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La présente invention concerne des outils abrasifs perfectionnés obtenus par moulage, tels que des meules ou des disques, ainsi que leurs procédés de fabrication.
On a utilisé jusqu'à présent pour la fabrication d'outils abrasifs moulés diverses charges comprenant des charges minérales réduites en particules et des charges minérales et organiques fibreuses. La demanderesse a trouvé avec la présente invention que la résistance aux chocs et les résistances à la flexion des outils abrasifs moulés étaient considérablement accrues lorsqu'on remplaçait ces charges, dans une large mesure ou en totalité, par un tissu déchiqueté ou réduit en menus fragments.
Selon l'invention, on mélange intimement une charge de tissu déchiqueté avec la résine et l'abrasif', de façon que le produit moulé final renferme des morceaux de tissu déchiqueté disposés de façon hétérogène, de sorte que les fils du tissu sont orientés au hasard dans toutes les directions dans le corps de la pièce qu'ils renforcent ainsi dans tous les sens.
D9une façon générale, le procédé selon l'invention consiste à humecter d'abord les grains d'abrasif avec un produit de condensation phé- nolique liquide. De tels produits sont ceux de la condensation du phénol, du crésol, ou d'autres composés phénoliques, avec des aldéhydes telles que la formaldéhyde, l'acétaldéhyde etc.., et le produit de condensation liquide est communément désigné par produit de stade A. On peut, par exemple, utiliser avantageusement les condensats liquides phénol-formaldéhyde de premier stade obtenus à l'aide d'alcalis comme catalyseurs.
On do@t utiliser au moins 2 parties en poids de condensat liquide pour 100 parties en poids d'abrasif et on peut en utiliser jusqu'à 10 parties en
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P9ida'.ÍJè tJrlNi,'ôritn !tit1Ü.'jSaè1'iç lYl#5?'Gµe##iéX-éh oeoSdà3envîron p6tftS 100 partiel de grainabrasifs avec.les catégories courantes de graii1s;ut' avoir un humectage complet des grains. Avec des grains plus gros., on pëut Utiliser une plus faible proportion de condensat liquide, tandis qu'avec -des grains très fins une proportion plus élevée est souhaitable. Le mélan-
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ge du condensat avec les grains- abrasifs peut être r6alidiVdans h 1:àn- geur appropriée par exemple du type Troy ou Hobart.
Lorsque le produit de condensation phénolique a été intimement mélangé avec l'abrasif de façon à bien en mouiller la surface, on ajoute une résine additionnelle thermo-durcissable réagissant à chaud ou un produit donnant cette résine et on peut ajouter la charge de tissu ou chiffons déchiquetés simultanément avant ou après la résine additionnelle et la charge étant alors mélangées intimement avec les grains humectés d'abrasif. La résine additionnelle put être ajoutée sous forme de poudre.
Lorsqu'on doit incorporer la charge en même temps que la résine additionnelle ou le produit formant la résine, on peut l'impregner avec cette résine ou avec une partie de cette résine, avec le ou les composants formant la résine, ou avec un condensat initial de ces composants apte à former la résine puis on sèche partiellement ou totalement la charge imprégnée et on la met en grains ou particules de dimensions voulues.
On peut par exemple impregner de grands morceaux de tissu avec une solution d'une résine ou d'un pré-condensat donnant cette résine, puis après séchage les désagréger ou les déchiqueter aux dimensions désirées,
Le produit résineux additionnel peut être une résine phénolaldéhyde de meme composition que celle ayant servi à humecter les grains, ou de composition différente.
