FR2642694A1 - Matiere abrasive - Google Patents
Matiere abrasive Download PDFInfo
- Publication number
- FR2642694A1 FR2642694A1 FR8901482A FR8901482A FR2642694A1 FR 2642694 A1 FR2642694 A1 FR 2642694A1 FR 8901482 A FR8901482 A FR 8901482A FR 8901482 A FR8901482 A FR 8901482A FR 2642694 A1 FR2642694 A1 FR 2642694A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- abrasive
- corundum
- grains
- crystals
- additive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 20
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 claims 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 16
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- -1 titanium carbides Chemical class 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 1
- 244000132059 Carica parviflora Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000940835 Pales Species 0.000 description 1
- 206010033546 Pallor Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/14—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic ceramic, i.e. vitrified bondings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
L'invention concerne la production de matières inorganiques de haute dureté et de haute température de fusion et plus précisément, des matières abrasives obtenues par traitement électrothermique et contenant, comme base, des cristaux de corindon de haute dureté et de haute résistance. Selon l'invention, la matière abrasive comprend des cristaux de corindon ayant des dimensions comprises entre 5 et 350 mum ainsi qu'un additif parmi le spinelle, le verre d'anorthite, le verre de cordiérite et un mélange de spinelle et de l'un de ces verres; l'additif représente 1,5 à 7,5 % en poids de la matière abrasive et est disposé entre les cristaux de corindon, en couches intermédiaires d'une épaisseur inférieure à 20 mum. L'invention s'applique notamment à la production de grains abrasifs utilisés pour la fabrication d'outils d'abrasion avec un liant céramique ou organique.
Description
La présente invention se rapporte à la production de matières inorganiques
à haute température de fusion et à haute durété, et plus particulièrement à des matières
abrasives obtenues par traitement glectrothermique et con-
-5 tenant, comme base, des cristaux de corindon (' -.A1203) de haute dureté et de haute résistance mécanique. La matière
abrasive sert à obtenir des grains abrasifs par broyage.
Les grains abrasifs sont couramment utilisés pour la fabrication
d'outils d'abrasion, à base de liants céramiques et organi-
ques, appliqués dans l'usinage des métaux.
Les grains abrasifs, obtenus par broyage de la
matière abrasive, peuvent être divisés en deux groupes.
Le premier groupe comporte des grains monocristallins, composés d'un seul cristal de corindon. Le deuxième groupe
comprend des grains complexes, constitués de quelques cris-
taux de corindon aux joints desquels ou à l'intérieur
desquels se trouvent des inclusions de minéraux d'accom-
pagnement. Les indices principaux caractérisant une matière abrasive sont la résistance et le pouvoir abrasif des
grains qui sont produits, ainsi que son coût et sa dispo-
nibilité. La résistance des grains abrasifs monocristallins
est déterminée par la résistance des cristaux de corindon.
La résistance de ces grains est en règle générale plus importante que la résistance des grains complexes. La réistance des grains complexes dépend des dimensions des cristaux de corindon, composant ces grains, de la quantité et du type des minéraux d'accompagnement, par exemple des
impuretés minérales ou des minéraux introduits spéciale-
ment, qui se trouvent en inclusions aux joints des cris-
taux de corindon,et de la taille de ces inclusions. En règle générale, la résistance des grains complexes est d'autant plus importante que les dimensions des cristaux de corindon, la quantité et les dimensions des inclusions des impuretés minéralessont petites et que la résistance de ces
minéraux est plus élevée.
Le pouvoir abrasif des grains est déterminé par la dureté des cristaux de corindon, des impuretés et des additifs et dépend également du pouvoir d'auto-affûtage des grains, c'est-à-dire de la capacité de former de nouvelles arêtes coupantes lors de la destruction des grains
pendant l'usinage des métaux.
Toutes les matières abrasives sont produites par fusion d'un matériau de départ suivie d'un refroidissement
de la matière fondue au cours duquel celle-ci se cristal-
lise. On obtient ainsi la structure nécessaire de la ma-
tière abrasive (dimensions des grains de cristaux princi-
paux, dimensions des impuretés etc...) grâce à un régime
de refroidissement sélectionné de la matière fondue.
