Brevet FR2483296A1 — publié le 19811204

La présente invention concerne les meules agglomé- rées par une matrice de verre contenant des particules lubri- fiantes de pellicule sèche protégées par une métallisation. L'utilisation de particules lubrifiantes d'un solide sec dans les meules abrasives est bien connue; l'utilisation de particules de graphite dans une meule vitrifiée ou agglo- mérée au verre est décrite dans le brevet U.S. 3.454.384 Kumagal et dans le brevet U.S. 4.157.897 Keat, auteur de la présente invention. L'utilisation de graphite sous forme de particules dans les meules abrasives fournit un moyen d'agir sur la caté- gorie (dureté) de la meule, améliore la conductivité thermique (abaissant ainsi la température sur la face active), agit par lubrification (abaissant ainsi la production de chaleur) et contribue à empêcher la formation d'une pellicule continue de matière constitutive de la pièce ou de celle qui sert d'agglo- mérant, qui s'opposerait à l'effet d'abrasion et provoquerait un encrassage de la meule. L'un des inconvénients de l'utilisation du graphite dans les meules agglomérées au verre, est le fait que les agglo- mérants vitreux connus ne mouillent pas facilement les parti- cules de graphite, et qu'il est difficile ainsi d'obtenir une meule à faible porosité. Le brevet Kumagal concerne des meules dont l'agglo- mérant a la consistance d'un crayon en graphite dur, caracté- risées par conséquent par une forte teneur en graphite dispersé dans une matrice d'argile calcinée. L'agglomérant est caracté- risé par une forte porosité qui est imprégnée d'un agent lubri- fiant tel que l'acide stéarique, qui fond à une température égale ou inférieure à la température de meulage. Le brevet Keat concerne des meules pressées à chaud et dans le mélange constitutif il ne figure pas d'agglomérant temporaire dit agglomérant "vert" ("green" binder). Dans le brevet U.S. 3.402.035 Martin, on décrit l'u- tilisation de graphite métallisé dans une meule diamantée agglo- mérée avec de la résine ou du métal pour améliorer la liaison entre le graphite et la matrice résineuse ou métallique. Les agglomérants classiques, pour les meules abra- sives agglomérées au verre ou vitrifiées contiennent du maté- riau agglomérant temporaire ou "vert" tel que des amidons ou des sucres pour assurer la cohésion de la meule avant que la liaison ne soit assurée par l'agglomérant vitreux après chauf- fage. Au cours de la fabrication de la meule, ou de quelque autre outil abrasif, après moulage et avant chauffage à la température de vitrification, il faut éliminer l'agglomérant organique en chauffant les meules dans une atmosphère oxydante. De telles conditions oxydantes, aptes à l'élimination de l'ag- glomérant temporaire, risque d'éliminer également toute pelli- cule de lubrifiant sec classique tel que le graphite ou quel- que autre produit facilement oxydable. Ainsi, les techniques de fabrication classiques pour la confection d'outils abrasifs, avec des agglomérants à base de verre ou de matières céramiques (agglomération par vitrification), ne permettent-elles pas d'utiliser des lubrifiants secs en pellicules classiques tels que le graphite, le bisulphure de molybdène, le nitrure de bore hexagonal et le sulfure de zinc. L'impossibilité d'utiliser dans les outils abrasifs fabriqués selon les méthodes classiques des pellicules lubri- fiantes sèches facilement oxydables, est surmontée avec la présente invention grâce à l'expédient qui consiste à utiliser une matière lubrifiante fractionnée dont les particules sont métallisées. Ladite métallisation peut être réalisée avec n'im- porte quel métal de protection dont la température de fusion est supérieure à 700'C, susceptible de se déposer sur les par- ticules finement divisées de graphite ou de quelque autre lu- brifiant formant une pellicule sèche. On peut recourir pour cette métallisation à l'évaporation sous vide, à la galvano- plastie, à la métallisation sans électrolyse ou à toute autre méthode classique d'obtention du revêtement désiré. Commeexem- ples de métaux convenant à cet usage on peut citer le nickel, le cuivre, l'argent, le cobalt et le chrome. Dans la fabrication des meules on mélange la matière abrasive telle que le diamant, le nitrure de bore