La présente invention concerne l'application à la préparation de produits abrasifs du procédé de fabrication d'une matière céra mique poreuse réfractaire, dans lequel on prépare une structure poreuse, on introduit dans cette structure poreuse un agent dur cissant apte à provoquer, lors d'un traitement thermique subsé quent de ladite structure poreuse, un durcissement de celle-ci, puis on procède à un traitement thermique de durcissement de ladite structure imprégnée. Elle consiste en ce que ladite structure po reuse comprend, ou est constituée par, des substances abrasives.
Selon une première forme de mise en oeuvre, on forme un re vêtement dur sur des grains abrasifs, puis l'on agglomère les grains entre eux.
Selon une seconde forme de réalisation, on soumet une meule ou une pierre abrasive partiellement frittées au traitement de dur cissement.
On a découvert que le procédé de traitement chimique permet tait de former un revêtement sur différents types de grains abrasifs d'oxyde d'aluminium et de carbure de silicium que l'on trouve dans le commerce. L'objet du traitement chimique est double. Il s'agit d'abord de durcir l'abrasif, et, en second lieu, d'obtenir un enduit qui adhère mieux pour permettre ensuite aux grains abra sifs de s'agglomérer avec utilisation comme liant d'une résine ou d'un liant organique de type similaire.
Le procédé de base d'enduction consiste généralement à hu mecter les grains d'acide chromique, de préférence concentré, et à les cuire au four à une température de 649-'C environ. On peut ré péter le procédé pendant le nombre voulu de cycles d'imprégna tion et de cuisson qui dépend de la dureté ou du type de revête ment recherché.
On ne sait pas si l'effet de durcissement est dû principalement à la pénétration et à l'agglomération chimiques dans les fissures et les pores des grains abrasifs, ou s'il y a également un effet de dur cissement superficiel dû à la surface enduite. L'examen microsco pique des grains abrasifs enduits révèle qu'il existe une surface bien enduite en plus d'une pénétration sensible qui dépend du type d'abrasif utilisé. On constate que le revêtement, au moins après deux ou trois cycles d'imprégnation et de cuisson, est très dense à l'interface des particules abrasives, bien que la surface ex posée soit un peu poreuse.
Ce changement graduel de la densité du revêtement explique probablement l'amélioration apparente de l'agglomération par la résine, étant donné que l'on a alors une surface exposée un peu poreuse qui permet d'obtenir l'aggloméra tion recherchée au lieu d'une surface lisse comme celle que pré sente normalement l'abrasif non traité.
Comme type de grains abrasifs traités avec succès, on peut ci ter des types friables et semi-friables de grains d'oxyde d'alumi nium fondu et broyé, tels que les produits du genre Norton 57 , 32 ou 38 ou les genres équivalents Agsco 57 , C 34 , etc.; des granules d'oxydes d'aluminium frittés, tels que les genres Norton ou Agsco 75 ou 44 ; et des abrasifs ex trudés ou en pastilles. tels que le produit Agsco 76A . De plus, on traite avec un succès apparemment égal le carbure de silicium des deux qualités d'abrasifs verte et noire .
Bien qu'il soit difficile d'envisager des mesures quantitatives de laboratoire pour montrer que l'on obtient une augmentation de la dureté de l'abrasif et des forces de liaison par la résine, on effectue des essais industriels comparatifs qui soulignent ces deux effets. L'un de ces essais consiste à préparer des meules agglomérées avec la résine de 25,4 cm de diamètre, en utilisant un abrasif d'oxyde d'aluminium, qualité semi-friable N 46 et 36 . Ces meules ont une épaisseur de<B>3,17</B> mm et on les utilise pour polir des pièces coulées d'alliage de chrome à haute teneur à l'échelle indus trielle.