Ce peut être toutefois une résine ou un produit formant une résine entièrement différente comme, par exemple les produits de condensation du furfural'lui-même, du furfural avec le phénol, de 1?alcool polyvinylique avec la formaldéhyde ou d'autres aldéhydes,
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une résine uréeformaldéhyde, thiour4e-fomaldéhyde, urée-thiourée-for- maldéhyde, des résines alkydes non modifiées du,type glycérine-acide phtalique et des résines alkydes modifiées par des résines amine-aldéhyde, des résines phénol-formaldéhyde modifiées par l'acide crésylique,
des
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résines d'aminés'aromatiques"et d'aldéhydes comme les résines aniline-
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formaldéhyde des produits de condensation de la mélamine et de ses dérivés tels que les 2.4.6-triéthyl et triphényl-triamino-1.3.5-triazines, la 2.
4.6-trihydrazino-1.3.5-triazine et les triazines condensées correspondantes comme le mélam et le mélem, avec des aldéhydes et, en particulier, avec la formaldéhyde. On peut utiliser des mélanges des divers produits de con- densation, par exemple un mélange d'un produit de condensation du furfural avec des produits de condensation phénol-formaldéhyde, ou de produits de condensation triazine-aldéhyde, comme les résines mélamine-formaldéhyde, avec le produit de condensation phénol-formaldéhyde. Ces résines mixtes sont de préférence préparées en faisant réagir un mélange de l'aldéhyde avec deux ou plusieurs autres composants réagissant avec cette aldéhyde,
La charge peut provenir de (différents matériaux fibreux, mais elle est de préférence de nature cellulosique, par exemple en coton, ou en cellulose régénérée.
Outre la charge de chiffons déchiqu,on peut utiliser des charges supplémentaires.telles que l'argile, les fibres d'a- miante, les fibres ou particules de erre, le mica, la laine minérale, les fibres de coton ou d'autres fibres naturelles ou végétales mais au moins les 9/l0èmes de la charge totale (le terme charge excluant les grains abra- sifs) doivent être formés de chiffons déchiquetés. Ces chiffons déchiquetés comprennent des fils ou filés formés de filaments ou fibres tordus-, ainsi que des morceaux de tissu, généralement tissés, dont les dimensions peuvent varier de 0,25 à 6 ou 7 cm2 ou davantage et qui sont, en général, de forme irrégulière.
La quantité totale de charge peut varier de 3 à 50 parties en poids pour 100 parties de grains abrasifs, l'augmentation de résistan- ce étant proportionnelle à la quantité de charge incorporée.
Ainsi qu'il a été dit, on peut ajouter la résine-additionnelle, ou le 'produit formant la résine,et la charge de chiffons déchiquetés,séparément -dans un ordre quelconque ou bien simultanément,mais il est préférable d'im- prégner la charge avec le condensat ou le produit formant la résine avant de l'ajouter au grain humecté du produit de condensation phénolique. Ceci peut être obtenu en effectuant la condensation en présence de la charge puis en séchànt,ou bien en imprégnant la charge avec une solution d'un conden- sat initial ou du ou des produits formant la résine.
A titre indicatif on - peut imprégner la charge de résine ou du condensat formant la résine, de façon à obtenir un mélange contenant de 35 à 65% de charge et réciproquement de 65 à 35% de résines=le mélange 50/50 convenant spécialement bien.
En déhors des grains abrasifs de la résine et de la charge de chiffons on peut incorporer d'autres;matières dans des proportions allant jusqu'à 5 ou 10 parties en poids pour 100 parties du poids total de produit moulé. Ces matières additionnelles peuvent être des lubrifiants de moula- ge, des colorants, des pigments et des ciments minéraux.
L'adhérence des grains abrasifs, humectés par le produit phéno- lique, favorise grandement la répartition uniforme du condensat ;additionnel formant la résine et de la charge, malgré la différence de densités entre l'abrasif et la charge. Après mélange intime pouvant avoir lieu dans le récipient dans lequel on a préalablement humecté l'abrasif avec le conden- sat phénolique, on introduit le mélange dans des moules, puis on le presse à froid et on le cuit ensuite pour durcir la résine, ou bien on le presse seulement à chaud, sous des pressions de 210 à 350 kg/cm2 et à une tempé- rature de 150 à 190 , pour effectuer le durcissement des matières résineuses .
