Brevet FR2797638A1 — publié le 20010223

Grains abrasifs pour meules, à capacité d'ancrage amélioree. Domaine technique de l'invention : L'invention concerne le domaine des grains abrasifs à base d'alumine de bauxite, obtenus par frittage de poudre et destinés à la fabrication des meules dans lesquelles les grains abrasifs sont dispersés dans un agglomérant à base de résine, en particulier les meules utilisées pour le décriquage des brames d'acier inoxydable. Etat de la techniqu Les meules destinées au décriquage des brames, à l'ébavurage des pièces brutes de coulée, ou à la rectification des métaux sont préparées à partir de grains abrasifs qui peuvent être, selon les cas, obtenus soit par broyage d'un produit dit en roche constitué d'un produit massif résultat de la solidification d'un produit liquide, par exemple un abrasif électrofondu comme le corindon, soit par fiittage de poudre quand il est constitué de grains préformés qui conservent leur forme géométrique au cours du frittage qui leur donne leurs propriétés abrasives. Le brevet FR 1275089 (= US 3079243) de Nor-ton décrit des grains fiittés de ce type en bauxite naturelle calcinée. Le brevet EP 0 1 19498 de Norton décrit une meule réalisée à l'aide d'un mélange des deux types de grains. Le brevet US 3239970 de Carborundum décrit un procédé de fabrication de grains abrasifs en bauxite fiittée par concassage de la bauxite naturelle, calcination, mélange à un liant pour former une pâte, extrusion de la pâte, découpe des grains et fiittage. La section des grains extrudés peut être ronde, carrée, triangulaire ou polygonale - la plus petite dimension des grains donnée dans les exemples est 1/8 de pouce (3 ),2 mm). Les grains abrasifs fiittés offerts aujourd'hui sur le marché se présentent sous la forme de troncs de cylindres. La qualité des meules fabriquées avec ces grains est limitée par leur tendance au déchaussement ; c'est en particulier le cas pour les meules de décriquage des lingots d'acier inoxydable. But de l'invention. L'invention a pour but d'obtenir, en utilisant la technique classique de fabrication d'abrasifs par frittage, un ancrage amélioré des grains dans la meule. Objet de l'invention. L'invention a pour objet des grains abrasifs frittés à base de bauxite d'alumine pour lesquels le rapport surface/volume est supérieur à 2 mm-' (de préférence à 10 mm-', et encore plus préférentiellement à 20 nun-1) et présentant une forme prismatique tronquée par deux surfaces, par exemple des surfaces sensiblement planes et perpendiculaires à l'axe du prisme. Les formes particulièrement avantageuses du prisme présentent une section avec des concavités, par exemple une section en étoile, présentant de préférence une symétrie de révolution d'ordre 3 à 6. Le rapport hauteur/largeur des grains est compris, de préférence, entre 1 et 2,5. Description des figures La figure unique est un diagramme représentant, pour les 4 exemples, les résultats de l'essai d'abrasion effectué sur un acier inoxydable de type AISI '104L avec des meules réalisées de la même façon, comportant des grains abrasifs à base de bauxite fiittée de géométries diverses. Le diagramme comporte en abscisse la pression appliquée sur la meule, et en ordonnée le rapport G entre la masse d'acier enlevé et masse de meule usée dans la même période, Description de ['invention Une étude expérimentale a permis de comparer les performances de meules réalisées à partir de grains abrasifs en bauxite frittée préparés suivant la même technique d'extrusion, ne se différenciant que par le seul paramètre de la forme de leur section . Trois formes de section ont été réalisées : une section circulaire, une section carrée et une section en étoile à cinq branches. Les résultats de cette étude montrent que la performance des meules fabriquées avec ces grains abrasifs augmente, pour une forme géométrique donnée, avec rapport surface/volume des grains. Mais on remarque également, de manière inattendue, que, pour des rapport surface/volume peu différents, l'amélioration obtenue est plus importante avec des grains prismatiques qu'avec des grains cylindriques. Les grains abrasifs selon l'invention s'ancrent de manière efficace dans l'agglomérant des meules et limitent ainsi leur déchaussement lors des opérations d'abrasion difficiles. Exemples Exemple 1 On a fabriqué, selon la technique décrite dans le brevet US 3,239,970, lot