Les meules préparées avec les grains traités chimiquement présentent non seulement beaucoup moins d'usure, mais elles en lèvent également le métal, dans les mêmes conditions de pression et de surface, 10 à 20 o plus vite que les meules du même genre qui utilisent des grains non traités du même type. Dans cet essai, on soumet les grains traités chimiquement à 7 cycles d'immersion dans l'acide chromique concentré et de cuisson. Au cours de la préparation des meules, on note qu'il faut ajouter une quantité complémentaire de liquide à la résine lorsqu'on l'utilise avec l'a brasif traité, ce qui indique une porosité accrue due au revêtement des grains par l'oxyde chromique.
Le tableau 1 donne quelques-uns des modes opératoires parti culiers de revêtement sur abrasifs. Le procédé CO-1 constitue le traitement de base à l'acide chromique, dans lequel on utilise des cycles multiples d'imprégnation et de cuisson, en opérant avec une solution d'acide concentrée. Le nombre des traitements utilisés dépend de la dureté ou de la quantité de revêtement voulu. Les préparations d'enduction restantes énumérées utilisent une bouil lie d'oxyde réfractaire et ou de kaolin finement divisés. Dans l'ap plication sur le grain abrasif suivie de chauffage pour éliminer l'humidité, on dépose sur ce dernier un revêtement d'oxyde po reux finement divisé.
Cette opération préliminaire de revêtement est destinée à obtenir une agglomération améliorée par l'oxyde chromique avec moins de cycles d'imprégnation à l'acide chromi- que et de transformation thermique que dans le cas où l'on opére rait seulement avec des traitements à l'acide chromique.
Dans le tableau I, il est à noter que les processus CO-2, CO-3 et CO-4 utilisent du kaolin hydraté comme constituant de la bouillie d'enduction préliminaire.
On a découvert que l'addition d'un faible pourcentage de kaolin, par exemple 5 à 10 a par rap- port aux oxydes calcinés, permet d'obtenir une agglomération suf fisante des particules d'oxyde entre elles, après chauffage à 538 649'C, pour que l'imprégnation dans la solution d'acide chromi- que concentrée ait lieu ultérieurement sans désagrégation du re vêtement d'oxyde. Bien que l'on ait utilisé du kaolin, on peut également opérer avec d'autres argiles, telles que l'argile plastique du Kentucky, la bentonite et analogues pour obtenir un revête ment préliminaire thermodurcissable.
Les types plus particulière ment utilisés dans ce cas sont constitués par les produits de la Georgia Kaolin Company qui a ses usines de traitement à Peach- tree, Georgie.
On prépare des grains abrasifs broyés, extrudés et comprimés en opérant dans tous les cas selon le procédé d'agglomération et de durcissement chimiques ci-dessus défini. On préfère normale ment le traitement du type donnant un dépôt de sesquioxyde de chrome en raison de la dureté élevée que l'on demande à cette ma tière. Il consiste à traiter un oxyde réfractaire poreux avec des im prégnations multiples à l'acide chromique concentré.
Après cha que imprégnation, on chauffe la matière traitée à une température de 538"-649='C. Au cours de ce cycle de chauffage, on transforme l'acide chromique, à l'intérieur de la structure du corps poreux, en CR203 de couleur verte.
On peut préparer des abrasifs broyés, ressemblant aux grains fondus standards, avec une grande variété d'oxydes poreux. Ces préparations consistent à broyer et à classer par granulométrie l'oxyde réfractaire chimiquement durci et partiellement fritté. On peut aussi les préparer avec des oxydes réfractaires chimiquement durcis, comprimés ou extrudés.
Une autre méthode consiste à utiliser un mélange d'oxyde plastique relativement humide et à le laisser couler simplement comme une bouillie sur des plateaux de séchage plats. On peut opérer selon cette méthode si nécessaire avec une consistance très humide. L'évaporation de l'excès d'eau est susceptible de donner une pàte d'oxyde bien plus tassée que dans le cas où l'on utilise rait un dessiccateur pour obtenir la consistance recherchée.
Quant à la bouillie et à la manière de préparer par compres sion la structure poreuse d'oxyde réfractaire, trois processus se sont avérés très satisfaisants. Le premier consiste à mélanger'une petite quantité de solution d'acide chromique à la poudre d'oxyde réfractaire. L'acide chromique peut être à cet effet concentré ou dilué, bien que l'on doive normalement utiliser une solution diluée dans la préparation d'une bouillie pour permettre l'évaporation rapide sur les plateaux de séchage et obtenir au séchage un tasse ment d'oxyde aussi dense que possible.