On connaît des matières abrasives constituées de
cristaux de corindon, par exemple électrocorindon blanc.
Cet électrocorindon contient, sous forme d'inclusions,des
minéraux étrangers tels que Na20.ttA1203 ayant des dimen-
sions de 50 à 700 microns. (A.P. Garchine et al. "Abraziv-
n'e materialy", 1983, mashinostroenie (Léningrad), pages 119 - 123;. Comme produit de départ pour la fabrication d'é]ectrocorindon blanc, on utilise de l'oxyde d'aluminium,
pur du point de vue technologique, ou alumine.
Lors de la transformation de l'électrocorindon
blanc en grains abrasifs, une partie des impuretés, sur-
tout des inclusions de 300 à 700 pm de grosseur, sont broyées en particules schlammeuses et éliminées. Il en résulte que les grains abrasifs obtenus sont quelque peu enrichis de cristaux de corindon en comparaison avec les matières abrasives de départ, c'est-à-dire qu'ils ne sont plus résistants. Une partie des grains abrasifs obtenus lo:s de la transformation de l'électrocorindon blanc est formée de grains monocristallins et l'autre partie,de grains complexes contenant des inclusions de Na20.11A1203
de 50 à 250 Pm.
L'inconvénient de telles matières abrasives fabri-
quées à partir d'alumine réside dans le fait qu'elles con-
tiennent des inclusions d'aluminate de sodium riche en
alumine Na20.11A1203, qui se forme au cours de la fabri-
cation de la matière abrasive grâce à la présence, sous forme d'impurété, d'oxyde de sodium dans l'alumine, et cristallise aux joints des cristaux de corindon. Les inclu- sions d'aluminate de sodium riche en alumine se disposant aux joints des cristaux de corindon, jouent un rôle de
concentrateurs des contraintes ce qui conduit à la diminu-
tion de la résistance mécanique des grains complexes ainsi
obtenus. De plus, comme la dureté de l'aluminate de so-
dium riche en alumine est plus faible que celle du corin-
don, la présence de ces inclusions réduit le pouvoir abra-
sif des grains.
On connait des matières abrasives obtenues par fu-
sion de l'alumine avec addition, dans la matière fondue, d'oxyde de titane, de chrome, de vanadium ou d'un mélange de ceux-ci et par refroidissement ultérieur de la matière fondue ainsi fabriquée. (A.P. Garchine et al. "Abrazivnye materialy", 1983, Mashinostroenie (Léningrad), pages 123 à
126).
Chacun de ces additifs forme, au cours de la fabri-
cation de ces matières, des solutions solides de ces com-
posés dans l'oxyde d'aluminium, grâce à quoi la résistance des cristaux de corindon augmente,c'est-à-dire que la résistance des grains abrasifs obtenus de cette manière
augmente de même.
Toutefois, le pouvoir abrasif des grains obtenus de cette manière, de même que dans le cas précédent, n'est pas suffisant du fait de la présence, dans ces grains,
d'inclusions de Na20.11A1203 de 50 à 250 jm de grosseur.
De plus, la présence de chacun de ces additifis
dans la matière abrasive implique ses propres inconvénients.
La matière abrasive, obtenue avec addition d'oxyde de tita-
ne, contient des inclusions de nitrures ou de carbures de
titane, ce qui a pour conséquence la réduction de la résis-
tance des grains abrasifs lors de la fabrication d'outils d'abrasion. Cela est déterminé par le fait qu'au cours de la fabrication d'outils d'abrasion, pendant le traitement thermique des grains de cette matière à une température de l'ordre de 1100 C, les carbures et nitrures de titane faisant partie de la matière abrasive sont oxydés, avec changement de leur volume, ce qui a pour effet de réduire la résistance des grains abrasifs. La matière abrasive, préparée avec addition d'oxyde de chrome, contient des inclusions métalliques de chrome, qui contribuent à la détérioration des propriétés abrasives des outils qui en sont fabriqués, c'est-à-dire des que des cuisages sont possibles pendant l'usinage des métaux (rectification). La vanadium n'est pas appliqué comme additif parce qu'il est difficilement
disponible et d'un coût élevé.
