Objet abrasif enduit La présente invention a pour objet un objet abrasif enduit. Plus particulièrement, l'invention con cerne des objets abrasifs enduits ayant de meilleures caractéristiques de meulage et de coupe que les objets abrasifs connus.
Les objets et produits abrasifs sont couramment subdivisés en deux classes générales. Une classe com prend les objets abrasifs liés rigides comportant des grains abrasifs et un liant pressés sous la forme d7une masse solide, rigide et dense, comme des meules ou pierres d'affûtage. On peut utiliser des liants de gomme laque, de résinoïde, de silicate ou métalliques pour former les objets liés, le choix du liant dépen dant des caractéristiques voulues de l'objet. En raison de la structure rigide, ces objets abrasifs liés man quent de souplesse. Uautre classe générale comprend des objets et produits abrasifs enduits dont un exem ple est un papier abrasif connu sous le nom de papier de verre.
Un objet abrasif enduit consiste habituelle ment en un support souple sur lequel une pellicule adhésive maintient et supporte un enduit de grains abrasifs. Le support peut être en papier, en toile, en fibres vulcanisées ou en une combinaison de ces matières. On peut utiliser divers types d7adhésifs. On peut avoir recours<B>à</B> tous types d'abrasifs, par exemple au carbure de silicium,<B>à</B> l'oxyde d'alumi nium, au silex,<B>à</B> l'émeri, etc. Des objets abrasifs enduits, comme des courroies ou des disques, présen tent un degré élevé de souplesse et d'action de coupe libre.
Toutefois, les objets abrasifs enduits ont l'incon vénient d'avoir tendance<B>à</B> se<B> </B> glacer<B> </B> rapidement et<B>à</B> devenir improductifs lorsqu'on les utilise pour meuler des surfaces métalliques. Ce glaçage est<B>dû</B> principalement au fait que la plupart des métaux s'oxydent immédiatement sur toute surface fraiiche- ment découpée, en formant une mince pellicule de Poxyde du métal. Ces oxydes sont habituellement plus durs que le métal et provoquent une augmen tation des températures de meulage. Les particules du métal enlevées sont ramollies par la chaleur pour former ainsi un glaçage sur les surfaces irrégulières des grains abrasifs, en diminuant<B>le</B> pouvoir<B>de</B> coupe du produit abrasif et en raccourcissant ainsi sa durée en service et sa vitesse de coupe.
Ceci est particu lièrement vrai pour l'acier inoxydable qui,<B>à</B> un mo ment donné, ne pouvait pas être meulé d'une façon économique avec des courroies abrasives enduites. Les courroies sèches se glacent rapidement et devien nent inefficaces du fait que les particules d7acier se ramollissent et forment un glaçage métallique sur la surface des grains abrasifs.
Afin d'éliminer cet inconvénient, il a été néces saire jusqu'à présent d'utiliser des adjuvants de meu lage spéciaux, comme des liquides et des graisses au cours des opérations de meulage avec des abrasifs enduits. Toutefois, on doit effectuer de nombreuses opérations de meulage en l'absence<B>de</B> ces adjuvants de meulage, et même lorsqu'on les utilise le glaçaie pose encore un problème qui a un effet nuisible re connu sur le pouvoir de coupe et la vie en service de l'objet abrasif. En outre, il existe un certain nom bre d'inconvénients inhérents<B>à</B> l'utilisation des adju vants de meulage spéciaux, qui ont tendance<B>à</B> com penser dans une large mesure les avantages obtenus par leur utilisation.
Par exemple, des adjuvants de meulage liquides, comme l'eau, des huiles de coupe, etc., sont appliqués généralement par immersion ou pulvérisation sur l'objet abrasif enduit avant que l'abrasif vienne au contact de l'ouvrage. Ainsi qu'il est évident, ceci pose un problème pour Fapplication et l'élimination du liquide. Egalement, une simple On peut utiliser une matière abrasive classique quelconque. Ainsi l'abrasif situé sur la surface de l'objet abrasif enduit peut consister en des grains de carbure de silicium, d'alumine fondue, d'émeri, de grenat, de corindon, de silex, etc. et de mélanges de ceux-ci.
