Brevet FR2487240A1 — publié le 19820129

Meules contenant de petites particules abrasives sphériques massives L'invention concerne des meules pour traiter les mé- taux notamment des aciers inoxydables, lorsqu'on exigeun fini de surface relativement fin. Avant de procéder à des phases ultérieures de fabri- cation, il est nécessaire de traiter les billettes et les brames d'acier inoxydable pour en enlever les écailles et les défauts de surface. De façon classique, on utilise des meules d'ébarbage liées à la résine, contenant des grains abrasifs alumineux frittés ayant un diamètre de particule supérieur à 0,89 mm, du fait de la dureté de ces abrasifs. Dans certains cas, on exige sur le métal un fini de surface moins rugueux que celui obtenu par les abrasifs frit- tés relativement grossiers disponibles dans le commerce. Dans ces cas, on emploi des grains abrasifs moins durs et en con- séquence moins efficaces, en alumine fondue broyée, ce qui rend plus coûteuse l'opération de traitement. Les abrasifs frittés qui seraient plus efficaces dans l'opération de meulage, ne sont pas fabriqués de façon indus- trielle, vraisemblablement du fait que les procédés utilisés pour produire les abrasifs frittés grossiers ne peuvent être utilisés pour produire économiquement des grains fins. Des meules appropriées aux traitements efficaces de l'acier inoxydable pour obtenir des finis fins sur le métal sont préparées en utilisant des particules abrasives alumi- neuses sphéroldales frittées, fabriquées par un procédé dans lequel on forme les grains non cuits par un procédé de mélan- geage intensif comme le divulgue le brevet allemand 2 921 336. Dans ce brevet, on a décrit un procédé pour fabriquerdes gra- nules sphériques ou sphéroldales utilisées comme "propping agent" dans les puits de pétrole, c'est-à-dire pour maintenir ouvertes les fissures provoquées lors de l'opération dite de fracturation. Les granules sont obtenues en mélangeant de la bauxite avec de petites quantités d'additifs tels que des liants et des adjuvants de frittage, de l'eau, dans un mélangeur in- tensif, grâce à quoi on forme des agglomérés sphériques qui sont alors séchés et cuits. Ces agglomérés cuits, lorsqu'ils sont incorporés dans une meule, et comparés à des grains abra- sifs frittés extrudés classiques, les deux abrasifs ayant une granulométrie supérieure à 0,89 mm, sont inférieurs aux grains extrudés classiques pour ébarber de l'acier inoxydable. Mais, lorsqu'on les compare à l'alumine fondue classique actuelle- ment utilisée lorsqu'il est nécessaire d'employer des grains de diamètre inférieur ou égal à 0,89 mm, les grains sphériques frittés sont supérieurs à l'alumine fondue broyée. La composition de la meule peut être l'une quelconque des compositions classiques liées à la résine phênol-formal- déhyde, normalement utilisées pour l'ébarbage à grand rende- ment de l'acier inoxydable. La comiposition la plus économique utilisée comme ma- tériau de base pour les grains sphéroldaux abrasifs alumineux frittés est la bauxite calcinée broyée. On ajoute au mélange une quantité suffisante de liant momentané pour obtenir une résistance adéquate à cru et améliorer la formationde grains. Bien que ces produits soient plus coûteux que la bau- xite, on peut employer des mélanges contenant de l'alumine ou de la bauxite broyée avec de la poudre de zircone comme com- position de base pour produire des particules sphêroidales, comme on le voit par exemple dans le brevet des Etats Unis d'Amérique 3 454 385. La meule est constituée par des particules abrasives sphéroidales primaires d'une granulométrie comprise entre 0,89 et 0,25 mm, et par un liant thermodurcissable d'une porosité inférieure ou égale à 10 %, la meule étant normalement obte- nue par compression à chaud d'une manière bien connue dans la technique. Le liant peut contenir des charges actives, telles que de la cryolite, du sulfure de fer ou des matières simi- laires, ou des combinaisons de ces matières, et il peut conte- nir de la chaux et des charges abrasives secondaires inertes, et/ou des charges fibreuses. Les résines normalement utilisées dans ce type de meules sont des produits de condensation tels que le phénol-formaldéhyde, préparé à partir d'un précondensat pulvérulent de phénol-formaldéhyde en ajoutant de l'hexaméthy- lène tétramine pour compléter la réticulation du précondensat lors de la prise. On peut évidemment employer d'autres rési- nes thermodurcissables ou des résines phénoliques modifiées. Le pourcentage de particules abrasives normalement présentes dans