FR2509650A1 - Fabrication de meules comprimees a froid - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION D'UN PRODUIT DE FAIBLE POROSITE LIE PAR UNE RESINE, CONTENANT DES GRAINS ABRASIFS, PAR PRECHAUFFAGE DU MELANGE DE GRAINS ABRASIFS AVANT LA COMPRESSION ET LE DURCISSEMENT, A UNE TEMPERATURE QUI PERMET DE SIMPLEMENT RAMOLLIR OU DE LIQUEFIER PARTIELLEMENT LA RESINE SANS LA DURCIR. LE CHAUFFAGE EST EFFECTUE PAR UN CHAMP DIELECTRIQUE ET LE MELANGE CHAUFFE EST ENSUITE COMPRIME A FROID DANS UN MOULE POUR OBTENIR LA MASSE VOLUMIQUE DESIREE, ET LA RESINE EST DURCIE PAR CHAUFFAGE POUR OBTENIR LE PRODUIT FINI, PAR EXEMPLE DES MEULES.

Description

Cette invention concerne la fabrication de

meules comprimées à froid.

Les meules liées par des liants à base de résines organiques sont formées principalement par deux procédés différents Une technique appelée compression à chaud consiste à placer un mélange d'au moins la résine et l'abrasif dans un moule et à soumettre à de la chaleur et à une pression élevée simultanément pour former la meule et durcir la résine Dans certains cas, le mélange peut être préchauffé mais ceci est essentiellement un précédent à la

température élevée de l'étape de durcissement sous pression.

Dans l'autre technique appelée compression à froid, le mélange abrasif est placé dans un moule et soumis à une pression sans chauffage significatif La forme "crue" ou-non durcie résultante est ensuite durcie par chauffage Le mode opératoire de compression à froid a l'avantage de ne pas nécessiter un moule complexe pour la fourniture de chaleur

en même temps que la pression.

La compression à froid permet de régler la porosité Un avantage de la compression à chaud est qu'il est plus facile de former des produits abrasifs de faible porosité ("haute densité") Il serait avantageux de combiner la simplicité de la technique de compression à froid et, en particulier l'utilisation de moules ne nécessitant pas d'entrée de chaleur élevée, avec les caractéristiques obtenues

par la compression à chaud.

Le préchauffage ou le chauffage partiel des matériaux pour la compression à froid ont été suggérés mais des problèmes se sont présentés en ce que, lorsque l'on élève la température du mélange, des problèmes d'écoulement thermique dans le mélange provoquent des différences de température dans les différentes parties et on obtient un

durcissement partiel et des difficultés de manipulation.

Le chauffage diélectrique au cours du moulage des matériaux abrasifs a également été suggéré, généralement

en association avec une technique de compression à chaud.

Il a été décrit dans le brevet U S No 4 150 514

délivré à Douglass le 24 avril 1979, que l'énergie des micro-

ondes peut être utilisée pour chauffer un mélange de résine et de grains réfractaires jusqu'à une température comprise entre 90 'C et 120 'C, et l'on tasse ensuite le mélange chauffé dans un moule chauffé ou on le comprime à chaud pour produire une masse volumique comprise entre 2 et 4 grammes par centimètre cube La masse tassée est continuellement chauffée dans le moule jusqu'à obtention de la masse

volumique recherchée et la résine est transformée en solide.

On peut utiliser une résine thermoplastique ou thermo-

durcissable.

Le brevet U S N O 2 233 176 délivré à Melton et al le 25 février 1941 et le brevet canadien NG 494 407 délivré à Rowe le 14 juillet 1953 illustrent l'utilisation d'énergie électrostatique de fréquence élevée pour le chauffage puis le durcissement du liant de résine dans des formes moulées

portées dans un tel champ électrique.

Le brevet U S No 2 469 398 délivré à Meyer le 10 mai 1949 montre d'abord le chauffage classique d'un mélange abrasif dans un moule pour préchauffer le mélange puis l'application de pression au matériau contenu dans le moule pour durcir la résine Ni la source de chaleur ni

l'intervalle de température ne sont spécifiés.

