'opération de dégrossissage des opérations d'ébavurage de fonderie, 15 commandées à la main, à pression relativement légère, pour tirer profit du degré voulu de force du" liant et de la douceur de l'action de meulage pour cette opération particulière tout en fournissant la meule à coupe la plus rapide à cet effet. Avec cette combinaison de q aDiTcisifs dureté de meule et de grains / les défauts d'émoussement et 20 d'encrassage inopportuns de la meule décrits ci-dessus sont éliminés, défauts qui sont inhérents aux meules classiques actuellement fournies pour cette opération d'ébarbage en fonderie. L'invention sera décrite en se référant au dessin ci-joint qui est un graphique représentant les courbes des résultats de meulage 25 types obtenus avec différentes meules, aux fins de comparaison. Comme on l'a mentionné il est prévu une combinaison particulière de force de liant et de grains abrasifs pour améliorer les opérations d'ébavurage pour l'industrie de la fonderie dans lesquelles un meulage à pression relativement légère, commandé à la main, est 30 effectué pour nettoyer une pièce de fonderie ou son équivalent. On peut préparer des abrasifs d'ébavurage efficaces en vue de la présente invention en broyant de la mullite OAlgO^ . 2SiÛ2) ou de la spinelle (MgO . Al203) dans l'ordre de grandeur des grains abrasifs classiques utilisés pour l'ébavurage. A cet effet, on four-35 nit généralement des dimensions de grains relativement supérieures par exemple 14, 16, 20 ou 24 mesh. Les meules fabriquées avec des grains de mullite ou de spinelle sont de préférence agglomérées en meulesd'ébavurage classiques, liées au moyen de résine phénolique, pressées à froid ayant une porosité de 26%, pour les opérations 40 d'ébavurage commandées à la main, rapides, à pression relativement 69 07741 4 2004185 légère, pour lesquelles l'invention est prévue. On remarquera que les grains de mullite et/ou de spinelle agglomérés en meule à base de résine phénolique ayant une porosité de 26% ont un effet de coup© relativement doux ou rapide pour le meulage des 5 pièces de fonderie produites au cours des opérations normales de fonderie. L'effet de meulage de la meule de la présente invention a la touche et agit de façon équivalente aux meules connues avec une porosité de 26% ayant des particules abrasives aiguës classiques formées de grains d'oxyde d'aluminium fondu et écrasé. 10 La meule agglomérée dans de la résine d'une porosité de 26% fabriquée avec les abrasifs spécifiés est suffisamment robuste pour résister aux chocs et autres traitements brutaux normalement subis dans ces opérations d'ébavurage de fonderie commandées à la main et cependant on remarquera que les grains constitués d'abrasifs à base 15 de mullite et de spinelle s'usent lentement à l'usage, à une allure juste suffisante pour rester aigus et à mesure qu'ils s'usent, le liant à base de résine phénolique s'érode ou s'use simultanément de façon à maintenir la taille de la meule toujours mordante et rapide. On remarquera qu'aucun décrassage d'aucune sorte de la meule n'est 20 nécessaire quand elle est utilisée dans des opérations d'ébavurage de fonderie normales, commandées à la main, et que la meule se remet elle-même continuellement en état pour maintenir la plus rapide vitesse de coupe, qui convient à l'utilisation des meules pour les opérations d'ébavurage du type à pression relativement légère que l'on 25 rencontre dans ces opérations. Le processus classique de traitement des grains est utilisé pour la préparation des grains abrasifs à base de mullite et de spinelle destinés à être utilisés dans les meules. Les grains sont ensuite mesurés d'une façon classique pour choisir ceux dont les dimensions 30 conviennent pour l'ébavurage. Comme on l'a indiqué il est préférable d'utiliser des grains dont la dimension va de 14 à 24 mesh. Le même résultat peut être obtenu par l'agglomération de grains abrasifs à base de spinelle ou de mullite ou des mélanges des deux dans un liant à base de caoutchouc. Dans ce cas la force du liant 35 doit être choisie pour permettre à la meule d'avoir la vitesse de coupe la plus rapide s'a!ccordant avec la retenue des grains pour effectuer le meulage, tout en usant le liant à la même allure approximativement que les grains s'usent à l'usage, de façon à rendre la meule susceptible de reconstituer elle-même son