la meule est compris entre 25 et 60 % en volume. Une réalisation préférée de la meule selon l'invention est préparée à partir d'un mélange constitué comme suit: Grains abrasifs sphéroldaux de bauxite % en poids frittée d'un diamètre de 0,69 à 0,79mm 72,45 Résine phénolique pulvérulente 10,33 Pyritesde fer granulaires 7,74 Cryolite 4, 63 Saran (polychlorure de vinylidène) pulvérulent 1,46 Chaux 3,39 100,00 L'abrasif est placé dans un bac de mélangeage et il est mouillé avec du furfural (33 cm3 par kg de résine). On ajoute alors les autres ingrédients du liant prémélangés à l'abrasif mouillé, tout en continuant le mélangeage. On ajoute ensuite 44 cm3/Kg de résine sèche de carbosote pour lier le mélange. Le mélange abrasif-liant est alors comprimé à 890 Kg/ cm2 pour former des meules (406 mm de diamètre, 51 mmd'épais- seur et 152 mm de trou central) dans une presse à chaud avec des plateaux chauffés à 160 C pendant 1 heure. Après démoula- ge, les meules sont cuites à 200 C pendant 24 heures. Les meules durcies sont dressées et équilibrées avant emploi. Au lieu de bauxite frittée, on peut utiliserdes abra- sifs alumineux frittés, selon le brevet des Etats Unis d'Amé- rique précité, dans lesquels on ajoute du zircone, pour amé- liorer le rendement, mais au prix d'une dépense plus élevée. Au lieu de préparer les grains par compression et granulation, ou par extrusion, comme l'indique le même brevet des Etats Unis d'Amérique, les grains peuvent être préparés par un mé- langeage intense, comme suit: On utilise un mélangeur Eirich, modèle R7, vendu par Maschinenfabrik Gustav Eirich, Nordbaren, RFA, ayant un outil de mélangeage à broche standard. On peut utiliser d'autres mélangeurs intensifs (tels que celui de Littleford-Lodige, Littleford Bros., Inc. Florence, Kentucky). Bien que le mé- langeur R7 soit un modèle de laboratoire et que, à des fins de production, on puisse utiliser un modèle plus grand tel que le modèle Eirich DE 14, l'exemple suivant représente bien les résultats réels que l'on peut obtenir. Un autre type de mélangeur intensif pouvant être utilisé est le mélangeur P-K vendu par Patterson-Kelley Co, Division de Harsco Corp., East Stroudsburg, Pennsylvania. La procédure est la suivante: 1. Mélanger à sec pendant 30 secondes: (vitesse lente de l'ou- til mélangeur, 680 tpm) 45,4 kg de bauxite broyée sèche cal- cinée, et 0,9 kg d'amidon de céréale (mogul B211). 2. Ajouter pendant une minute 19,0 kg d'eau. 3. Humidifier le mélange pendant une minute (grande vitesse, 1360 tmp). 4. Ajouter pendant une minute 17,8 kg supplémentaires de bau- xite calcinée (basse vitesse). 5. Mélanger deux minutes (basse vitesse). 6. Décharger le mélange. La bauxite employée est une bauxite calcinée ayant une perte au feu, lorsqu'elle est calcinée à 1000'C, de 1/2 à 2 %. La dimension de particules de poids moyen mesurée par sédimentation par gravité dans l'eau, est 3,5 microns; mesu- rée à l'analyseur de dimensions de particules Leeds and Northrup Microtac, cette dimension est 7 microns. Il y a en- viron 15 % en poids de particules plus grosses que 17 microns et plus petites que 50 microns mesurées par la méthode de sé- dimentation (Sédigraphe). On peut obtenir un produit approprié en partant de bauxite ayant des particules individuelles aussi grosses que 75 microns. Après déchargement, le matériau est séché et tamisé pour séparer les particules trop grosses et les particules trop petites, et il est cuit à 12500C. De façon caractéristique, plus de 95% des grains crus sont retenus sur des tamis de 2,25 mm à 300 microns. Ceci don- ne 2,0 mm à 250 microns après le retrait à la cuisson. Un re- trait à la cuisson caractéristique pour de la bauxite de Surinam calcinée (utilisée dans cet exemple), est 24 % en linéaire et 54 % en volume. Pour de la bauxite de Guinée calcinée, le retrait est 20 % en linéaire et 49 % en volume. Il est souhaitable d'ajouter la bauxite en deux stades pour faciliter le réglage de la granulométrie, mais ceci n'est pas essentiel. Le produit ainsi obtenu a une densité caractéristique de 3,7 g/cm3. La sphéricité Krumbein est supérieure à 0,6. REVENDICATIONS Meule caractérisée en ce qu'elle contient des grains abrasifs alumineux sphéroidaux frittés obtenus pas agglomé- ration dans un mélangeur intensif, ces grains abrasifs ayant un diamètre moyen de 0,89 mm ou moins et étant contenus dans un liant résineux thermodurci d'une porosité au plus égale à %, grâce à quoi cette meule convient pour traiter de l'a- cier inoxydable en obtenant un fini de surface relativement fin sur le métal.