Brevet FR2568811A1 — publié le 19860214

MEULES ABRASIVES POUR LE POLISSAGE DES ROCHES ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION. Dans l'opération de polissage des roches et spécialement du granit, il est apparu certains inconvénients dans l'emploi des meules constituées a partir de grains abrasifs très fins, inférieurs à 150 microns, et fabriquées à l'aide des liants habituels : résines, ciments magnésiens, ciments fondus ou ciments artificiels. Entre autres inconvénients, certaines d'entre elles provoquent un échauffement local excessif du matériau poli produisant en certains points des "coups de feu" qui tachent le matériau en profondeur, nuisant à sa présentation. Cet inconvénient particulier est surtout constaté lorsque la meule de polissage employee est liée au ciment fondu ou au ciment artificiel, qui comportent cependant par ailleurs des avantages qui justifient leur utilisation. En effet, les performances des meules agglomérées dependent en grande partie du liant qui les compose en rapport avec la nature et la taille des grains d'abrasif qu'elles contiennent, ceux-ci allant de 1.000 microns a quelques dizaines de microns seulement et etant généralement constitués, pour le polissage des roches, par du carbure de silicium. Or, les qualites recherchées pour une meule sont l'efficacité et la durée de vie, lesquelles, pour un matériau abrasif donne, dépendent essentiellement du liant, qui doit présenter une grande dureté en même temps qu'un grand pouvoir adhésif pour assurer une grande cohésion des grains d'abrasif, et simultanément une résistance à l'abrasion qui ne doit en aucun cas etre supérieure à celle de l'abrasif lui-même, de façon a permettre l'usure du liant pour assurer un renouvellement constant de la surface de travail, faute de quoi le liant reste a la surface, malgré l'usure de l'abrasif, et la meule perd de son mordant. De sorte que, parmi les meules existantes, on constate que les liants à base de résine présentent une résistance à l'abrasion supérieure à celle de l'abrasif, provoquant la chute de rendement de la meule dont la surface se lisse. Lorsque le liant est constitué par un ciment magnesien, la qualite de la meule depend de l'état de durcissement de ce ciment, qui est lent. Avant que le durcissement soit totalement atteint les grains abrasifs ne sont pas suffisamment scellés, ce qui provoque l'usure anormalement rapide de la meule. Quand le durcissement maximal est atteint, la résistance à l'abrasion de ce liant augmentant avec sa dureté, on constate le meme défaut qu'avec les résines, la meule se lissant et perdant de ce fait de son rendement. Les ciments fondus ou les ciments artificiels présentent quant a eux un durcissement rapide, en même temps qu'un pouvoir adhésif important, mais, à l'inverse des autres liants, ils présentent toujours une faible résistance à l'abrasion quelque soit leur état de durcissement. Leur emploi parattrait donc mieux convenir pour la fabrication de meules destinées au polissage des roches. Mais leur avantage n'est constatés que pour la fabrication de meules dont les grains d'abrasif sont supérieurs à 150 microns. Pour des grains d'abrasif inférieurs à cette dimension, on constate que les meules utilisant ces liants présentent l'inconvénient de provoquer un échauffement anormal par suite de la trop grande compacite obtenue dans ce cas la, ce qui ne permet pas l'évacuation rapide des calories produites, et provoque le phénomène connu appelé "coup de feu" qui échauffe localement le matériaux poli et le tâche en profondeur. Le procédé objet de la présente invention permet d'éviter cet inconvénient. Pour cela, dans les meules comportant des abrasifs tres fins (inférieurs a 150 microns) et utilisant les ciments fondus ou artificiels comme liant, il est créé dans la masse de l'aggloméré qui constitue la meule de fines alvéoles fermées mais vides qui, sans nuire a la rigidité de la meule s'ouvrent en surface par suite de l'abrasion qu'elles subissent, multipliant ainsi la surface de contact avec le lubrifiant utilisé et provoquant au cours de la rotation de la meule un meilleur échange que ne le provoque une surface lisse, donc une meilleure évacuation des calories, en même temps que l'absence de continuité ainsi créée a la surface de travail de la meule permet d'entrainer de l'eau de lubrification au niveau de chaque alvéole, alors que la continuité de cette surface due a la compacité du liant provoque l'échauffement anormal, le travail étant alors effectué pratiquement a sec. Selon un mode de réalisation, ces alvéoles sont avantageusement réalisées par l'adjonction aux matériaux agglomérés en vue de la fabrication de la meule d'une certaine quantite de grains de corindon globulaires, qui, jusqu'a présent, n'est utilisé que pour la fabrication d'un matériau réfractaire permettant d'obtenir un isolant thermique pour hautes températures. L'emploi d'un tel matériau est en effet avantageux dans le cadre de la fabrication des meules abrasives de ce type par le fait que, de par sa nature même abrasive, il participe aussi a l'action de polissage.Ce en quoi faisant les globules de surface s'usent, donc les alvéoles s'ouvrent, provoquant les vides recherchés entre les grains de carbure de silicium pour accroltre, comme il vient d'être dit, les