On connaît une matière abrasive qui contient des
cristaux de corindon et des baddeleyite (oxyde de zirco-
nium). Cette matière est caractérisée en ce que les cris-
taux de corindon ayant pour dimension 10 à 70 pm sont liés entre eux par un eutectique corindon-baddeleyitique à cristaux fins, les dimensions des cristaux étant de 1 à 5 Pm (A.P. Garchine et al. "Abrazivnye materialy", 1983,
Mashinostrcenie (Léningrad), pages 126 - 131).
La résistance des grains abrasifs obtenus avec
cette matière abrasive est plus élevée que celle des anté-
riorités précitées, ce qui est en premier lieu conditionné
par l'eutectique corindon-baddeleyitique.
Cependant, puisque la dureté de la baddeleyite est plus faible que celle du corindon, le pouvoir abrasif
des grains abrasifs n'est pas suffisamment élevé.
De plus, la présence des baddeleyite dans la matière abrasive ne permet l'application de cette matière qu'à la fabrication d'outils d'abrasion à base de liants organiques parce qu'à la température de 1100 C (température de traitement thermique lors de la fabrication de l'outil abrasif), l'oxyde de zirconium subit des modifications,
accompagnéesd'unchangement important de volume, ce qui con-
duit à une réduction notable de la résistance des grains jusqu'à leur destruction. Un autre inconvénient de cette matière est son insuffisante disponibilité et son prix
élevé dû à la présence de l'oxyde de zirconium.
L'invention vise à créer une matière abrasive à base de corindon qui contiendrait comme additif des miné-
raux dont la disposition par rapport aux cristaux de corin-
don et dont la taille ainsi que celle des cristaux de co-
rindon assureraient une haute résistance mécanique et un pouvoir abrasif élevé des grains, la matière abrasive de base étant cependant facilement disponible et d'un coût abordable.
Le problème ainsi posé est résolu par le fait qu'-
une matière abrasive contenant des cristaux de corindon et un additif, selon l'invention, contient, comme additif, 1,5 à 7,5%o en poids d'un minéral choisi dans le groupe
consistant en: spinelle, verre d'anorthite, verre de cor-
diérite et mélange de spinelle et de l'un de ces verres, et les cristaux de corindon ont des dimensions comprises
entre 5 et 350 Pm, l'additif étant disposé entre les cris-
taux de corindon en couches intermédiaires d'une épaisseur
inférieure à 20 Pm.
Les inventeurs ont établi par expérience qu'une
matière abrasive à base de corindon, contenant comme addi-
tif du spinelle (MgO.A1203), du verre d'anorthite (2MgO.5SiO2.2A1203), du verre de cordiérite (CuO.A1203.2SiO)
ou un mélange de ces minéraux, comporte dans sa microstruc-
ture des dépôts des phases correspondantes du spinelle,du magnésium et/ou du verre de cordiérite ou d'anorthite qui sont disposés entre les cristaux de corindon en couches
intermédiaires. En même temps, comme chaque matière d'addi-
tion est thermorésistante à une température de 1000 à 13000C (température de cuisson lors de la fabrication d'outils abrasifs), la résistance des outils n'est pas diminuée au cours de leur fabrication. De plus, comme les minéraux utilisés comme additifs sont caractérisés par une haute microdureté, qui est plus proche, en comparaison de celle des autres additifs, de celle du corindon, la matière
abrasive contenant cet additif a un haut pouvoir abrasif.
Lors de la fabrication de la matière abrasive, au cours de la solidification de la matière fondue de corin- don contenant des oxydes de calcium, de magnésium et de silicium, les phases de ces minéraux, en se développantentre les cristaux de corindon, contribuent à la formation prépondérante de nouveaux centres de cristallisation par rapport à la croissance en cours des cristaux primaires de corindon. Grâce à ce fait, on obtient une structure isométrique finement cristalline de la matière abrasive, ce qui améliore les caractéristiques de résistance des
grains abrasifs produits à partir de cette matière.