Le chauffage ultérieur du mélange d'oxyde et d'acide chromique entraîne une aggloméra tion suffisante du produit pulvérulent pour permettre les immer sions ultérieures dans la solution d'acide chromique sans désagré gation de la structure poreuse. Le deuxième processus consiste à ajouter à l'oxyde réfractaire pulvérulent un faible pourcentage, gé néralement 5 à 30% de kaolin, d'argile plastique du Kentucky , de bentonite et analogues, et à utiliser de l'eau comme liquide mouillant.
Lorsque l'on chauffe à une température raisonnable, généralement à 538-649\C, selon le type d'argile utilisé, le mélan ge se comporte comme dans le premier processus ci-dessus; il s'agglomère suffisamment ou durcit après séchage pour per mettre l'immersion au cours du traitement ultérieur à la solution d'acide chromique sans aucune désagrégation. Le troisième procé dé consiste à utiliser une combinaison du premier procédé et du second.
Les processus 2 ou 3 permettent de préparer la matière extru dée chimiquement durcie qui convient au broyage en grains abra sifs. Dans ce cas, le kaolin ou l'argile fait fonction de plastifiant. Avec la plupart des oxydes réfractaires essayés, on constate qu'il faut au moins 10% de kaolin ou d'argile plastique du Kentucky, ou au moins 2% de bentonite, pour obtenir une plasticité suffi sante pour réaliser l'extrusion. Il est assez intéressant de noter que la présence de ces additifs de kaolin-argile n'a pas d'effet appré ciable sur la dureté finale de la matière traitée.
Bien que l'on ait utilisé des oxydes d'aluminium réfractaires dans la majorité des échantillons abrasifs broyés, on a également essayé l'oxyde chromique, l'oxyde d'étain, l'oxyde de titane et au tres oxydes réfractaires que l'on peut utiliser comme abrasifs spé ciaux chaque fois que le prix de revient n'est pas le facteur le plus important. On utilise sous forme finement divisée les oxydes per mettant de préparer ces abrasifs, la dimension de grain étant nor malement inférieure à 0,044 mm ou plus fine. Parmi les oxydes d'aluminium destinés à préparer des abrasifs, on utilise avec suc cès toutes les formes calcinées, tabulaires et fondues d'A1203 à plus de 99%.
De plus, on a découvert qu'une pureté élevée n'était pas une condition nécessaire pour obtenir une matière dure. Une forme d'oxyde qui s'avère très satisfaisante est constituée par la bauxite fondue, de dimension de grain < 0,044 mm, que l'on con naît dans l'industrie sous le nom de type DCF .
Le tableau II concerne quelques matières réfractaires poreuses, partiellement frittées, qui permettent de préparer des grains abra sifs convenables, lorsqu'on les soumet à un durcissement chimi que, qu'on les broie et qu'on les classe par granulométrie.
Le tableau III concerne de la même manière des préparations utilisant des grains broyés obtenus avec une matière extrudée chi miquement durcie. Le tableau IV se rapporte à une matière com primée chimiquement durcie. Le tableau V concerne certaines pré parations d'oxyde pour l'utilisation selon la méthode de la bouil lie par voie humide. Les duretés particulières que l'on rencontre dans ces tableaux sont mesurées avant broyage en grains.
Les grains extrudés constituent une autre forme d'abrasifs uti lisée dans l'industrie, qui se prête à la préparation selon le procédé de durcissement chimique. Cette classe de matière se présente gé néralement sous la forme de pastilles extrudées de faible diamè tre, dont le rapport longueur/diamètre est de 1:3 ënviron. Les dia mètres de grains extrudés, couramment utilisés dans l'industrie de la meule, sont compris entre 0,79 mm et 4,76 mm environ.