de référence constitué de grains de bauxite frittée de densité 3,85, de forme cylindrique de diamètre 50 mm et de hauteur comprise entre 0,5 mm et 1,28 mm, présentant une 1 masse unité de longueur de 0,76 mg/mm et un rapport surface/volume de 8 mm- Ces grains abrasifs ont servi à la fabrication de meules par incorporation dans une résine. Les meules ont été évaluées par un test de meulage effectué sur des barreaux de section carrée acier inoxydable austénitique du type AISI 304L. Ces essais ont été effectués à trois pressions de meulage différentes de 1, 2 et 3 kg/CM2# cette pression étant définie par le quotient de la poussée exercée par la meule sur le barreau par la section du barreau. Pour chaque essai, on a mesuré le rapport de la masse d'acier enlevé sur la masse de meule usée. Ce rapport G est un bon indicateur de la performance de la meule, qui dépend essentiellement de la qualité des grains abrasifs. Les résultats sont reportés sur le diagramme représenté à la figure unique. Exemple 2 On a fabriqué selon la même technique qu'à l'exemple précédent, un lot de grains abrasifs de bauxite frittée de forme cylindrique de diamètre 0,35 mm et de hauteur comprise entre 0,35 mm et 1,0 mm, présentant une masse par unité de longueur de 0, mg/mm et un rapport surface/volume de 1 1,4 mm- 1. Ces grains abrasifs, ont été incorporés dans des meules qui ont été évaluées par le même test de meulage qu'à l'exemple 1. Le rapport G de la masse d'acier enlevé sur la masse de meule usée a été augmenté de 10% environ, comme représenté sur la figure, ce montre l'influence favorable de l'augmentation du rapport surface/volume pour la même forme cylindrique. Exemple 3 On a fabriqué, toujours selon la même technique, un lot de grains abrasifs de bauxite frittée de forme prismatique et de section carrée de 0,35 mm de côté et de hauteur comprise entre 0,5 mm et 1,28 mm présentant une masse par unité de longueur de 0 mg/n-im et un rapport surface sur volume de 2,86 mm- 1, nettement inférieur à celui grains des exemples 1 et 2. Des meules préparées à partir de ces grains ont été évaluées par le même test de meulage qu'à l'exemple 1 , le rapport G de la masse d'acier enlevé sur la masse de meule usée a été augmenté de 20% par rapport à l'exemple 1, ce qui montre l'influence importante du changement de forme géométrique. Exemple On a fabriqué, toujours selon la même technique, un lot de grains abrasifs de bauxite frittée de forme prismatique et de section étoilée (étoile à 5 branches) s'inscrivant dans un cercle de diamètre 0,5 mm, de hauteur comprise entre 0,5 mm et 1,28 mm, présentant une masse par unité de longueur de 0,27 mg/mm, mais avec un rapport surface sur volume de 23,4 mm-1, soit environ 3 fois la valeur correspondante de l'exemple 1. Les meules préparées à l'aide de ces grains ont été évaluées par le même test de meulage qu'à l'exemple l; le rapport G de la masse d'acier enlevé sur la masse de meule usée a été augmenté de 40% environ, comme représenté sur la figure. Cet essai montre l'effet C de synergie obtenu par une forme géométrique particulièrement bien adaptée et un rapport surface/volume important. Revendications Grains abrasifs preparés par frittage de poudre d'alumine ou de bauxite, caracterisés en ce qu'ils présentent un rapport surface/volume supérieur à 2 mm -1 et de préférence à 10 rnm-1, et une forme prismatique tronquée. 2) Grains abrasifs selon la revendication 1, caractérisés par une forme prismatique tronquée par deux surfaces sensiblement planes et perpendiculaires à l'axe du prisme. 3) Grains abrasifs selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisés en ce que prisme présente une section avec des concavités. 4) Grains abrasifs selon la revendication 3, caractérisés en ce que le prisme a une section en étoile. 5) Grains abrasifs selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que la section du prisme présente symétrie de révolution d'ordre trois à six. 6) Grains abrasifs selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisés en ce qu'ils présentent un rapport hauteur sur largeur compris entre 1,0 et 2,5. 7) Grains abrasifs selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisés en ce qu'ils présentent un rapport surface/volume supérieur à 20 mm-'. 8) Utilisation de grains abrasifs selon l'une des revendications 1 à 7 pour la fabrication de meules de décriquage d'acier.