Avant d'introduire la composition dans le moule, on peut disposer sur le fond de celui-ci un morceau de tissu, par exemple de grosse toile ou de coutil, de préférence imprégné,d'un produit de condensation réagissant à chaud, par exemple du type phénolique ou aminotriazine, et placer un autre morceau de tissu semblable à la partie supérieure, de façon à former des couches de parement sur le produit moulé.
On peut en outre disposer
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une o'i'à4iems=oeoxM de ces .t.,n,s la o-d,r.ui.t,l.moc3. asi:l dtteni 1..1rle..<>1 rud,' .,. - strati:iiB!3 JIn mode de mise en oeuvre préféré consiste à dispo- ser un tissu de parement imprégné d'une résine d'aminotriazine sur la face arrière, par exemple des disques ou meules utilisées pour le meulage de cordons de soudure, et un tissu imprégné d'un produit de condensation phénolique sur la face avant de la meule. Le parement imprégné de matière phénclique se trouve alors sous la meule au cours du meùlage et doit résister à la tension de flexion qui se produit lorsque l'arbre soumet le bord de la meule à un effort dirigé vers le bas.
Le parement imprégné
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du produit de condensation aminotriamine-aldéhyde subit moins d'effilocha- ge sur le bord arrière de la meule, ce qui constitue un avantage. Toutefois pour une meule du type à tronçonner, il est préférable qué les deux tissus de parement soient dmprégnés de produit phénolique qui permet
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d9obtenir une plus grande résis-:
<\nceo Le tissu utilisé pour renfcrecer les faces de la meule ou comme armature en feuille dans le corps de la meule ou dun autre outil, peut être en verre, en coton, en "Nylon" , en toile d'emballage ou autre
D'une façon générale, le corps moulé de l'outil abrasif, non com- prises les couches de parement ou les armatures internes en tissu, peut renfermer 50 à 85% de grains abrasifs, 12,5 à 25% de résine thermo-durois- sable et 2,5 à 25% de charge, 1/5ème au moins de la résine étant du type phénolique et au moins les 9/lOèmes de la charge étant constitués par des chiffons déchiquetés.
Les outils abrasifs moulés peuvent présenter toutes formes dé- sirées, les disques ou les meules étant les plus courants.
Les grains abrasifs peuvent être en toute matière telle que 19 alumine, l'émeri, le corindon, l'alumine compacte fondue, l'alumine blanche poreuse fondue, le carbure de silicium et les autres carbures durs, le quartz, le verre, le grenat ou le diamant. On peut si on le désire mélanger deux ou plusieurs de ces abrasifs. Les proportions de résine et de grains abrasifs dans les produits obtenus peuvent varier beaucoup suivant' que l'on désire une meule ou un disque rugueux ou doux. La teneur totale en résine doit être d'au moins 14,5 parties en poids pour 100 parties de grains abrasifs et elle peut s'élever jusqu'à 50 parties en poids ou davantage.
Les exemples suivants montreront bien comment l'invention peut être mise en oeuvre, dans ces exemples les parties sont exprimées en poids sauf spécification contraire : EXEMPLE 1:
On mélange 60 parties de grains abrasifs d'oxyde d'aluminium passant au tamis de 40 mailles avec 4 parties d'un produit de condensation phénolique liquide obtenu à partir du phénol et de la formaldéhyde.On effectue le mélange dans un mélangeur "Troy" et on le poursuit jusqu'à ce que les grains soient uniformément mouillés. On ajoute ensuite 30 parties en poids d'une masse formée de chiffons de coton déchiquetés, imprégnés d'un condensat liquide de stade A de la formaldéhyde et du phénol, dans laquelle le rapport du poids de condensat au poids de chiffon est de 6 à 4.
On poursuit le mélange jusqu'à ce que les chiffons imprégnés et l'abrasif mouillé soient intimement mélangés, puis on presse la masse à froid sous une pression de 175 kg/dm2. On cuit ensuite le produit moulé à 1750 pendant 12 heures environ.