mordant. Les meules 40 à liant à base de caoutchouc n'ont pas été accueillies favorablement 69 07741 s 20Ô4185 en ce qui concerne 1'ébavurage commandé à la main à cause de l'odeur qui résulte de la "calcination" du caoutchouc quand la meule est entraînée rapidement. De même un liant à base de caoutchouc est plus coûteux à produire que le liant classique à base de résine phénoli-5 que. Bien que par expérience, on préfère, utiliser dans une meule d'ébavurage des grains abrasifs de mullite ou de spinelle avec une porosité de 26% en volume, pour une vitesse de coupe optimale convenant à la force de retenue des grains d'abrasifs à utiliser dans les 10 opérations de meulage en fonderie, on peut utiliser une dureté de liant supérieure allant jusqu'à une porosité de 22% en volume approximativement. Toutefois, dans ce cas, la meule d'une dureté supérieure contenant des grains abrasifs de spinelle ou de mullite peut exiger un décrassage de temps en temps pour la remettre en état de 15 servir, mais on notera que cette nécessité de décrassage n'a pas besoin d'être faite aussi fréquemment qu'avec les meules classiques en oxyde d'aluminium. A tous autres égards les meules de la présente invention peuvent être fabriquées selon et en utilisant les techniques, et les quantités 20 connues d'abrasifs par rapport au liant pour fusionner le mélange, effectuer le moulage, et chauffer la meule. On peut faire varier le mélange de liant de 100% de résine phénolique à un mélange ne contenant pas plus de 75% de cette résine en volume. On peut utiliser jusqu'à 25% de charge de cryolite en volu-25 me mais l'adjuvant de meulage peut être, dans certains cas, supprimé. De même, d'autres adjuvants de meulage classiques peuvent être combinés avec la cryolite ou lui être substitués. Il est suggéré d'utiliser de O à 8% d'oxyde de calcium en volume pour aider à faire prendre la résine. On peut faire varier la teneur en abrasif de la 30 meule de la présente invention d'environ 44% à 62% en volume de la meule finie. Il est suggéré que la mise sous presse à froid du mélange cru soit soigneusement contrôlée afin d'obtenir un produit compact donnant une meule finie ayant une porosité de 26% environ dans la meule durcie, si la porosité augmente la meule sera trop mol-35 1© et relativement faible d'un point de vue mécanique. Ci-après sont indiqués plusieurs types de meules de la présente invention à titre d'exemple : 69 07741 6 2004185 Exemple Pourcentage Pourcentage en poids en volume Résine phénolique 55,8 7,5 5 Cryolite 34,5 20, Oxyde de calcium 9,7 5, le point spécifique du mélange étant de 1,72 et en utilisant cette composition de liant on a fabriqué des meules ayant la structure de volume : abrasif 54%, liant 20%, et porosité 26%. 10 Trois meules ont été fabriquées, une avec chacun des abrasifs î à titre de comparaison une meule classique avec des grains de 14 mesh en oxyde d'aluminium écrasé, fondu, une meule selon la présente invention avec des grains de spinelle de 14 mesh et une autre meule avec des grains de mullite de 14 mesh. Le nombre de 14 mesh pour les 15 grains indique que les grains sont passés à travers un tamis de 14 mesh et ne sont pas passés à travers un tamis de 16 mesh. Toutes ces meules ont été fabriquées par rapport à la structure de volume ci-dessus par mise sous presse à froid en moule clos, ce qui signifie qu'elles ont été mises à la presse de façon à avoir un volume cons-20 tant. On a utilisé du furfural de façon classique comme plastifiant du mélange, on en a utilisé 121 cc par kilog de la composition de liant résinoîde sec ci-dessus. Pour une meule de 40,64 mm x 5,08 mm x 15,24 mm on a fait les mélanges suivants : 25 Meule n° abrasif Pds d'abrasif Pds de la Moulée (kg) composition de liant poids/volume (g/cc) (kcr) 1 Oxyde d'aluminium 12,03 1,14 2,47 2 spinellite 10,89 1,14 2,26 3 mullite 10,03 1,14 2,04 30 Le mélange achevé a été ensuite mis à la presse pour obtenir la dimension 40,64 mm x 5,08 mm x 15,24 mm et les meules "crues" ont 35 été ensuite passées au four pour faire prendre le liant résinoîde, dressées et soumises à l'essai de vitesse de la façon habituelle. Un essai de meulage a été effectué sur les meules dans une machine à châssis oscillant chaîrgée de poids de façon que la meule exerce une force totale de 7 kg/cm2 sur la pièce à usiner avec la-40 quelle elle est en contact. 