Le brevet britannique Ne 2 028 861, Obersby, 12 mars 1980, décrit l'utilisation d'énergie de micro-ondes sur un produit abrasif préformé ou une meule pour durcir

l'ingrédient liant résineux du mélange.

Les brevets U S No 3 950 149 du 13 avril 1976 et 3 980 453 du 14 septembre 1979, tous deux délivrés à Fukuda, décrivent un procédé de préparation d'un mélange de liant résineux et d'abrasif qui est pétri et transformé en une forme de brique que l'on chauffe ensuite avec une source d'énergie électrique à micro-ondes La brique chauffée est laminée en une fine forme plate puis de fines ébauches de meules sont découpées de la feuille plate Les ébauches sont chauffées dans un four tunnel classique à chauffage

électrique, pour durcir la résine.

On a maintenant trouvé que, si un mélange d'un abrasif et d'un mélange de résines en poudre est préchauffé

250965 C

à une température comprise entre 350 C et une température juste inférieure au point de fusion de la résine, à l'aide d'un appareil de chauffage diélectrique puis que l'on tasse le mélange chaud dans une étape de compression à froid, on peut obtenir un produit plus proche d'un produit obtenu par et

compression à chaudfle façon beaucoup plus simple.

Selon l'invention, il est donc fourni un procédé de préparation d'un produit lié par une résine, de faible porosité, qui contient des grains d'abrasif, le procédé consistant à mélanger les grains avec une composition pulvérulente de résines, à chauffer de préférence la résine dans le mélange par un champ de chauffage diélectrique pour ramollir au moins une partie de la résine, la température maximale obtenue par la partie de la résine étant inférieure à celle à laquelle un durcissement significatif a lieu, puis à appliquer une pression au mélange préchauffé dans un moule pour obtenir une forme dense, à supprimer la pression et à durcir ensuite la résine dans le mélange comprimé pour

former le produit lié.

Le mélange peut être faiblement tassé et le chauffage limité pour obtenir une température maximale de sorte que les particules de résine ne se frittent pas suffisamment pour devenir collantes de façon significative de sorte que le mélange après chauffage peut être "uniformisé" dans un moule avant la compression Ou bien, le mélange peut être uniformisé et tassé avant l'étape de chauffage diélectrique de sorte que 1 ' "uniformisation" ou égalisation après le chauffage n'est pas nécessaire Dans ce cas, la température maximale atteinte pendant l'étape de chauffage diélectrique n'est pas aussi limitée En fait, dans certains cas, il peut être indiqué de rendre la résine fluide avant la compression Ou bien, le mélange faiblement tassé peut être uniformisé dans le moule de compression finale et, sans en être enlevé, peut être préchauffé avant l'étape de compression Dans ce cas également, il n'est pas nécessaire que la température maximale du mélange faiblement tassé et uniformisé soit limitée Après le chauffage diélectrique, le mélange, qu'il soit faiblement ou fortement

250965 C

tassé, est uniformisé si nécessaire et réalisable, et comprimé à froid jusqu'à la densité recherchée Cette masse "comprimée à froid" peut ensuite être chauffée pour durcir substantiellement la résine et former un élément de rectification organique, généralement une meule Le chauffage est préférentiel, c'est-à-dire que c'est la résine qui est chauffée et théoriquement c'est la température de la résine qui est déterminante Comme il n'est pas possible de mesurer la température de la résine seule, on mesure les températures du mélange mais comme elles sont inférieures à celles de la résine, il est important de prendre soin d'éviter un chauffage qui effectue un durcissement même si la température globale du mélange est inférieure à la température de durcissement Quand le mélange est à chauffer sous forme peu tassée, le mélange peut alors être préchauffé jusqu'à une température de 35 C à 60 'C dans son état non tassé, dans le cas o le frittage du matériau peu tassé est à éviter pour que le mélange préchauffé puisse être réparti régulièrement dans le moule de compression à froid pour un tassement

uniforme à la masse volumique désirée pour le durcissement.

Les moules et les presses peuvent être des équipements classiques permettant d'obtenir la pression qui est adaptée à la production de la masse volumique désirée dans l'objet comprimé et, en suivant l'opération préférée de cet aspect du procédé, les plateaux de moulage ne sont pas maintenus espacés par des blocs d'espacement comme cela est parfois fait

pour calibrer l'épaisseur finale de la forme comprimée.