Etant donné que les objets abrasifs enduits sont destinés<B>à</B> être utilisés principalement dans les<B>opé-</B> rations de meulage dans lesquelles l'objet est soumis <B>à</B> une pression, la matière de support souple doit être capable de résister<B>à</B> une pression sans se déchi rer ou être endommagée. On peut utiliser toute matière de support souple classique pour fabriquer les produits abrasifs, mais les supports en toile sont les plus appropriés. En utilisant un support de toile coutil classique, on peut facilement utiliser des pro duits comme de la toile industrielle résineuse en ayant recours<B>à</B> l'additif de sulfure de fer granulaire pour la mise en #uvre de la présente invention.
L'expression<B>e</B> toile industrielle résineuse<B> </B> désigne un objet comprenant un support de toile souple auquel les grains abrasifs sont fixés d'une façon adhésive par une résine thermodurcissable.
On peut remplacer de 10 <B>à</B> 40 % en poids envi- ron des grains abrasifs situés sur la surface d'un objet abrasif enduit ne comportant que ces grains, par du sulfure de fer granulaire pour obtenir une aug mentation de l'efficacité de meulage. On mélange intimement les granules de sulfure de fer avec les grains abrasifs et on les applique par des procédés classiques au support qui a été précédemment enduit. par un adhésif approprié.
Par suite, les grains abra sifs et les granules de sulfure de fer sont uniformé ment répartis sur la surface de l'objet abrasif.
Lorsqu'on utilise cet objet abrasif dans une opé ration de meulage, par exemple pour meuler l'acier inoxydable, le sulfure de fer situé au voisinage im médiat des grains abrasifs venant au contact de l'ou vrage est soumis instantanément<B>à</B> des températures élevées,<B>à</B> de hautes pressions et<B>à</B> des surfaces métal liques propres. Dans ces conditions, il semble que le sulfure de fer réagit avec la surface métallique frai- chement découpée pour former des pellicules ayant une faible résistance au cisaillement. Ces pellicules agissent comme des lubrifiants solides entre les grains abrasifs et empêchent le métal fraîchement découpé de se souder aux grains abrasifs.
Pour qu'il soit effi cace, le sulfure de fer doit être mis en contact intime avec l'ouvrage et être soumis<B>à</B> une pression sur la face de meulage. Le sulfure de fer comme adjuvant de meulage est particulièrement efficace, lorsqu'on l'utilise dans les opérations de meulage rigoureux sur des aciers alliés comme l'acier inoxydable.
On va donner maintenant un certain nombre d'exemples particuliers relatifs<B>à</B> des formes d'exé cution de l'objet abrasif enduit. Sauf indication dans les exemples, tous les pourcentages sont en poids. <I>Exemple<B>1</B></I> Afin de montrer la supériorité des objets abra sifs enduits décrits, on a préparé plusieurs courroies immersion n'atteint pas la zone de génération de chaleur la plus grande et par conséquent on doit utiliser une application<B>à</B> haute pression, en augmen tant ainsi le problème posé par l'application et l'éli mination du liquide. Lorsqu'on utilise une pulvérisa tion, le risque d'incendie<B>à</B> partir des liquides inflam mables est accru et l'élimination par lavage des co peaux n'est pas très efficace. Lorsqu'on utilise l'eau comme adjuvant de meulage liquide, il se pose égale ment un problème de corrosion.
Lorsqu'on utilise une graisse ou cire comme adjuvant de meulage, on l'ap plique en général directement<B>à</B> la surface abrasive. Toutefois, après utilisation, la boue (c'est-à-dire la poussière, l'huile, les particules de grains, les copeaux métalliques, etc.) ont tendance<B>à</B> s'accumuler sur la surface de l'objet abrasif, en diminuant ainsi forte ment l'action de coupe.
Uobjet que comprend la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend des grains abrasifs et des granules de sulfure de fer faiblement abrasifs maintenus par un adhésif sur un support souple. Le sulfure de fer peut être une pyrite de fer, une troilite ou une marcassite. Le sulfure de fer granu laire agit sous pression pour fournir un graissage et agit comme adjuvant de meulage granulaire pour empêcher les particules métalliques de former un glaçage des grains abrasifs, en améliorant ainsi les caractéristiques de meulage de l'objet abrasif enduit.