Lorsque l'on opère selon la méthode de durcissement chimi que, on effectue les extrusions en introduisant sous pression dans une filière appropriée un mélange d'oxyde relativement plastique ayant la consistance de l'argile à modeler. Il faut évidemment ajouter au mélange d'oxyde réfractaire un plastifiant convenable, tel que le kaolin, pour permettre à la matière de s'écouler conve nablement dans la filière. Dans ce cas, le plastifiant peut égale ment entraîner en général une agglomération suffisante de l'oxyde après le cycle de cuisson initial pour permettre l'imprégnation ul térieure à l'acide chromique sans désagrégation. Bien sûr, on peut également ajouter l'acide chromique au mélange avant extrusion.
Le tableau VI concerne un certain nombre de préparations ex périmentales qui conduisent à des produits extrudés durs avec un minimum de cycles d'imprégnation et de cuisson. Il donne les du retés des grains extrudés préparés de cette façon. A titre compara tif, on constate que plusieurs grains extrudés frittés, que l'on trouve dans le commerce, ont des duretés Rockwell 15N de 93 en viron.
On prépare un autre type d'abrasif connu sous le nom de co peaux de polissage en utilisant des poudres réfractaires compri mées, chimiquement durcies. Ces abrasifs de polissage sont en gé néral constitués par de petits disques de diamètre 9,52 à 12,7 mm environ et d'épaisseur 3,17 à 6,35 mm environ.
On peut également appliquer la méthode d'imprégnation et de durcissement par cuisson à la plupart des meules abrasives de type vitrifié. Quand on les traite de cette manière, les meules durcis sent, et leur vitesse d'usure diminue sensiblement.
Le traitement généralement utilisé consiste en imprégnations multiples à l'acide chromique. On cuit la meule après chaque im prégnation à une température comprise entre 538 et 649 C, bien que l'on puisse utiliser des températures de cuisson plus basses avec des durées plus longues. On peut également opérer à des températures plus élevées, qui ne sont cependant pas nécessaires pour obtenir la transformation recherchée en oxyde chromi- que (Cr203).
Une autre application du traitement de durcissement com porte le durcissement de meules partiellement frittées. Dans ce cas, on traite la meule selon la méthode de durcissement par cuis son après seulement un frittage préliminaire initial de la meule. Ceci implique une température de cuisson plus modérée, juste suf fisante pour obtenir une agglomération minimum des grains abra sifs afin de permettre la manipulation au cours du traitement chi mique. La température de frittage préliminaire nécessaire dépend, bien sûr, du type de matière d'adhésivité utilisée par le fabricant. On traite chimiquement au moins deux types de meules sans diffi culté de manipulation après un frittage préliminaire à 982-1093 C.
Les meules frittées au préalable et traitées de cette manière ont des performances de laboratoire au moins comparables aux meules entièrement frittées; mais on constate que même l'opéra tion de frittage préliminaire n'est pas nécessaire puisque la mé thode d'agglomération complète est tout aussi efficace.
Le traitement des meules abrasives et articles du même genre, préparés entièrement par agglomération des grains abrasifs selon la méthode de durcissement par cuisson, comporte les opérations suivantes: imprégnation des grains abrasifs avec l'acide chromi- que; compression dans un moule convenable; cuisson à une tem pérature d'environ 649\C, refroidissement, et nouvelle imprégna tion à l'acide chromique, et nouvelle cuisson, pendant le nombre de cycles nécessaire pour obtenir la force de liaison voulue entre les particules abrasives.
Le traitement à l'acide chromique permet non seulement d'en duire les grains abrasifs par l'oxyde chromique (Cr203) formé au cours du procédé de transformation thermique, mais également d'obtenir une liaison ou un pont très solides entre les grains abra sifs partout où ils sont en contact (ou presque) les uns avec les au tres. Cette propriété qui consiste à former des liaisons très solides dans des vides et espaces de petites dimensions que l'on trouve dans les oxydes réfractaires constitue la base du procédé d'agglo mération et de durcissement chimiques de l'invention.