Le chauffage "diélectrique" comprend ce que l'on appelle chauffage par radiofréquence (ou diélectrique) et chauffage par micro-ondes Les fréquences habituelles utilisées dans le premier sont 13,56, 27,12, 84 M Hz et, dans le dernier cas, 896 (aux Etats-Unis 915), 2450 et potentiellement 5800 et 24125 M Hz Ce chauffage "diélectrique" repose sur l'existence d'un "facteur de perte" électrique significatif, comme cela est courant

avec les résines phénol/formaldéhyde.

On a trouvé, en préchauffant un mélange non tassé de résine et d'abrasif dans un champ diélectrique élevé, par exemple un champ de micro-ondes de fréquence élevé'e, puis en

250965 C

uniformisant le mélange préchauffé pendant qu'il est encore chaud dans un moule de compression à froid, puis en comprimant à froid et en durcissant séparément dans un four, que l'on peut obtenir la porosité désirée avec moins de pression qu'il n'était nécessaire jusqu'à présent de façon classique Le degré de préchauffage induit dans le mélange non tassé doit être déterminé pour obtenir un mélange qui est fluide dans le moule de façon à former une couche uniforme pour la compression à froid à la masse volumique désirée On a trouvé que la combinaison de ( 1) un préchauffage déterminé du mélange non tassé de résine et de grains d'abrasif dans

un appareil de chauffage diélectrique, par exemple à micro-

ondes, ( 2) d'une compression à froid pour obtenir la forme désirée et ( 3) d'un durcissement classique de la résine, permet la production d'une structure liée par résine dense et finie, avec une force de compression moindre qu'il n'est

habituellement nécessaire.

Cette invention peut être mieux illustrée dans son adaptation à la production de certaines meules classiques liées par des résines, o l'on utilise une résine thermodurcissable On peut préparer soit des meules denses fines d'une épaisseur de l'ordre de 9,5 mm ou des meules plus épaisses allant jusqu'à une épaisseur de 25 cm, en suivant le

procédé décrit ici.

Le procédé préféré peut être utilisé avec l'une quelconque des résines connues couramment utilisées avec le

type habituel de grains abrasifs comme l'alumine, l'alumine-

oxyde de zirconium, le carbure de silicium, les diamants ou d'autres milieux de meulage La composition de la résine en poudre ou la dimension du grain abrasif dans le mélange ne sont pas déterminantes Les grains peuvent être combinés avec des charges et additifs classiques et mélangés avec la composition de liant résineux en poudre, comme cela est bien connu dans le domaine La composition de résine est choisie parmi celles qui sont normalement à l'état de poudre jusqu'à ce qu'elles soient activées par la chaleur et qui peuvent être mélangées intimement sous leur forme pulvérulente avec les grains abrasifs et les autres composants des compositions

connues pour la fabrication de meules liées par des résines.

2 sb 9655 Les compositions classiques d'abrasif et de résine peuvent être soumises aux étapes de cette invention, mais les résultats les plus intéressants sont obtenus quand le procédé est utilisé pour la production de meules dures et les types de liants les plus denses Le procédé de l'invention a une utilité particulière dans la fabrication de meules ayant une porosité comprise entre environ 14 et 4 % Cette gamme de produits, en particulier du côté de plus faible porosité, est difficile ou impossible à fabriquer par le procédé

classique de compression à froid.

Après avoir mélangé soigneusement et intimement les composants résine et grains abrasifs du mélange pour meule, on souoet le mélange non tassé à une étape de chauffage par micro-ondes pour chauffer rapidement les particules d'abrasif enrobées de résine de façon à ramollir le composant résine du mélange sans le rendre liquide et sans effectuer un quelconque degré de durcissement d'une résine thermodurcissable Ce ramollissement de la résine au degré

désiré est effectué dans un champ électrique de micro-ondes-

qui touche sélectivement le composant résine sans chauffer

de façon appréciable les grains abrasifs du mélange.