Les dimensions des cristaux de corindon et l'épais-
seur des couches intermédiaires dépendent du régime de refroidissement de la matière fondue lors de l'obtention
de la matière abrasive.
Les inventeurs ont constaté que lorsque les dimen-
sions des cristaux de corindon sont inférieures à 5 Pm, le pouvoir abrasif des grains diminue en supplément, ce qui est conditionné par le changement du caractère de leur usure. Au lieu d'un cisaillement progressif des portions des cristaux de corindon, il y a formation de plateaux
d'usure à relief relativement plat.
Quand les dimensions transversales des cristaux de corindon excèdent 350 pm, la résistance des grains
abrasifs diminue rapidement.
Dans le cas o l'épaisseur des couches intermédiai-
res est supérieure à 20 pm, la résistance des grains abra-
sifs commence à diminuer très rapidement, car ces couches
forment des concentrations de tension.
Avec une teneur en additif plus faible que 1,5% en poids, on observe une baisse sensible de la résistance des
grains abrasifs.
Avec une teneur en additif de plus 7,5% en poids, le pouvoir abrasif des grains abrasifs diminue notablement, la teneur des grains en la phase la plus dure (corindon)
étant en baisse.
La matière abrasive est obtenue comme suit. On fait fondre l'oxyde d'aluminium avec les additifs contenant
un ou plusieurs oxydes du groupe MgO, SiO, CaO, par exem-
ple du silicate de magnésium, du silicate de calcium ou des oxydes purs, dans un four électrique à arc suivant un O10 régime connu (A.P. Garchine et al., "Abrazivnye materialy",
1983, Mashinostroenie, (Léningrad), pages 119-121, 126-131).
Le pourcentage de l'additif introduit est déterminé par
calcul en partant d'une composition souhaitée de la matiè-
re abrasive à obtenir etd'une teneur en minéraux d'addition (poids) de cette matière. Ainsi, pour obtenir une matière contenant 5% en poids de couches intermédiaires de spinelle, on calcule la proportion stoechiométrique et l'on ajoute 1,4% d'oxyde de magnésium dans le mélange. L'épaisseur des couches des minéraux est réglée en modifiant le régime de
refroidissement de la matière fondue. Ainsi, avec un refroi-
dissement relativement rapide de la matière fondue dans de
petits réservoirs, remplis de corps métalliques, par exem-
ple de boules, ou dans des rouleaux-cristallisoirs, on ob-
tient une matière abrasive comprenant des cristaux de co-
rindon ayant pour dimensions 5 à 90 ym et contenant des couches intermédiaires de minéral d'une épaisseur de
0,3 à 5,0 pm. Quand le refroidissement de la matière fon-
due s'effectue assez lentement, par exemple en lingots de 50 à 500 kg, on obtient une matière abrasive avec des cristaux de corindon de 280 à 350 pm et une épaisseur des
couches intermédiaires de 10 à 20 ym. Après le refroidis-
sement de la matière cristallisée, cette dernière estconcas-
sée, broyée et fractionnée par criblage.
La qualité de la matière obtenue est évaluée d'après
la résistance et le pouvoir abrasif des grains abrasifs pro-
duits à partir de cette matière. En particulier, la matière obtenue a été testée par l'écrasement de 100 grains ayant pour dimensions 1250 à 1600 pm entre des plaquettes en
métal dur.
Le pouvoir abrasif a été évalué en appliquant des méthodes connues consistant à user, par frottement, des rondelles de verre avec une charge des grains abrasifs de
à 160 Pm.
Les résultats des essais des matières abrasives avec différentes compositions et structures sont résumés
aux tableaux 1 et 2.
T A B L E A U 1
Relation entre les indices de qualité de grains
abrasifs et la teneur en minéraux d'addition.