EXEMPLE 2 :
On mélange 63 parties de grains abrasifs d'alumine avec 4 parties d'un condensat phénolique liquide du phénol et de la formaldéhyde.
On effectue le mélange dans un mélangeur "Troy" et on le poursuit jusqu'à ce que les grains soient uniformément mouillés. On ajoute ensuite 33 parties en poids d'une charge de chiffons de coton déchiquetés, imprégnés par un, produit de condensation de la formaldéhyde avec la mélamine et le
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phénol dans lequel le rapport entre la mélamine et- le phénol est de
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1;- le rapport du poids $aJcondeI1S8-t..au..s.uie.-chi±f .'" ...'- --..,- étant de 1 : 1.
On poursuis le mélange pendant toute la duree de l'addition jusqu'à ce que la charge imprégnée et l'abrasif mouillé soient intimement mélangés? puis on introduit la composition dans un moule destiné a fournir une meule de 4, 5 mm d'épaisseur et 23 cm de diamètre, On comprime à 175 kg/cm2 pendant 5 minutes à 1750, EXEMPLE 3:
On forme un mélange comme dans l'exemple 2, puis on l'introduit dans un moule sur le fond duquel on a placé une toile de coton imprégnée
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d'une résine m,7.amine-formaldéhyde. Avant de fermer le moule, on place à la partie supérieure du mélange une toile de coton imprégnée d'un condensat phénolique de stade A. On effectue le moulage comme dans l'exemple 2.
EXEMPLES:
On introduit un mélange obtenu comme dans l'exemple 2 dans un moule dont le fond a été recouvert d'une toile de coton imprégnée d'une résine phénolique liquide de stade A. Après remplissage partiel du moule on place sur la masse nivelée un tissu de verre imprégné d'une résine phénolique liquide de stade A, on introduit une autre quantité du mélange et, avant de fermer le moule on place une toile de coton imprégnée d'une résine phénolique liquide de stade A pour former une couche de parement. On effectue le moulage comme dans l'exemple 2, pendant 7 minutes à 1750.
EXEMPLE 5:
On fabrique une meule suivant le procédé de l'exemple 2, sauf que 1-'on humecte 58 parties en poids de grains abrasifs avec 3 parties en poids de liquide phénolique et que l'on utilise 39 parties en poids de charge de chiffons imprégnés. Le procédé est, par ailleurs, le même que dans l'exemple 2.
EXEMPLE 6:
On utilise le procédé de l'exemple 2 avec 68 parties en poids de grains de carbure de silicium (n 220), 5 parties en poids de condensat phénolique liquide et 27 parties en poids de charge de chiffons im-
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prégnés de résine mélamine-foxmaldéhyde.
Les produits ainsi obtenus ont des taux de meulage élevés, de grandes résistances à la flexion et des résistances convenables aux chocs.
Le produit de l'exemple 2, par exemple, offre une résistance à la flexion de 700 kg/cm2, qui peut être avantageusement comparée aux résistances de 350 à 525 kg/cm2 présentées par 3 meules actuellement sur le marché, du type phénolique renforcé par des fibres ou des tissus, Le taux de meulage de la meule de l'exemple 1 est tel que l'on use un gramme de meule pour enlever 11 cm de métal, alors qu'avec les 3 meules précédentes on use 1 gramme de meule pour enlever 4,2 à 6,9 cm de métal. Ces essais de meulage sont effectués sur une bande d'acier doux (du type utilisé pour les tôles de chaudières) de 6,4 mm de largeur, la bande étant meulée sur une prof'ondeur de 3,2 mm.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'outils abrasifs moulés, caractérisé en ce qu'on humecte les grains d'abrasif avec un produit de condensation phénolique liquide, par mélange des grains avec ce produit liquide, on mélange les grains mouillés avec une charge de chiffons déchiquetés, de préférence imprégnés d'un pré-condensat de résine themo-durcissable, puis on moule le mélange par compression à chaud.
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