Le terme "ramollissement" tel qu'utilisé ici désigne un changement des propriétés physiques de sorte que, lorsqu'on le soumet aux étapes suivantes, on obtient un produit qui a une porosité inférieure à celle d'un produit qui

n'a pas été soumis au chauffage dans un champ diélectrique.

L'expression "point de ramollissement" est parfois utilisée dans le domaine des matières plastiques comme définissant une étape bien connue du chauffage d'une résine Le ramollissement tel qu'utilisé dans la présente demande de brevet ne signifie pas nécessairement que ce point de ramollissement a

nécessairement été atteint.

Lorsque l'on indique qu'au moins une partie de la résine est chauffée, il faut comprendre que ce chauffage doit être appliqué généralement uniformément dans la masse de résine et d'abrasif Si des parties significatives de la masse ne sont pas chauffées, il est peu probable que le

procédé fonctionne bien.

250965 C

Avant d'effectuer le chauffage par micro-ondes de la résine, la résine en poudre, l'agent mouillant et d'autres additifs, s'il y en a, et les grains abrasifs doivent être soigneusement mélangés comme cela est effectué dans les bassines de mélange habituelles à la température ambiante. Le mélange non tassé peut ensuite être soumis au champ électrique de fréquence élevée à micro-ondes pour être chauffé, ou bien le mélange peut être étalé de façon non tassée dans un moule de compression à froid avant l'étape de préchauffage Mais, dans l'un ou l'autre cas, pendant que le mélange de grains abrasifs et de résine est à l'état non tassé, il est soumis au champ de micro-ondes pour ramollir le composant résine du mélange Ce chauffage peut être effectué en quelques minutes puis on comprime le mélange abrasif chauffé jusqu'à la forme finale dans un moule classique de

compression à froid.

Pendant la mise au point de ce procédé, on a préchauffé un mélange type de grains abrasifs d'alumine N O 80 (désignation FEPA ou ANSI) et de résine phénolique, utilisé pour préparer des meules à tronçonner denses fines, dans un champ de micro-ondes pour élever la température du mélange jusqu'à des températures comprises entre 550 C et 810 C, dans des lots d'une taille permettant d'obtenir des meules fines comprimées à froid dans un moule d'un diamètre de 15 cm et d'une épaisseur de 9,5 mm Les lots respectifs à partir desquels les meules sont préparées ont été chauffés

pendant 3 à 5 minutes dans un appareil de chauffage à micro-

ondes de 2 k W et les pressions nécessaires pour comprimer à froid les meules d'essai ont été notées En outre, on prépare des meules classiques comprimées à froid ayant les mêmes dimensions à partir du même mélange dans la même presse au même degré de pression, à titre de comparaison Les meules pressées à froid préparées à partir du mélange préchauffé et les meules classiques préparées avec le mélange non chauffé sont toutes cuites dans des conditions identiques pour durcir la résine Les meules préparées avec le mélange non chauffé sont analysées après cuisson et on détermine que ces meules ont une porosité de 12 % Le mélange préchauffé donne des

250965 C

meules ayant une porosité de 10 %, ce qui indique que les meules préparées avec un mélange préchauffé sont des meules plus denses quand toutes les autres étapes de fabrication

sont identiques Le tableau suivant donne les résultats.

TABLEAU I

Effets du préchauffage par micro-ondes sur la masse volumique des meules comprimées à froid Dimension des meules 150 x 9,5 x O mm Compression à froid 1 O Préchauffage Temp du mé Pression Masse Module par micro lange à la volumique d'Young ondes compression à froid Aucun 250 c 912 105 Pa 2, 68 g/cm 3 28,5 x 1010 Aucun 25 WC 665 10 Pa 2,62 g/cm 3 27,1 x 10 3 mn à 2 k W 55 WC 912 105 Pa 2,74 g/cm 3 29,2 x 1010 4 mn à 2 k W 760 c 912 105 Pa 2,74 g/cm 3 29,3 x 1010 S mn à 2 k W 81 WC 912 105 Pa 2,75 g/cm 3 30,2 x 1010

-

On peut voir que, lorsque l'on applique la même pression à des lots préchauffés séparés que l'on a chauffés respectivement à des températures différentes, par rapport au mélange abrasif qui a été comprimé à froid à la température ambiante, les meules ayant été durcies ensuite dans des conditions identiques, les produits préchauffés cuits finis

ont des masses volumiques supérieures.

On voit ensuite que, en suivant ce procédé, on peut obtenir des meules plus denses quand la pression de tassement est appliquée au mélange correspondant dans une presse froide Ainsi, si on compare aux meules obtenues avec un mélange non chauffé dans les mêmes conditions, on peut obtenir des meules plus denses pour un quelconque mélange donné de grains abrasifs liés par une résine, en utilisant les pressions classiques utilisées à l'heure actuelle dans les équipements de compression à froid; ou bien, en utilisant relativement moins de pression qu'il n'était nécessaire jusqu'à présent, on peut maintenant obtenir des

250965 C

meules ayant la même densité et la même résistance que les meules produites dans le procédé classique de compression à froid, dans une presse nécessitant moins de pression en suivant l'étape de préchauffage décrite sur le mélange de résine et de grains abrasifs non tassé. Le procédé est mieux adapté à l'utilisation avec

les résines thermodurcissables, comme les résines phénol-

aldéhyde, époxy et polyester, etc, o un ramollissement initial du composant résine du mélange abrasif non tassé peut être effectué sous le contrôle de l'énergie d'entrée dans l'étape de préchauffage par microondes qui est effectué rapidement avant toute liquéfaction ou durcissement thermique de la résine Il faut prendre soin d'éviter de rendre le composant résine trop fluide, ce qui entraîne la formation de billes ou l'agglomération des composants du mélange, s'il est chauffé pour la première fois dans un état en vrac non tassé dans la cuvette de mélange ou dans tout autre récipient et est ensuite transféré pour être réparti dans le moule de compression à froid Quand la formation de billes se produit dans le mélange non tassé, la répartition uniforme du mélange dans le moule avant la

compression est plus difficile sinon impossible à réaliser.

Il a été trouvé, avec une poudre de liant résineux phénolique dans un mélange de grains abrasifs, qu'un préchauffage du mélange à une température comprise entre 350 C et 60 'C élimine substantiellement toute tendance

dans le mélange à la formation d'agglomérats ou de billes.

De préférence, le préchauffage du mélange non tassé pour meule d'abrasif et de résine phénolique que l'on utilise pour obtenir les meules denses et dures de cette invention,

est maintenu dans un intervalle d'environ 40 'C à 50 'C.

Quand le mélange est uniformisé et tassé avant le chauffage par microondes, consécutivement à l'étape finale de compression à froid, le problème concernant l'effet d'agglomération est alors éliminé Le mélange peut être uniformisé et tassé dans le moule final de "compression à froid", quand l'appareil de chauffage diélectrique doit être spécialement conçu pour s'adapter au moule et un équipement

250965 C

de moulage coûteux est utilisé pour effectuer l'étape de

préchauffage, bien que ceci ne prenne que quelques minutes.

Ou bien, le mélange peut être uniformisé et tassé dans un autre moule, de préférence en faisant une masse légèrement tassée qui, après chauffage, a une consistance suffisante pour permettre son transfert dans le moule final Ici le moulage initial donnera de préférence un produit tassé qui a une taille légèrement inférieure, en donnant ainsi plus de

jeu de façon interne et/ou externe dans le premier moule.

Les températures maximales obtenues pendant le chauffage diélectrique d'un mélange uniformisé et tassé peuvent être supérieures à celles utilisées quand le mélange est non tassé Dans certaines compositions, ceci est indiqué de façon à pouvoir obtenir de faibles porosités de meule La résine sera fluidisée ou fondue et aura atteint des températures qui ne sont pas éloignées de celles considérées comme nécessaires pour obtenir le début du durcissement Comme

l'appareil de chauffage-diélectrique chauffe préférentielle-

ment la résine jusqu'à une certaine température, la température mesurée du mélange sera inférieure à celle que

la résine atteint.