Composition de Dimension Dimensions Teneur en Résistance Pouvoir la matière prédomi- des cris- minéraux d'un grain abrasif, abrasive nante des taux de d'addition, unitaire, g couches corindon, % en poids N
intermé-
diaires de m minéraux l d'addition, } r! 1. corindon + verre de cordiérite 10-20 280-350 1,5-2,0 290 0,063
2. 270-330 3-4 280 0,061
3- 250-300 7-7,5 260 0,059
4. 280-350 0,6-1,0 190 0,057
5. 250-300 8-10 200 0,048
--. 6. corindon + spinelle 10-20 280-350 1,5-2,0 200 0,061
7. 260-320 3-4 160 0,060
8. 250-300 7-7,5 150 0,058
9. 290-350 0,6-1,0 120 0,056
10. 240-300 8-10 130 0,050
11. corindon + spinelle + verre de cordiérite 4-7 35-80 1,5-2,5 290 0,070
12. 40-90 3-4,5 290 0,070
13. 40-80 7,7,5 270 0,067
14. 35-90 0,6-1,0 220 0,060
15. 25-70 8-10 240 0,048
T A B L E A U 2
Relation entre les indices de qualité de grains abrasifs et leurs composition et structure Composition Dimension Dimensions Résistance Pouvoir de la matière prédomi- des cristaux d'un grain abrasif, abrasive nante des de corindon, unitaire, g couches P N
intermé-
diaires de minéraux d'addition, Xm 1. corindon + spinelle 0,3-0,6 5-10 250 0,062
2. 3,0-5,0 40-90 180 0,067
3. 10,0-20,0 280-350 160 0,060
4. 10,0-20,0 400-600 60 0,049
5. 0,3-0,6 3-5 100 0,047
6. 25,0-40,0 280-350 100 0,050
7. corindon + verre de cordiérite 0,3-0,6 5-10 290 0,063
8. 3-5 40-90 270 0,073
9. 10-20 280-350 240 0,068
10. 25-40 400-600 70 0,048
11. 0,1-0,2 3-5 190 0,047
i 12. corindon + verre de cordiérite + spinelle 0,3-0,6 5-10 320 0,062
13. 4-7 35-80 290 0,070
14. 10-20 250-340 260 0,067
15. 25-40 450-700 80 0,051
16. 0,1-0,2 3-5 130 0,049
17.corindon + verre d'anor thite 0,3-0,7 5-10 280 0,064
18. 4-8 40-90 260 0,073
19, 12-24 270-350 210 0,067
, 26-40 450-650 70 0,052
21, 0,1-0,2 3-5 180 0,049
22 corindon + oxyde
de zirconium (composi-
tion connue)1 2,0-5,0 20-40 240 0.048 23. corindon + oxyde
de titane + alumi-
nate de sodium
(composition con-
nue) I 30-100 500-800 120 0,058 Comme le montre le tableau 1, lorsque la teneur en additif selon l'invention est inférieure à 1,5% en poids ( lignes 4,9 et 14),la résistance des grains abrasifs diminue rapidement et quand la teneur en additif est plus importante que 7,5% en poids (lignes 5, 10 et 15),
le pouvoir abrasif des grains diminue notablement.
Comme le montre le tableau 2, quand les dimensions de cristaux de corindon de la matière de l'invention sont inférieures à 5 pm (lignes 5, 11, 16 et 21), le pouvoir abrasif des grains baisseconsidérablement; les dimensions des cristaux de corindon étant de plus de 350 pm (lignes
4, 10, 15, 20) et/ou l'épaisseur des couches intermédiai-
res des minéraux d'addition étant de plus de 20 pm (lignes 6, 10, 15, 20), le pouvoir abrasif des grains se réduit
sensiblement.