L'expression<B> </B> granulaire<B> ,</B> telle qu'on l'utilise ici, est utilisée pour différencier les granules relati vement grossiers de sulfure de fer utilisés dans la présente invention et la petite dimension particulaire de matières de charge en poudre. On a choisi la dimension particulaire de<B>0J 52</B> mm comme ligne de séparation pour distinguer la matière granulaire gros sière de la matière en poudre. C'est-à-dire qu'aux fins<B>de</B> la présente invention, un résidu sur un tamis ayant une ouverture de maille de<B>0, 152</B> mm est une matière granulaire et que toute matière qui passe<B>à</B> travers un tel tamis est considérée comme une ma tière en poudre.
Uexpression <B> </B> faiblement abrasif<B> </B> signifie faible ment abrasif par rapport aux grains abrasifs courants utilisés sur les objets abrasifs enduits, comme par exemple le carbure de silicium, l'alumine fondue, le grenat, l'émeri, etc. Uadjuvant de meulage granu laire de la présente invention n'agit pas comme un abrasif secondaire ou plus friable, mais fonctionne d'une façon non abrasive.
Uobjet abrasif enduit comprend un support sou ple sur la surface duquel les grains abrasifs et les granules de sulfure de fer sont fixés par un liant adhésif. Bien qu'on puisse utiliser un adhésif classique quelconque pour fabriquer les objets abrasifs enduits, il est généralement préférable d'utiliser une résine thermodurcissable pour fixer les grains abrasifs et les granules de sulfure de fer au support. Les résines, comme les produits de condensation d'un phénol et d'un aldéhyde, conviennent parfaitement pour être utilisées dans la présente invention. abrasives enduites contenant différentes quantités de sulfure de fer granulaire, ainsi qu'une courroie abra sive enduite classique et normale et on les a sou mises<B>à</B> des essais de meulage comparatifs.
Chaque courroie abrasive essayée a été formée en une toile industrielle résineuse enduite avec de l'alumine fon due ayant une dimension particulaire de<B>0,297</B> mm comme matière abrasive. Les courroies abrasives étaient exactement les mêmes,<B>à</B> l'exception de la substitution de<B>10</B> %, de 20 % et de 40 % en poids de l'alumine fondue par du sulfure de fer granu laire, et toutes les courroies ont été préparées par le même processus classique. Le poids total de la ma tière granulaire par unité de surface de chaque cour roie était le même pour chaque courroie abrasive.
On a utilisé des pyrites de fer ayant une dimension particulaire inférieure<B>à 0,35</B> mm et supérieure<B>à</B> <B>0,30</B> mm dans les courroies suivant la présente invention.
On a soumis les courroies<B>à</B> un essai de meulage mécanique classique effectué sur une rectifieuse<B>à</B> montant postérieur dans laquelle chaque courroie a été soumise<B>à</B> des contacts répétés avec un objet en acier inoxydable dans des conditions d7essai norma lisées. On a maintenu une pression de contact de <B>1,652</B> kg/CM2 pour essayer les courroies et on a pour suivi l'essai jusqu'à ce que la vitesse (Tenlèvement de la matière tombe<B>à</B> un niveau commun.
Les résul tats des essais de meulage comparatifs sont indiqués sur le tableau<B>1.</B>
EMI0003.0007
<I>Tableau <SEP> I</I>
<tb> Enlèvement <SEP> Temps <SEP> Perte <SEP> en <SEP> poids <SEP> Vitesse <SEP> d'enlèvement
<tb> Courroie <SEP> abrasive <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> (minutes) <SEP> <U>de</U> <SEP> la <SEP> courroie <SEP> de <SEP> la <SEP> matière
<tb> (grammes) <SEP> (grammes) <SEP> <I>(g/minute)</I>
<tb> 100% <SEP> d'alumine <SEP> fondue <SEP> <B>- <SEP> 1025 <SEP> 80 <SEP> 13 <SEP> 12,8</B>
<tb> <B>90</B> <SEP> % <SEP> d'alumine <SEP> fondue, <SEP> <B>10</B> <SEP> % <SEP> <B>de</B> <SEP> pyrites. <SEP> <B>1180</B> <SEP> 84 <SEP> 14 <SEP> 14,0
<tb> <B>80</B> <SEP> % <SEP> d'alumine <SEP> fondue, <SEP> 20 <SEP> % <SEP> de <SEP> pyrites.
