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I
MEULES SUPER ABRASiVES
La présente invention concerne des meules dites super-abrasives .
s Sont désignées sous ce terme des meules à très haut pouvoir abrasif, à base
de particules abrasives très dures, notamment en diamant ou en nitrure de
bore cubique, et d'un agglomérant qui permet de retenir, de maintenir en place
ces particules.
Cet agglomérant peut être de trois types: il peut s'agir d'une résine,
o notamment une résine polyimide ou phénolique. Il peut également s'agir d'un
agglomérant vitrifié, sous la forme d'une matrice céramique du genre alumine,
alumine-silice ou carbure-silice. L'agglomérant peut aussi être à base d'une
matrice métallique, et c'est à ce troisième type d'agglomérant que l'invention
s'intéresse plus particulièrement, car il présente une résistance mécanique
5 particulièrement avantageuse .
Une difficulté constante du processus de meulage est de bien évacuer
les poussières ou autres produits de rejet générés par l'opération. Pour ce
faire, un médium, en général de l'eau, est envoyé en direction de la meule afin
d'entraîner ces poussières et aussi, bien sûr, de refroidir la meule. Toutefois,20 la meule attaquant simultanément toute une portion de la surface de l'articletraité, le liquide de refroidissement a du mal à progresser vers toute la portion
en cours de traitement. Il se produit alors une certaine accumulation des
rejets. Dans le cas du traitement d'articles en verre par exemple, le meulage
s'accompagne ainsi systématiquement de la formation d'une couche de pâte
- 2s de verre qui tend à s'opposer à l'action de la meule et ralentit l'opération de
- meulage en obligeant à opérer en plusieurs passes.
- - - La présente invention a pour but un type amélioré de meules super-
abrasives à agglomérant à matrice métallique permettant une meilleure gestion
du problème des poussières et autres rejets.
L'invention a pour objet une meule super-abrasive à base de particules
abrasives très dures du type diamant ou nitrure de bore cubique et d'un
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agglomérant à matrice métallique, et qui contient en outre des adjuvants dits
porogènes >~. Sous ce terme, on comprend des adjuvants qui ont pour
fonction de créer une certaine porosité au sein de l'agglomérant de la meule.
Jusque-là, on avait au contraire plutôt tendance à utiliser des
s agglomérants métalliques le plus denses possible, ceci pour chercher à ralentir
au mieux l'érosion de la meule. Or, il s'est avéré, de manière surprenante, qu'il
était en fait tout-à-fait avantageux d'avoir un certain taux de porosité dans
la matrice métallique de l'agglomérant, car cette porosité améliorait très
significativement les problèmes d'accumulation de déchets lors du meulage
o précédemment mentionné, et parvenait même à augmenter la durée de vie de
la meule.
Ces adjuvants porogènes sont à choisir en fonction du procédé de
fabrication des meules. En particulier, ils doivent pouvoir supporter la pression
et la température adéquate. C'est la raison pour laquelle on utilise de
préférence des adjuvants sous forme de billes creuses en céramique,
notamment à base d'oxyde de silicium et/ou d'aluminium comme 1' alumine ou
la mullite. La mullite est un silicate d'aluminium du type 2SiO2-3AI203. Ces
billes sont avantageusement choisies avec un diamètre extérieur entre 1
micron et 3 mm, notamment entre 100 microns et 1 mm. Ses parois ont de
préférence une épaisseur comprise entre 2 et 8, notamment entre 4 et 6
micromètres .
On ajoute, de préférence, ces adjuvants porogènes à la meule dans une
proportion de 1 à 80 % du volume total de la meule, notamment entre 5 et 50
%, ou d'environ 30 % dudit volume.
Le mode de fonctionnement de ces adjuvants porogènes est le suivant
: Au fur et à mesure que la meule s'use, les billes creuses qui se retrouvent à
Ia surface se cassent et la surface de la meule devient alors grélée; la pâte de- verre peut alors s'accumuler dans ces creux sans géner la progression dumeulage. De pJus, le liquide de refroidissement peut progresser de facon
continue à l'interface entre la meule et l'article traité et ainsi pénétrer jusqu'au
fond de ces creux, chasser la pâte de verre - ou tout autre type de poussière -
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qui est ainsi évacuée pour enfin être renvoyée par le fond de chaque creux
formé par une bille.
D'autre part, le liquide de refroidissement agit ainsi sur une surface
beaucoup plus importante que la seule surface de la bande de la meule
s abrasive, permettant un refroidissement direct sur une profondeur de l'ordre
du diamètre des billes, ce qui augmente d'autant l'efficacité du
refroidissement et ralentit de ce fait l'usure de la meule.
On comprend donc qu'une grande finesse de paroi des billes creuses
est avantageuse, dans la mesure où elle facilite leur casse, ce que l'on
o recherche en premier lieu dans l'invention. Le taux de billes dans la meule est
à moduler en fonction du type d'articles qu'il faudra meuler.
En ce qui concerne la matrice métallique de l'agglomérant, on peut la
choisir en fonction des applications auxquelles est destinée la meule. Le cobaltest largement utilisé, mais également le bronze, I'argent qui présente la
1S particularité d'être relativement ductile, le fer ou le cuivre.
On peut adjoindre à cette matrice différents additifs, notamment
comme le carbure de tungstène, afin d'augmenter la résistance à l'érosion de
la meule.
En ce qui concerne les particules abrasives de la meule, elles
correspondent de préférence à 5 à 60 % du volume total de la meule,
notamment de 10 à 30 % dudit volume. Elles peuvent se présenter sous
forme arrondie ou sous forme d'aiguilles. On évalue leur taille à l'aide d'un
code normalisé des fabricants européens d'abrasifs appelé code FEPA: ici, on
choisit une taille de grain selon ce code entre 4 et 1182, ce qui correspond à
un diamètre moyen de particule de 4 microns à 1,100 mm. De préférence,
on choisit une taille de grain entre 40 et 90. Là encore, tout dépend de
- I'utilisation future de la meule, des particules abrasives les plus fines
- permettant d'obtenir l'état de surface de la pièce à meuler le plus poli.
- . . .. .
- On utilise avantageusement la meule selon l'invention pour l'usinage ou
30 la rectification d'articles en verre, notamment pour le meulage des bords de
feuilles de verre.
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Un exemple de meule selon l'invention se réalise de la manière suivante
: une meule est fabriquée selon les modes de fabrication connus avec 15 %
en volume de particules en diamant de taille de grain 91, et 30 % en volume
de billes creuses de mullite de diamètre extérieur d'environ 0, 5 mm et
5 d'épaisseur de paroi d'environ 5 micromètres, avec un agglomérant en cobalt.
Les résultats sont probants: le meulage des bords de feuilles de verre est
facilité par une meilleure évacuation des déchets, un meilleur refroidissement
de la meule entraînant en outre une augmentation de la durée de vie de la
meule de près de 30 % par rapport à une meule similaire sans billes d'alumine.
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