Des études de traitement thermique des grains abrasifs de la matière de l'invention a des températures
1100 à 13000C (température de cuisson lors de la fabrica-
tion d'outils d'abrasion,, réalisées par les présents inventeurs,ont montré que la résistance des grains abrasifs
ne diminue pas par suite de ce traitement.
il
Claims (1)
- R E V E N D I C A T I O NMatière abrasive,du type contenant des cristauxde corindon et un additif,caractérisée en ce qu'elle con-tient, comme additif, 1,5 à 7,5% en poids d'un minéralchoisi dans le groupe consistant en spinelle, verre d'anor-thite, verre de cordiérite et mélange de spinelle et de l'un desdits verres, et en ce que les cristaux de corindonont des dimensions comprises entre 5 et 350 pm et l'addi-tif est disposé entre les cristaux de corindon en couchesintermédiaires d'une épaisseur inférieure à 20 ym.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/295,489 US4906255A (en) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Abrasive material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2642694A1 true FR2642694A1 (fr) | 1990-08-10 |
Family
ID=23137934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8901482A Withdrawn FR2642694A1 (fr) | 1989-01-10 | 1989-02-06 | Matiere abrasive |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906255A (fr) |
| JP (1) | JPH02185587A (fr) |
| CH (1) | CH677928A5 (fr) |
| DE (1) | DE3900514A1 (fr) |
| ES (1) | ES2009697A6 (fr) |
| FR (1) | FR2642694A1 (fr) |
| GB (1) | GB2227494A (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2853898A1 (fr) * | 2003-04-17 | 2004-10-22 | Saint Gobain Ct Recherches | Grains ceramiques fondus a base d'alumine et de magnesie |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5035723A (en) * | 1989-04-28 | 1991-07-30 | Norton Company | Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments |
| US6123743A (en) * | 1991-01-07 | 2000-09-26 | Norton Company | Glass-ceramic bonded abrasive tools |
| AU646120B2 (en) * | 1991-01-07 | 1994-02-10 | Norton Company | Glass ceramic bonded abrasive articles |
| JP3138277B2 (ja) * | 1991-10-16 | 2001-02-26 | 昭和電工株式会社 | アルミナ質焼結砥粒、および研摩材製品 |
| DE4333021C1 (de) * | 1993-09-29 | 1994-10-27 | B U S Chemie Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Schmelzspinell MgO . Al¶2¶O¶3¶ aus Reststoffen |
| FR2948934B1 (fr) * | 2009-08-05 | 2011-07-29 | Saint Gobain Ct Recherches | Grains d'alumine-zircone fondus. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB982215A (en) * | 1961-06-19 | 1965-02-03 | Wakefield Corp | Improvements in or relating to abrasive pellets or articles |
| US3437468A (en) * | 1966-05-06 | 1969-04-08 | Du Pont | Alumina-spinel composite material |
| FR2050112A5 (fr) * | 1969-06-19 | 1971-03-26 | Minnesota Mining & Mfg | |
| US4314827A (en) * | 1979-06-29 | 1982-02-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral |
| EP0171034A2 (fr) * | 1984-08-08 | 1986-02-12 | Norton Company | Meule vitrifiée |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4063908A (en) * | 1976-01-21 | 1977-12-20 | Nippon Tungsten Co., Ltd. | Process for manufacturing ceramic cutting tool materials |
| FR2460315A1 (fr) * | 1979-07-05 | 1981-01-23 | Sofrem | Produit abrasif, a haute durete, a base d'alumine et d'oxycarbures d'aluminium et procede de preparation |
| AT379979B (de) * | 1984-08-01 | 1986-03-25 | Treibacher Chemische Werke Ag | Verfahren zur herstellung von schleifmitteln |
| AT389884B (de) * | 1986-10-03 | 1990-02-12 | Treibacher Chemische Werke Ag | Verfahren zur herstellung eines gesinterten schleifmaterials auf der basis von alpha-al2o3 |