échanges thermiques avec l'eau de lubrification et maintenir la présence de cette eau entre les surfaces en cours de travail gràce a l'absence de continuité créée a la surface de la meule au fur et a mesure de son usure. Et d'autre part, de par la nature même aussi de ce matériau qui présente une grande rigidité, son introduction dans la masse de l'aggloméré qui constitue la meule ne modifie pas la rigidité d'ensemble de cet organe de travail. On peut donc, grâce a cé procédé, fabriquer des meules a grains fins liés avec du ciment fondu ou artificiel sans craindre la perte anormale de l'abrasif par suite de la grande adhérence du liant a ce matériau, ni craindre le lissage de la meule par suite de la faible résistance de ce liant a l'abrasion, et sans craindre enfin un échauffement dangereux de la roche, et particulièrement du granit en cours de polissage. A titre d'exemple seulement, il est indiqué qu une fabrication d'une meule qui comporte les caractéristiques recherchées peut être obtenue avec la composition suivante - Ciment fondu ou artificiel 45% - Carbure de Silicium 20% - Corindon globulaire 30% - Graphite 5% dans laquelle le corindon globulaire le mieux adapté se trouve être des grains d'un diamètre allant de 1 à 6 millimètres. Ces matériaux verses dans un même récipient sont d'abord mélangés a sec, puis mouillés jusqu'a l'obtention d'une pâte demi-ferme. Cette pâte est ensuite coulée dans les moules appropriés et abandonnée à la prise du liant, On obtient ainsi une meule a grains fins qui presente d'excellentes qualités d'abrasion, qui ne se lisse pas et qui ne présente aucun risque de surchauffe du matériau qu'elle travaille. C'est ainsi que l'expérience montre que la surface polie a l'aide d'une telle meule atteint cinq fois la surface traitee avec une meule comportant les mêmes composants la seule exception du corindon globulaire. Et le temps de travail se trouve considérablement réduit.Ces resultats étant obtenus avec une quantité d'abrasif égale à celle utilisée dans la fabrication des meules dont le liant est la résine ou le ciment magnésien. Les proportions dans lesquelles chaque produit intervient et qui sont données ci-dessus a titre d'exemple seulement ne sont pas imperatives. De même, I'utilisation du corindon globulaire pour créer dans la masse du liant des alvéoles fermées pouvant s'ouvrir a la suite de leur abrasion à la surface de travail de la meule est considérée comme particule6 rement avantageuse puisque ce- matériau constitue par lui-méme un abrasif complémentaire, mais, selon un autre mode de réalisation, tout autre moyen permettant d'introduire ou de former des alvéoles fermées au sein du liant sans nuire à la rigidité de la meule peut etre utilisé, tel qu'une émulsion de ce matériau avant son durcissement, sans que l'économie de l'invention s'en trouve altérée. Le procédé objet de l'invention peut être utilisé pour la fabrication de toute meule abrasive, et particulièrement pour la fabrication des meules destinées au fin polissage des roches et des granits qui nécessitent la présence de grains d'abrasif inférieurs à 150 microns, bien que l'utilisation d'un tel procédé presente aussi un réel interêt pour tout autre type de meule. REVENDICATIONS 1") - Meule abrasive comportant des grains fins, de l'ordre de 150 microns et inférieurs, et un liant du type ciment fondu ou artificiel, Caractérisée par le fait que le liant qui assure la retenue des grains abrasifs et la rigidité de la meule présente dans sa masse de très nombreuses alvéoles vides, fermées, entre lesquelles les grains d'abrasif sont retenus par ce liant, et qui sont ouvertes par l'abrasion qui se produit au niveau de la surface de travail de ladite meule, lesdites alvéoles contribuant à l'évacuation des calories et, de ce fait, à l'absence d'échauffement local anormal du matériau qui subit le polissage grâce à l'eau de lubrification que la discontinuite ainsi obtenue et constamment entretenue au niveau de la surface de travail par les alveoles ouvertes par l'usure de la meule permet de maintenir à ce niveau. 2") - Meule abrasive selon la revendication 1, Caractérisée par le fait que les alvéoles vides fermees présentes en très grand nombre dans le liant sont constituees par des globules de corindon noyées dans la masse du liant et qui sont successivement ouvertes par l'abrasion provoquée au niveau de sa surface par le travail de ladite meule. 3 ) - Meule abrasive selon la revendication 2, Caractérisée par le fait que les grains de matériau abrasif qu'elle contient sont du carbure de silicium. 4 ) - Procede de fabrication de meules abrasives conformes à l'ensemble des revendications precedentes, Caractérisé par le fait que les materiaux constitutifs de la meule sont mis ensemble dans un récipient dans la proportion de - ciment tel que defini 45% - carbure de silicium 20% - corindon globulaire 30% - graphite 5% mélangés à sec, puis mouillés jusqu'a l'obtention d'une pâte demi-ferme, ensuite coulés dans les moules appropriés et abandonnés jusqu' a la prise complete du liant. 5 ) -Procédé de fabrication de meules abrasives selon la revendication 4, Caractérisé par le fait que les grains de corindon globulaire intro duits dans la composition de la meule présentent des diamètres s'échelonnant de I à 6 millimetres.