<SEP> <B>1350 <SEP> 92</B> <SEP> 14 <SEP> 14,6
<tb> <B>60</B> <SEP> % <SEP> d'alumine <SEP> fondue, <SEP> 40 <SEP> % <SEP> de <SEP> pyrites <SEP> <B>- <SEP> ----- <SEP> - <SEP> 1310 <SEP> 100</B> <SEP> 14 <SEP> <B>13,1</B> Sur la base de ces résultats d'essai, il est évident que toutes les courroies contenant des pyrites pré sentent de meilleures caractéristiques de rendement que la courroie abrasive normale. Toutes les cour roies contenant des pyrites présentent un plus grand degré d'enlèvement de la matière, une plus longue vie en service et une vitesse d'enlèvement de la matière accrue par rapport<B>à</B> la courroie normale, ce qui indique de meilleures caractéristiques de meu lage d'ensemble.
Le meilleur rendement est fourni par la courroie contenant 20 % de pyrites et<B>80</B> % d'alumine fondue.
<I>Exemple 2</I> On a préparé deux charges de pyrites de fer. Une charge, comme dans l'exemple<B>1,</B> présentait une dimension particulaire inférieure<B>à 0,35</B> mm et supé rieure<B>à 0,30</B> mm. La seconde charge présentait une granulométrie plus étendue,<B>à</B> savoir moins de 0,42 mm et plus de<B>0,25</B> mm. On a préparé plu- sieurs courroies d'essai en toile industrielle résineuse. Le poids total de la matière granulaire par unité de surface, de la courroie abrasive était le même pour chaque courroie essayée.
La courroie normale pré sentait<B>100 %</B> d%lumine fondue d7une dimension particulaire de<B>0,297</B> mm, tandis que les courroies d'essai étaient enduites avec le même poids de divers mélanges de pyrites de fer et d'alumine fondue ayant une dimension particulaire de<B>0,297</B> mm. On a pré paré toutes les courroies par le même processus normal.
<B>A</B> titre de comparaison, on a soumis les cour roies<B>à</B> un essai de meulage mécanique classique sur une rectifieuse<B>à</B> support postérieur dans laquelle on a soumis chaque courroie<B>à</B> des contacts répétés avec un objet en acier inoxydable dans des conditions d7essai normalisées. On a maintenu la pression<B>à</B> <B>1,652</B> kg/CM2 pour essayer chaque courroie et on a essayé chaque courroie pendant<B>80</B> minutes.
Les résultats de cet essai<B>de</B> meulage comparatif sont indiqués sur le tableau<B>Il.</B>
EMI0003.0020
<I>Tableau <SEP> II</I>
<tb> Courroie <SEP> abrasive <SEP> Dimension <SEP> parti <SEP> ni <SEP> <B>*1</B> <SEP> Enlèvement <SEP> Perte <SEP> en <SEP> poids <SEP> Vitesse <SEP> d'enlèvement
<tb> <B>c</B> <SEP> 21 <SEP> re <SEP> de <SEP> la <SEP> matière <SEP> de <SEP> la <SEP> courroie <SEP> de <SEP> la <SEP> matière
<tb> des <SEP> pyrites <SEP> (grammes) <SEP> (grammes) <SEP> (gfrainute)
<tb> <B>100</B> <SEP> % <SEP> d7alumine <SEP> fondue <SEP> <B>.. <SEP> ...........