-
1989
- 1989-01-04 CH CH17/89A patent/CH677928A5/de not_active IP Right Cessation
- 1989-01-10 DE DE3900514A patent/DE3900514A1/de not_active Withdrawn
- 1989-01-10 US US07/295,489 patent/US4906255A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-12 ES ES898900103A patent/ES2009697A6/es not_active Expired
- 1989-01-12 JP JP1005839A patent/JPH02185587A/ja active Pending
- 1989-01-28 GB GB8901901A patent/GB2227494A/en not_active Withdrawn
- 1989-02-06 FR FR8901482A patent/FR2642694A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB982215A (en) * | 1961-06-19 | 1965-02-03 | Wakefield Corp | Improvements in or relating to abrasive pellets or articles |
| US3437468A (en) * | 1966-05-06 | 1969-04-08 | Du Pont | Alumina-spinel composite material |
| FR2050112A5 (fr) * | 1969-06-19 | 1971-03-26 | Minnesota Mining & Mfg | |
| US4314827A (en) * | 1979-06-29 | 1982-02-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral |
| EP0171034A2 (fr) * | 1984-08-08 | 1986-02-12 | Norton Company | Meule vitrifiée |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2853898A1 (fr) * | 2003-04-17 | 2004-10-22 | Saint Gobain Ct Recherches | Grains ceramiques fondus a base d'alumine et de magnesie |
| WO2004094554A1 (fr) * | 2003-04-17 | 2004-11-04 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Grains ceramiques fondus a base d'alumine et de magnesie |
| US7576022B2 (en) | 2003-04-17 | 2009-08-18 | Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen | Aluminum-and magnesium-based molten ceramic grains |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2227494A (en) | 1990-08-01 |
| CH677928A5 (fr) | 1991-07-15 |
| ES2009697A6 (es) | 1989-10-01 |
| DE3900514A1 (de) | 1990-07-12 |
| JPH02185587A (ja) | 1990-07-19 |
| GB8901901D0 (en) | 1989-03-15 |
| US4906255A (en) | 1990-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2763981B2 (ja) | 研摩材 | |
| US1257356A (en) | Aluminous composition and method of preparing the same. | |
| DE2519569C3 (de) | Schleifmaterial und Verfahren zur Herstellung desselben | |
| US5567532A (en) | Amorphous metal/diamond composite material | |
| CH622281A5 (fr) | ||
| FR2642694A1 (fr) | Matiere abrasive | |
| EP2462081A2 (fr) | Grains d'alumine-zircone fondus | |
| FR2548173A1 (fr) | Agglomerant ceramique pour outils abrasifs | |
| JP2006130635A (ja) | 複合砥粒ビトリファイド超仕上げ砥石 | |
| FR2691456A1 (fr) | Nouveau procédé de production d'un matériau réfractaire en silice vitreuse frittée, nouveau mélange de grains et particules de silice vitreuse, et nouveau matériau en silice vitreuse frittée. | |
| JP2759763B2 (ja) | コージェライト系結晶化ガラスおよびその製造方法 | |
| JPH07187711A (ja) | 磁気記憶ディスク用基体およびガラスセラミック品の製造方法 | |
| CN105592981A (zh) | 具有增加的韧性的基于熔融氧化铝的多晶多孔Al2O3本体及其用途 | |
| CN1025023C (zh) | 陶瓷工具 | |
| CN1015442B (zh) | 含预熔氧化物组成的配合料组成及用它降低铂熔池中铂腐蚀的方法 | |
| US954808A (en) | Electric-furnace product and method of making same. | |
| RU2101164C1 (ru) | Связка абразивного инструмента | |
| JP2023069367A (ja) | 過共晶Ａｌ－Ｓｉ合金及び過共晶Ａｌ－Ｓｉ合金鋳物並びにその製造方法 | |
| JP2023553022A (ja) | アルミナベースの溶融されたグレイン | |
| Jackson et al. | Micro-and Nanocrystalline-Fused Aluminum Oxide Abrasives Manufactured by Mechanical Stirring | |
| JPS6070160A (ja) | 切削性にすぐれた耐摩耗性アルミニウム合金押出材 | |
| JP2004515598A (ja) | Ａｌ２Ｏ３及びＺｒＯ２に基づく研磨材粒子、その製造法及び使用法 | |
| JPS6332752B2 (fr) | ||
| RU2106237C1 (ru) | Алмазный инструмент | |
| Jackson et al. | by Mechanical Stirring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |