Brevet FR2354373A1 — publié le 19780106

La présente invention porte sur un procédé de fabrication de grains d'abrasifs contenant du corindon par exemple en corindonzircone. Dans le procédé traditionnel de fabrication de grains d'abrasifs,les différents corindons comme le corindon normal,le corindon noble et le corindon spécialrsont produits par fusion,les blocs soli du fiés après la fusion étant fendus avec peine par des poivres tombantes.Les morceaux obtenus sont ensuite fractionnés au marteau par la force musculaire,et le grain d'abrasif est enfin produit dans des concasseurs,broyeurs ou laminoirs, grands frais, cause en particulier del'énorme usure des organes de concassage et de broyage. Le tamisage qui suit prend également du temps et coûte également cher, car la matière, extrêmement dure, provoque une très forte usure. La fabrication en particulier de corindons contenant de la zircone, quand elle est faite par le procédé connu, cause de grandes difficultés au fabricant, car cette matière se caractérise non seulement par une grande dureté,mais aussi et surtout par une extraordinaire ténacité,de sorte que l'outillage de concassage et de broyage est sollicité de façon peu économique. A cela s'ajoute pour le corindon-zircone un inconvénient extrêmement grave,à savoir que seuls les gros grains sont utilisés chez le fabricant d'abrasifs,ce qui est dû a la fabrication et l'emploi de meules a haute pression. Pour cette raison, une grande partie de la matière fondue qui est fragmentée au-dessous du grain 20 (environ 0,8 mm)doit être refondue. Cette quantité est de l'ordre de 70% de la quantité initiale. Avec cet énorme déchet, la rentabilité est naturellement remise très vite en question. L'invention a en conséquence pour but de créer un procédé qui permette d'obtenir des grains d'abrasifs d'une grosseur prédéterminée sans concassage ni fragmentation de la matière dure du corindon,et avec lequel tous les grains d'abrasif-obtenus,excepte un éventuel déchet minime (formation de bavures au laminage, etc), puissent servir à la fabrication de meules. Un autre but de l'invention est de créer un appareil convenant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que la matière, par exemple bauxite,ou corindon-zircone, est rendue plastique par exemple par fusion ou broyage, puis appliquée sur au moins un moule présentant des anfractuosités dont la forme et la dimension correspondent à celles du grain d'abrasif à fabriquer ou à celles d'une partie de ce grain. I1 est prévu avantageusement d'utiliser deux moules complémentaires s'appuyant l'un contre l'autre pendant la mise en forme, leurs anfractuosités en regard formant ensemble une cavité qui correspond au grain d'abrasif à fabriquer. L'appareil de l'invention est caractérisé par deux tambours de moulage ou cylindres de compression tournants juxtaposés dont les surfaces périphériques, qui présentent des anfractuosités, ont un plan tangent commun ou sont étroitement appliquées l'une contre l'autre. Les anfractuosités peuvent naturellement aussi être reliées par des canaux, c'est-à-dire que du point de vue de la fabrication, les tambours peuvent être pourvus de saillies délimitant le moule du grain d'abrasif à fabriquer. Les liants minces ainsi produits qui relient les différents grains peuvent alors être rompus par exemple dès la chute des grains du moule. Selon l'invention, les anfractuosités peuvent avoir la forme d'une pyramide ou d'un tronc de pyramide, l'arête abrasive d'une moitié venant avantageusement s'appliquer au milieu du côté de la base de l'autre moitié, c'est-a-dire de l'anfractuosité du tambour opposé, de sorte que la double pyramide ou le double tronc de pyramide ainsi formé présente en plus une augmentation du nombre des tranchants. Dans un exemple de réalisation préférentiel de l'invention, les tambours peuvent être déplacés horizontalement et/ou verticalement l'un par rapport à l'autre afin, par exemple en cas de fusion, de permettre le cas échéant de compenser la température, c'est-à-dire les variations de viscosité de