cubique, l'oxyde d'aluminium avec un système agglomérant à base de verre classique, tel celui qui est décrit dans le brevet U.S. 2.332.241 Lombard et Milligan, qui décrit l'utilisation de la dextrine en tant qu'agglomérant temporaire pour les outils moulés à l'état "vert". Selon la présente invention, au mélan- ge comportant les abrasifs, la matrice et l'agglomérant on ajoute avant moulage une quantité convenable de graphite en- robé de métal pour obtenir dans l'outil terminé une proportion de graphite, en volume, de 10 à 60 pour cent au maximum. Pour obtenir le mélange à partir duquel on a moulé la partie diamantée d'une meule abrasive, on a utilisé la com- position ci-dessous: Poudre de granulométrie RVG 120/40 (diamant synthétique de la Général Electric) 3,88 g Poudre de charge faite de SiC 3,20 Graphite enrobé de nickel (40 pour cent en poids de nickel) 2,16 Poudre de frittage (verre au borosilicate) 12,50 Glycérométhylate de cellulose 1,52 La composition ci-dessus est calculée pour donner une partie diamantée avec une teneur en graphite de 20 pour cent en volume de l'agglomérant et une concentration de dia- mant nominale de 75 (12-1/2 % en volume). La matière de préformage pour la partie centrale de la meule est un mélange pour agglomérant vitrifié contenantdu verre (sodium, aluminoborosilicate) additionné de SiC en pou- dre comme matière de charge. Le poids de la partie centrale était de 130 gr. La couronne diamantée est moulée sur la péri- phérie extérieure de la partie centrale préformée. Le mélange échantillon pour la partie diamantéea été préparé selon la procédure normale, en pesant successivement et en- ajoutant dans un récipient mélangeur la SiC de charge, le graphite enrobé de nickel et l'agglomérant vitreux; ces trois composants ont été mélangés à sec deux fois, par passa- ge au tamis de 165; on a ajouté alors le diamant et procédé au mélange en passant une fois au tamis de 72; ensuite on a ajouté l'agglomérant que l'on a mélangé par brassage et l'en- semble du mélange a été passé une fois au tamis de 24. On a pesé le mélange pour la partie centrale Préfa- çonnée, et on l'a versé dans le moule de préfaçonnage spéci- fié. On l'a pressé pour obtenir un volume préalable et trans- féré ensuite dans un moule (plus grand) aux dimensions de la meulé; on a ajouté le mélange diamanté dans l'espace libre à la périphérie et on a pressé simultanément ensemble la section diamantée avec la partie centrale préfaçonnée pour obtenir le volume final pressé à froid sous une pression approximative de 18 t.s.i. (2800 kg/cm2). Après cuisson la meule a été finie aux cotes selon les procédures d'usinage normales de rectification et de ro- dage. Pour le meulage à sec de carbure de tungstène cémen- té, des meules ayant la structure décrite ci-dessus ont sur- passé des meules diamantées classiques du commerce agglomérées à la résine et contenant la même quantité de graphite, dans un rapport de huit à dix Cen se basant sur le rapport en volume de la matière meulée et de l'usure de la meule), et ceci mal- gré le fait que la teneur en diamant par unité de volume de la meule était plus faible d'un tiers dans la meule selon l'in- vention. La mise en oeuvre de cette invention a montré que la métallisation du graphite est mouillée par le verre. On peut réaliser des parties diamantées de très faible porosité. La partie diamantée décrite comme exemple avait une porosité de 7,6 pour cent mais on peut aussi obtenir avec cette technique des parties diamantées ayant une porosité réduite à 3 pour cent ou même en dessous. REVENDICATIONS 1. Une meule abrasive ayant une surface de meulage contenant des particules abrasives choisies dans le groupe constitué par le diamant, le nitrure de bore cubique, l'alu- mine et le carbure de silicium, lesdites particules abrasives étant tenues dans une matrice vitreuse, ladite matrice vitreuse contenant des particules incorporées de lubrifiant en pelli- cule sèche, lesdites particules de lubrifiant étant enrobées dans un métal choisi dans le groupe constitué le nickel, le cobalt, l'argent, le cuivre et les alliages de ces métaux, ledit enrobage ayant une épaisseur suffisante pour protégerde l'oxydation lesdites particules de lubrifiant au cours de la fabrication de la meule.