Les meules abrasives préparées selon la méthode d'aggloméra tion à basse température avant durcissement par cuisson permet tent d'obtenir des propriétés tranchantes supérieures à celles des meules obtenues selon la technique de frittage classique à tempé rature élevée. L'absence d'une pâte vitreuse et de bords fondus dans les grains abrasifs peut être la cause principale de l'améliora tion du pouvoir tranchant des meules chimiquement agglomérées. La pâte vitreuse et les bords fondus des grains sont très fréquents dans les meules frittées industrielles.
De même, on considère que l'on augmente la dureté des grains abrasifs, probablement en rai- son de l'enduction et, ou de l'agglomération à l'oxyde chromique que l'on réalise dans les fissures, les pores des grains et analogues, comme c'est le cas avec les grains abrasifs traités dans les meules contenant une résine comme liant.
Bien que l'on puisse préparer des meules abrasives en opérant seulement avec des traitements multiples à l'acide chromique comme ci-dessus. on a mis au point un procédé plus pratique. Ce dernier consiste à mélanger aux grains abrasifs un faible pourcen tage de kaolin, d'argile plastique, d'oxyde d'aluminium finement divisé, ou de tout autre oxyde réfractaire en poudre de ce genre. On humecte ensuite avec de l'eau ou une solution d'acide chromi- que les grains et l'oxyde finement divisé jusqu'à ce que l'on ob tienne un mélange plastique humide qui puisse être comprimé dans un moule.
Si l'on utilise l'eau comme agent d'humidification, on doit utiliser comme liant une matière hydratée, telle que le kaolin ou l'argile plastique, pour donner au mélange une plasticité suffisante, non seulement pour permettre d'enlever facilement la meule du moule quand elle est encore à l'état humide, mais aussi pour avoir une agglomération suffisante après le premier cycle de cuisson à 538-649C, afin de maintenir la cohésion des grains au cours des imprégnations ultérieures à l'acide chromique. Un autre processus plus efficace dans la plupart des cas consiste à utiliser l'acide chromique comme agent d'humidification à la place de l'eau seule.
L'acide chromique permet d'obtenir une liaison très efficace au cours de la cuisson initiale, même quand on utilise un minimum de liant pulvérulent. Bien entendu, une argile hydratée n'est pas nécessaire quand on utilise l'acide chromique comme agent d'humidification, ce qui permet de ce fait d'utiliser une grande variété d'autres types de liants d'oxydes réfractaires fine ment divisés. Bien que l'on enlève normalement la meule du moule, immé diatement après l'opération de compression, on peut également la laisser dans le moule et l'enlever un peu plus tard au cours du cy cle de cuisson. Par exemple, on constate qu'il est très commode dans certains cas d'enlever la meule après cuisson à une tempéra ture d'environ 177=C.
A cette température, la meule devient très sèche et rigide, particulièrement quand on utilise l'acide chromi- que comme agent d'humidification, et on peut l'enlever avec peu de risques de déformation ou de casse. Après l'avoir enlevée du moule, on termine la cuisson par chauffage à la température vou lue, 538 à 649=C, pour obtenir un durcissement efficace du liant avant de procéder aux cycles ultérieurs d'imprégnation chimique et de cuisson.
On peut effectuer dans le moule l'opération de com pression des grains ou du mélange de grains en opérant selon des procédés, tels que le tassement à la main ou le tassement mécani que, ou en utilisant des techniques classiques de compression (hy draulique à haute pression, ou mécanique). On peut réaliser la cuisson dans des fours classiques électriques ou à chauffage au gaz. On peut, bien sûr, également utiliser d'autres types de proces sus de chauffage, tels que des procédés diélectriques et à induc tion, après détermination de la durée et de l'intensité de chauffage appropriées.
On prépare un grand nombre de meules abrasives, et on les soumet à des essais en utilisant la méthode d'agglomération et de durcissement par cuisson. On les prépare sous la forme de meules avec et sans support, dont le diamètre est compris entre<B>1,27</B> cm et 17,78 cm; cette dernière valeur est la plus grande dimension per mettant une cuisson convenable dans les fours connus. La dimen sion du grain utilisé varie du N 600 au N 8 .
On utilise dans les meules préparées selon cette méthode aussi bien des grains d'oxyde d'aluminium (qualités friable et semi-friable), que des grains de carbure de silicium (qualités noire et verte ). Le cy cle normal d'imprégnation et de cuisson s'avère satisfaisant pour des meules ayant des dimensions maximales de<B>17,78</B> cm pour le diamètre et de 1,27 cm pour l'épaisseur. On peut réaliser les meules les plus petites en peu de temps, et on suppose qu'il faut un temps un peu plus long pour préparer des meules très impor tantes.
Le tableau VII concerne un certain nombre de préparations de meules abrasives chimiquement agglomérées, qui donnent d'excel lents résultats. Les meules préparées de cette manière ont respec tivement un diamètre compris entre 1,27 cm et 17,78 cm et une épaisseur comprise entre 0,317 cm et 1.270 cm.
Il est évident à l'homme de l'art que l'on peut faire varier dans des limites étendues les formules de préparation des meules, selon le type exact de la matière à couper et la qualité de meule recher chée. Par exemple, on peut contrôler la dureté de la meule en changeant la concentration de l'acide chromique, le nombre de cycles d'imprégnation d'acide et de cuisson. le type et la quantité du liant utilisé, la pression de formage, le type et la dimension du grain abrasif utilisé, etc. On peut également prendre en considéra tion la température de cuisson, l'utilisation d'agents de renforce ment, et même l'addition, ou non, de charges consommables pour avoir une structure plus lacunaire dans les copeaux.
Les tableaux VIII, IX, X, XI, XII et XIII concernent une série d'essais de meules abrasives de diamètre 7,620 cm et d'épaisseur 0,952 cm avec un trou central de diamètre 0,952 cm. On effectue ces essais pour déterminer la vitesse de coupe et les taux d'usure pour diverses formules de préparation de meules que l'on utilise pour couper de l'acier durci. La meule est montée sur une ma chine à meuler DuMore, et on la fait tourner à une vitesse cons tante de 6000 tours/minute dans tous les essais de la série. L'échantillon à couper (à meuler) consiste en une ébauche de foret durcie, de diamètre 0,79 cm et de longueur environ 19 cm. La du reté de l'acier est mesurée en unités Rockwell C-65.
L'ébauche est maintenue solidement sur une pièce fixe d'essai pivotante spéciale, de manière à la maintenir contre la meule avec une force cons tante au cours de l'essai. On règle à 0,906 kg la charge d'essai du foret sur la meule à l'aide d'un poids mobile placé sur le bras de levier pivotant de la pièce fixe d'essai. Dans ces expériences, le tranchant entier de la meule est en contact avec la longueur de l'é bauche de foret, et permet de réaliser une passe en plongée. Le tableau VIII concerne des essais comparatifs d'une durée de 2 minutes pour des meules préparées avec de l'oxyde d'alumi nium abrasif, qualité friable, de grain N 46 . en effectuant comme ci-dessus une passe en plongée avec des ébauches de foret durcies.
Le tableau IX concerne des essais comparatifs de meulage et d'usure de meule, d'une durée de 2 minutes, effectués de la même manière, sauf que les meules sont préparées à partir d'un grain d'oxyde d'aluminium semi-friable N 46 . Les tableaux X et XI se rapportent à des essais similaires de passe en plongée, sauf que l'on utilise respectivement un grain d'alumine friable et semi-friable N 60 . Les tableaux XII et XIII concernent également des essais de meulage et d'usure pour des passes en plongée d'une durée de 2 minutes avec un foret durci.
Le tableau XII utilise le carbure de silicium abrasif, qualité noire , de grain N 46 , alors que l'on utilise la qualité verte dans le tableau XIII.
Le tableau XIV donne, à titre comparatif, des caractères de coupe et d'usure pour trois qualités de dureté de meules abrasives frittées industrielles. On les prépare en opérant selon la technique normale de frittage à haute température et elles sont du type de haute qualité. Elles appartiennent à la catégorie des alumines fria bles; on utilise le grain N 46 . On effectue également cet essai en opérant selon la même technique de passe en plongée à l'aide d'ébauches de foret durcies comme dans les essais précédents et avec des meules chimiquement agglomérées. Les duretés des ta bleaux correspondent aux standards industriels, pour lesquels A signifie très mou, M moyen et Z extrêmement dur.