la matière fondue. L'avantage principal du procédé de l'invention réside d'une part dans la forme définie du grain d'abrasif, d'autre part dans la fabrication presque sans déchets. La fragmentation du bloc de corindon, qui demande beaucoup de temps, et surtout le broyage extrêmement coûteux du corindon aux grosseurs voulues sont ainsi supprimés. Le procédé de l'invention permet de fixer toute grosse grosseur de grain et de la fabriquer en quantité quelconque. Un autre avantage important de l'invention est que la forme du grain est définie et unique, de sorte qu'on peut mieux égaliser les performances des meules terminées. On évite aussi les grandes dispersions en grosseur des grains obtenus par le procédé traditionnel.La anpression paient le laminage chasse toutes les inclusions gazeuses, de sorte qu'on obtient en comparaison du procédé traditionnel un grain d'abrasif parfaitement compact, et exempt d'occlusions,zonc plus resistant à l'usure.Le procédé de l'invention signifie donc un nouveau grand pas vers la fabrication de meules de qualité uniforme. Un exemple de réalisation de l'appareil de l'invention et deux exemples de réalisation du procédé de l'invention sont décrits en détail ci-après, l'invention ne se limitant cependant pas à ces exemples. La Figure du dessin montre schematiquement un exemple de réalisation de l'appareil de l'invention. L'appareil de l'invention se compose essentiellement de deux tambours de moulage ou cylindres de compression 1 montés sur un bâti 2. Les tambours 1 peuvent être déplacés horizontalement sur les poutres horizontales 2' du bâti 2 et verticalement sur les poutres 2", de sorte que leur position relative est réglable. Chaque tambour 1 est pourvu à sa périphérie d'un grand nombre d'anfractuosités 3 qui, dans l'exemple de réalisation, ont la forme et le volume de la moitié du grain d'abrasif 5 à fabriquer. Dans le plan tangent commun 4, qui est indiqué en trait mixte sur la figure, les anfractuosités 3 en-regard des tambours 1 se complètent pour former le moule fermé du grain d'abrasif 5 à fabriquer. Quand on emploieunematière froide, on mélange la matière de base de la manière traditionnelle et l'amène à l'état pâteux aux tambours 1, par exemple par une trémie 6 placée au-dessus d'eux. On mélange la matière à base de corindon de préférence avec un liant céramique, par exemple argile de Feldspath, et un liant organique servant de colle, par exemple lessive de dextrine. La matière coule alors entre les deux tambours 1 et est mise en forme de grains dans le plan tangent commun aux tambours et éjectée au-dessous de ceux-ci. Comme les tambours 1 tournent régulièrement dans le sens des flèches A, la production des grains 5 est continue Pour accélérer le processus et assurer la consolidation du corindon pendant qu'il se trouve dans les anfractuosités 3 qui lui donnent sa véritable forme, les tambours, selon l'inven tion, sont chauffés, les fils, dans le cas d'un chauffage élec trique, allant à la chemise demoulage 9 par l'axe 7et les rayons 8, Le grain d'abrasif 5 fabriqué conformément à l'invention est reçu sous les tambours 1 dans un récipient 10. On donne ci-après différents exemples de rendement possible de fabrication de grains par le procédé de l'invention. Un cylindre de diamètre 160 mm et de largeur utile d'environ 60 mm comporte à sa périphérie 2.160 creux d'environ 3,5 mm de diamètre, ce qui correspond environ à un grain 8. On a alors les rendements suivants GRAIN 8 Tours Temps Rendement obtenu enkg 1 0,1275 10 1,275 40 1 mn 5,100 40 1 h 306 40 8 h 2448 40 16 h 4896 40 24 h 7344 GRAIN 7 Tours Temps Rendement obtenu en kg 1 0,1925 10 1,925 40 1 mn 7,700 40 1 h 462 40 8 h 3696 40 16 h 7392 40 24 h 11088 On peut augmenter le rendement en allongeant les cylindres ou en augmentant leur diamètre. La chemise au moins des tambours est en un matériau réfractaire, par exemple ferrotungstène, qui peut être utilisé jusqu'à plus de 20000C. Dans un autre exemple de réalisation du procédé, la matière de base est fondue à l'arc de la manière traditionnelle et coulée à l'état visqueux, par exemple par la trémie 6 placée audessus des tambours 1. La matière fondue coule alors entre les deux tambours 1 comme dans l'exemple précédent et est mise en forme de grains d'abrasifs dans le plan tangent ccccn aux tmbours et éjectée au-dessous de ceux-ci. Comme les tambours tournent régulièrement dans le sens des flèches A, la production des grains 5 est continue Pour accélérer le processus et assurer la consolidation du corindon pendant qu'il se trouve dans les anfractuosités 3 qui lui donnent sa véritable forme, dans cet exemple de procédé, les tambours sont refroidis, les conduites d'agent de refroidisse ment allant à la chemise de moolage 9 par l'axe 7 les rayons 8. Le grain d'abrasif 5 fabriqué- conformément à l'invention est là encore reçu au-dessous des tambours 1 dans le récipient 10. Le rendement possible de fabrication de grains est le même que dans le procédé décrit précédemment. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de grains d'abrasif contenant du corindon, par exemple en corindon-zircone, caractérisé en ce que la matière, par exemple bauxite ou corindon-zircone, est rendue plastique par exemple par fusion ou broyage, puis appliquée sur au moins un moule présentant des anfractuosités dont la forme et la dimension correspondent à celles du grain d'abrasif à fabriquer ou à celles d'une partie de ce grain. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière, constituée par exemple d'oxydes, de matières céramiques ou de matières analogues mélangés, est fondue et est appliquée à l'état visqueux sur le ou les moules. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière, de préférence fluide, par exemple bauxite ou corindon-zircone, est mélangée avec de préférence un liant céramique, par exemple argile de Feldspath, et un liant organique servant de colle, par exemple lessive de dextrine, puis appliquée sur le ou les moules. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière est soumise à un traitement thermique pendant ou après sa mise en forme. 5. Procédé selon au moins une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise deux moules complémentaires s'appuyant l'un contre l'autre pendant la mise en forme, leurs anfractuosités en regard formant ensemble une cavité qui correspond au grain d'abrasif à fabriquer. 6. Appareil de mise en oeuvre du procédé conforme à au moins une des revendications 1 à 5, caractérisé par deux tambours de moulage ou cylindres de compression tournants juxtaposés dont les surfaces périphériques, qui présentent des anfractuosités, ont un plan tangent commun ou sont étroitement appliquées l'une contre l'autre. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les tambours sont juxtaposés dans un plan sensiblement horizontal. 8. Appareil selon la revendication 6 ou la revendication 7, ou les deux, caractérisé en ce que les tambours peuvent être refroidis. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les tambours sont pourvus de conduites d'agent de refroidissement. 10. Appareil selon la revendication 6 ou la revendication 7, ou les deux, caractérisé en ce que les tambours peuvent être chauffés. 11. Appareil selon au moins une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la surface des anfractuosités est identique à la surface ou une partie de la surface d'un polyèdre. 12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que les anfractuosités ont la forme d'une pyramide ou d'un tronc de pyramide. 13. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en c que les tambours peuvent être déplacés horizontalement et/ou verticalement l'un par rapport à l'autre. 14. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les anfractuosités en regard se. complètent dans le plan tangent commun pour former ensemble une cavité. 15. Appareil selon les revendications 12 et 14, caractérisé en ce qu'une arête de l'anfractuosité d'un tambour dirigée vers l'intérieur de celui-ci vient s'appliquer dans le plan tangent- au milieu d'un côté de la base de l-'anfractuosité du deuxième tambour.