<SEP> - <SEP> - <SEP> ---- <SEP> 900</B> <SEP> 12 <SEP> 11,2
<tb> <B>90</B> <SEP> % <SEP> d7alumine <SEP> fondue, <SEP> <B>10</B> <SEP> % <SEP> de <SEP> pyrites <SEP> <B>-</B> <SEP> 0,42 <SEP> <B>à <SEP> + <SEP> 0,25 <SEP> 1060 <SEP> 10 <SEP> <U>132</U></B>
<tb> <B>80</B> <SEP> % <SEP> d7alumine <SEP> fondue, <SEP> 20 <SEP> % <SEP> de <SEP> pyrites <SEP> <B>-</B> <SEP> 0,42 <SEP> <B>à <SEP> + <SEP> 0,25 <SEP> 985 <SEP> 10 <SEP> 1253</B>
<tb> <B>60</B> <SEP> % <SEP> d'alumine <SEP> fondue, <SEP> 40 <SEP> % <SEP> de <SEP> pyrites <SEP> <B>-</B> <SEP> 0,42 <SEP> <B>à <SEP> + <SEP> 0,25 <SEP> 955</B> <SEP> 12 <SEP> <B>11,9</B>
<tb> <B>80</B> <SEP> % <SEP> d'alumine <SEP> fondue, <SEP> 20 <SEP> Vo <SEP> de <SEP> pyrites <SEP> <B>- <SEP> 0,35 <SEP> à <SEP> + <SEP> 0,30 <SEP> 1080 <SEP> 10 <SEP> 13,
5</B> Toutes les courroies contenant des pyrites présen tent de meilleures caractéristiques de meulage par rapport<B>à</B> la courroie normale. La gamme de granu lométrie plus étroite des pyrites (de<B>0,35 à 0,30</B> mm) présente le meilleur rendement.
<I>Exemple<B>3</B></I> On a préparé une courroie d'essai en toile indus trielle résineuse présentant de l'alumine fondue ayant une dimension particulaire de 0,297mm dans la quelle on a incorporé des pyrites de fer ayant une très petite dimension particulaire (inférieure<B>à 0,076</B> mm) dans le liant résineux. On a essayé alors cette courroie par rapport<B>à</B> une courroie analogue ne contenant pas de pyrites. Les résultats d'essai com paratifs montrent qu'il n'y a aucune différence de rendement entre les deux courroies.
On pense que ceci est<B>dû</B> au fait que le sulfure de fer, pour fonc tionner comme adjuvant de meulage, doit être mis en contact intime avec l'ouvrage et être soumis<B>à</B> une pression<B>à</B> la face de meulage.
Bien qu'on utilise principalement du sulfure de fer granulaire sur des courroies abrasives, il est évi dent qu'on peut utiliser le sulfure de fer granulaire sur d'autres objets abrasifs enduits et qu'il est parti culièrement utile sur des objets soumis<B>à</B> des tempé ratures de meulage élevées, comme celles qui règnent avec des disques abrasifs.
l2objet décrit, en raison du remplacement d'une partie importante des grains abrasifs d'un objet connu par du sulfure de fer granulaire, présente de meil leures caractéristiques de meulage et se caractérise par une moins grande tendance au glaçage. Les grains abrasifs, l'adhésif et la matière de support particuliers décrits ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemple et on peut en fait utiliser tous grains abra sifs classiques, adhésif thermostable et matière de support.
La caractéristique de l'objet décrit ne réside pas dans l'utilisation d'un type ou d'une quantité particulier de grains abrasifs, d'adhésif thermostable ou de matière de support, mais dans le remplace ment d'une partie importante des grains adhésifs par des granules de sulfure de fer faiblement abrasifs. Ainsi, on peut avoir recours<B>à</B> l'une quelconque des matières abrasives d'application courante. Ces ma tières comprennent le carbure de silicium, l'alumine fondue, le grenat, l'émeri et des substances analo gues. La dimension de la matière abrasive peut varier entre celle de fines poudres de polissage et des dimensions particulaires plus grossières.
D'une façon analogue, on peut utilisertout: adhésif thermo- stable classique pour une application courante dans le domaine des abrasifs enduits pour fixer le mélange des grains abrasifs et des granules de sulfure de fer sur un support souple suivant la présente invention. On peut utiliser tout rapport proposé jusqu'à présent de l'adhésif aux grains abrasifs. On peut recourir<B>à</B> des procédés de fabrication classiques, comme ceux utilisés dans l'industrie des abrasifs enduits. Bien que l'on préfère en général un support en toile, on peut utiliser d'autres types de matière de support souple.
Par conséquent, quels que soient le type et les quantités des grains abrasifs de l'adhésif et de la matière<B>de</B> support utilisée pour fabriquer des objets abrasifs enduits, il en résulte de meilleures caracté ristiques de meulage et une diminution du glaçage lorsqu'on remplace une partie importante des grains abrasifs par des granules de sulfure de fer faiblement abrasifs.