Bien qu'il soit difficile de faire des comparaisons de coupe et d'usure, il semble que les meules préparées selon la méthode d'agglomération et de durcissement par cuisson ne le cèdent en rien à celles préparées selon le procédé standard de frittage à haute température.
On effectue des essais complémentaires de meules chimique ment agglomérées cuites à diverses températures. En général, on constate peu de différences dans les propriétés de coupe entre les meules cuites à 538 C, 649'C et 760\ C. La cuisson à 538'C de mande un temps légèrement plus long qu'à la température de 760'C pour obtenir la même dureté. On utilise également certaines des meules ci-dessus soumises aux essais pour couper un alliage au carbure de tungstène ayant une dureté Rockwell 15N de 95,9. Le tableau XV donne les carac tères de coupe et d'usure de cette matière pour des essais de passe en plongée, en opérant selon la même technique que celle décrite précédemment pour les essais de forets durcis.
Etant donné que l'on constate que cet essai type est susceptible de surchauffer le foret de carbure de tungstène, on change le mode opératoire d'es sai en utilisant un type de passe à avance transversale, dans lequel un angle de la meule fait la majeure partie du travail. Dans ce cas, on n'opère pas avec une charge constante. On maintient plutôt fixe le carbure de tungstène pendant la progression de la meule transversalement à ce dernier, avec une profondeur de passe de 0,0254 mm pour chaque passage de meule. Le tableau XVI donne les résultats obtenus; on observe beaucoup moins d'usure de la meule que dans le cas de l'utilisation du procédé de passe en plon gée du tableau XV. On a effectué à l'état sec tous les essais de meulage décrits pré cédemment.
On effectue des essais complémentaires en utilisant de l'huile soluble et de l'eau comme fluide de coupe. On n'a pu constater que peu de différence dans les caractères de coupe et d'usure au cours des essais de courte durée. Cependant, le liquide de refroidissement évite bien sûr la surchauffe de la pièce travail lée au cours des opérations de coupe de longue durée.
On a mentionné dans un paragraphe précédent l'utilisation de charges qui se consomment entièrement . Les tableaux VII et XI en donnent un exemple sous la forme respectivement des meules N A-34 et N 63 . Dans ce cas, la matière consom mable est le Lytron 810 , préparé par Monsanto Chemical Co. Il possède des caractères semblables à ceux du polystyrène et des produits du même genre, en ce qu'il se sublime à une température comprise dans l'intervalle de 316 à 427\C en ne laissant pratique ment aucun résidu. On peut envisager l'utilisation de ce produit dans le cas où l'on a besoin de lacunes supplémentaires dans les copeaux pour des travaux spéciaux de coupe.
On doit également considérer un point qui est de première im portance dans la préparation des meules abrasives; il s'agit de la force de liaison. On mesure habituellement ce caractère par le mo dule de rupture. Etant donné qu'il n'y a pas de normes bien éta blies dans l'industrie, on effectue des essais types comparatifs en utilisant des barres d'essai de dimensions 19,05 X 9,52 X 152,4 mm. Le tableau XVII donne des valeurs de module de rupture obte nues pour un certain nombre d'échantillons de barres d'essai chi miquement agglomérées, alors que le tableau XVIII concerne des valeurs pour des barres industrielles frittées à haute température, de mêmes dimensions et de même type de grain.
On détermine les duretés de ces barres en utilisant l'échelle industrielle de A à Z précédemment décrite. Bien qu'il soit très difficile de faire des comparaisons dans l'absolu, il ressort des résultats d'essais que les meules chimiquement agglomérées présentent des forces de liaison au moins comparables à celles des meules frittées standards, à condition de considérer des duretés d'un type de grain et des pres sions de formage comparables.
Il est à noter que les basses températures mises en oeuvre dans la méthode d'agglomération et de durcissement par cuisson per mettent d'incorporer des additifs dans les meules qui ne résistent pas normalement aux températures élevées nécessaires à la prépa ration des meules frittées. Ces additifs comprennent des fibres de verre, des diamants et analogues. On peut ajouter des fibres de verre à la composition de la meule avant moulage. On peut mé langer des diamants finement divisés, de granulométrie de l'ordre de 0,149 mm, à des particules de carbure de silicium finement di visé et à un liant pour former une pâte. On peut appliquer la pâte sous forme d'un revêtement sur la surface de coupe d'une meule au carbure de silicium ou à l'alumine.
On durcit ensuite la couche de diamant-carbure de silicium, et on l'agglomère pour préparer la meule selon le procédé de l'invention. Les imprégnations répé tées à l'acide chromique par exemple et une cuisson à 538"C envi ron permettent d'obtenir une couche durcie très agglomérée de diamants enrobés dans des particules de carbure de silicium. Un traitement final à l'acide phosphorique et une nouvelle cuisson à 538\ C environ permettent d'obtenir une augmentation du module de rupture de la meule. On doit veiller à opérer à une température de cuisson inférieure à la température à laquelle l'identité origi nale des additifs serait détruite.
On a découvert que l'on peut également appliquer aux ma tières d'affûtage agglomérées de nombreuses techniques destinées au durcissement et à l'agglomération chimiques de meules abra sives. On peut utiliser aussi bien le traitement chimique appliqué aux pierres à aiguiser frittées ou partiellement frittées que les pro cédés d'agglomération entièrement chimiques décrits dans les ta bleaux précédents. Le tableau XIX donne des résultats d'essais obtenus en appli quant des traitements de durcissement par cuisson divers à des pierres à aiguiser industrielles, préparées par la Sunnen Products Company, Saint-Louis, Missouri; les numéros d'abrasifs du ta bleau sont leurs numéros de série standards.
On effectue les essais en utilisant une machine à aiguiser standard Sunnen ( mo dèle MB-1600 ) permettant de maintenir pour tous les échantil lons comparatifs une pression d'affûtage constante, une vitesse de mandrin constante et une lubrification constante de la pierre à ai guiser et de la pièce. On effectue les essais du tableau XIX en uti lisant un acier à outil non durci Carpenter RDS avec des pièces d'essais affûtées intérieurement. La pièce d'acier a un diamètre in térieur de 9,65 mm environ et une longueur de<B>19,05</B> mm.
Les pierres à aiguiser Sunnen , type K-12, utilisées dans cet essai, ont une largeur de 3,17 mm et une longueur de 44,45 mm. Elles sont préparées avec un grain d'oxyde d'aluminium. Les cycles d'imprégnation et de cuisson pour les pierres à aiguiser traitées sont conformes à celles utilisées au cours du traitement des ma tières de base en poudre mentionné précédemment. Le tableau XX concerne le même essai type que celui du ta bleau XIX, sauf que l'on utilise des pierres à aiguiser au carbure de silicium et des pièces d'essais en acier durci à la place des pierres à aiguiser à l'oxyde d'aluminium et de l'acier non durci.
Les résultats d'essais des tableaux XIX et XX montrent que le traitement de durcissement chimique de l'invention a un effet marqué sur l'augmentation de la durée de la pierre à aiguiser. In versement, on peut constater que l'on enlève davantage d'acier pour une usure donnée de la pierre à aiguiser, ce qui bien sûr per met d'atteindre une efficacité d'affûtage plus importante, particu lièrement dans le cas où l'on peut utiliser une pression d'affûtage plus grande. Le tableau XXI concerne certaines pierres à aiguiser préparées entièrement selon le procédé d'agglomération chimique.
Il est également évident à l'homme de l'art que l'on peut faire varier grandement les formules de préparation, en fonction du type de matériau à affûter, de la dureté de la pierre à aiguiser, de la vitesse de coupe recherchée et de propriétés du même genre. Les pierres à aiguiser du tableau XXI présentent seulement deux de ces va riantes possibles.
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