69 07741 7 2004185 A partir de meules à l'état fraîchement dressé sor tant de fabrique, quatre essais ont été effectués avec chaque meule. On a procédé à des mesures périodiques de l'usure de la meule et du volume de métal enlevé à la fin de périodes de fonctionnement régu-5 lièrement espacées. La pièce à usiner était une pièce en acier coulé, Spécification SAE 1020, et les meules ont été entraînées à une vitesse périphérique de 2888 m par minute. , Les résultats de ces essais ont été disposés en tableau en vitesses par heure et les courbes représentées sur le dessin ont été 10 tracées au moyen de ces données. Vitesse d'enlève- Vitesse d'u- Meule Essai ment de métal (ka/hr) sure de moule (cm/hr) Oxyde d'aluminium 1 8,85 24,6 15 2 7,58 18,2 II 3 6,58 13,9 II 4 5,22 9,3 Spinelle 1 9,30 64,7 II 2 9,53 66,8 20 3 9,08 61,9 II 4 9,53 66,5 Mullite 1 9,08 40,6 II 2 9,30 42,4 II 3 8,85 38,8 25 4 9,53 44,9 A partir de ces résultats on peut voir que la meule en oxyde d'aluminium, dans ces conditions de meulage, est initialement une meule à coupe rapide, économique, mais en se référant à la courbe d'oxyde d'aluminium les indications 2, 3 et 4 montrent que la meule 30 s'émousse rapidement. Après 20 minutes environ d'utilisation, la meule en oxyde d'aluminium s'émousse au point que le volume de métal enlevé tombe de façon radicale et l'opération de meulage devient très inefficace y quand la meule s'est émoussée, jusqu'au degré noté, après le quatrième essai, la surface est devenue glacée et la meule 35 n'a plus eu d'efficacité. L'émoussement rapide nécessite un processus de décrassage qui exige un temps de 5 minutes au moins et l'enlèvement d'environ 0,508 mm du rayon de la meule pour lui rendre sa vitesse de coupe initiale. Cette opération de décrassage entraîne également un temps mort correspondant sur la machine à meuler. 40 Toutefois, les meules en mullite et en spinelle continuent à 69 07741 8 2004185 couper de façon continue et rapide à mesure que le meulage se poursuit. On notera en se référant aux courbes des meules contenant ces abrasifs, que les vitesses d'usure de meule et d'enlèvement de métal pour les différentes périodes d'utilisation ont tendance à se tenir 5 approximativement dans la même zone étroitement limitée des courbes respectives des meules indiquant que ces grains conservent à peu près leur mordant maximal. Le fait que la seconde et la quatrième indications indiquent un enlèvement de métal et une usure de meule supérieures qû'aux première et troisième périodes d'utilisation, indique 10 que le liant lui-même est également éliminé de la surface de la meule à une vitesse qui correspond à l'usure des grains de sorte qu'on obtient une combinaison de grains et de liants parfaitement coordonnée quand on utilise des meules construites comme on l'a décrit ici pour les opérations d'ébavurage commandées à la main. 69 07741 9 2004185 REVENDICATIONS 1. Une meule abrasive pour les opérations d'ébarbage en fonderie commandées à la main et à pression relativement légère, comprenant une combinaison de liant résinoîde et de grains abrasifs, caractérisée par le fait que ladite meule a 22% à 26% de pores en volume, les-5 dits grains sont des grains de spinelle, ou de mullite ou des mélanges des deux, les grains étant de 14 à 24 mesh et constituant dans la meule un pourcentage de 44% à 62% en volume, et le reste du volume de la meule est constitué par ladite composition de liant et par les pores. 10 2. Une meule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les grains abrasifs constituent environ 54% en volume de la meule finie. 3. Une meule selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que dans le liant se trouve une résine phénolique. 15 4. Une meule selon les revendications 1 ou 2 oiï 3, caractérisée par le fait que ledit abrasif est constitué de grains de 14 mesh. 5. Une meule selon la revendication 1 ou 2 ou 3 ou 4, caractérisée par le fait que le liant est une composition phénolique traitée pour constituer une meule ayant 26% de pores en volume. 20 6. Une meule selon les revendications précédentes 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5, caractérisée par le fait que ledit liant contient 75% à 100% de résine phénolique en volume, de 0% à 25% en volume d'une charge à base de cryolite et de O à 8% en volume d'une charge à base d'oxyde de calcium.