La compression à froid peut être effectuée dans un moule comportant des éléments d'espacement en position permettant de déterminer précisément l'épaisseur de l'objet moulé si cela est désiré Ou bien, l'objet moulé peut être

préparé par compression jusqu'à une pression prédéterminée.

Les deux procédés sont bien connus.

Dans la "compression à froid" il est possible de disposer d'un moyen permettant de réchauffer légèrement les plaques Ceci éviterait les pertes de chaleur mais ce faible chauffage se distingue facilement des quantités très importantes de chaleur nécessaires pour les techniques de compression à chaud En conséquence, toute modification de la compression à froid classique ne serait pas équivalente à la

compression à chaud coûteuse.

Le préchauffage de la résine dans un mélange de grains abrasifs et de liant de résine a une utilité particulière dans la production des qualités de meules les * 250965 l plus dures et les plus denses L'étape de préchauffage minimise le degré de pression nécessaire pour la production

d'une quelconque masse volumique donnée du mélange résine-

abrasif et on peut donc utiliser un équipement de prix inférieur et, comme le degré de pression nécessaire pour obtenir une caractéristique donnée de meule a été réduit,

l'utilisation de ce procédé minimise l'usure sur le moule.

Bien que le préchauffage d'un mélange abrasif ait été décrit précédemment pour la production de meules denses et dures, il aura une certaine application pour l'utilisation avec d'autres types de meules de qualité plus fine et plus molle lorsque la masse volumique désirée de la meule n'est pas aussi difficile à obtenir; pour la production de telles meules, le préchauffage peut être utilisé mais il n'est pas aussi essentiel que dans le procédé de préparation des

produits plus durs et plus denses.

On utilise un équipement classique de chauffage

diélectrique pour chauffer le mélange d'abrasif et de résine.

Comme on le sait, on dispose des fréquences de 13,56, 27,12, 84, 896, 2450, 5800 et 24125 M Hz (aux Etats-Unis la fréquence 915 remplace la fréquence 896) Les fréquences 896 et 2450 sont des fréquences de microondes facilement disponibles et utilisées dans l'équipement industriel Des appareils de chauffage utilisant les fréquences 5800 et 24125 ne sont pas facilement disponibles La fréquence préférée dans l'équipement de chauffage R F est 84 M Hz Bien que la fréquence utilisée pour le préchauffage du mélange n'est pas très-déterminante, on a trouvé ainsi qu'il est bien connu que les fréquences R.F ont moins d'utilité quand des matériaux conducteurs de

l'électricité sont présents et que le mélange est non tassé.

Les fréquences de micro-ondes supérieures ont une moindre

utilité quand on chauffe de grandes épaisseurs de mélange.

Lorsque l'on suit ce procédé, on obtient des meules d'une épaisseur allant de 9,5 mm à 250 mm, dont on a trouvé qu'elles se trouvaient dans l'intervalle industriel de tolérances pour l'équilibre, l'épaisseur et la masse volumique, en utilisant le procédé de compression à froid et

09650

en utilisant de 20 % à 50 % de pression en moins que celle nécessaire pour la production d'une qualité et d'une masse volumique similaire de meules avec des mélanges identiques

qui n'ont pas été préchauffés.

EXEMPLES DES MODES DE REALISATION PREFERES

EXEMPLE I

On prépare de la manière suivante deux séries de meules de 500 x 10 x 250 mm contenant en volume 12 % de

pores, 46 % d'abrasif et 42 % de liant.

On prépare un lot original de mélange en plaçant de l'oxyde d'aluminium de grain 80 dans une cuve de mélange, en mouillant l'abrasif avec du furfural, en versant un liant de résine phénolique en poudre sur l'abrasif mouillé et en -mélangeant ces matériaux jusqu'à ce que pratiquement la totalité du liant à base de résine phénolique en poudre a

adhéré aux grains d'abrasif mouillés au furfural.

Le liant a la composition suivante en pour cent en poids: Résine phénolique en poudre 40,5 % Sulfate de baryum 54,2 % Chaux 5,3 % Le lot original de mélange est divisé en deux portions A partir d'une portion, on comprime à froid des meules de la manière classique Ce type de meule étant relativement dense, c'est-à-dire de faible porosité, il faut une grande quantité de pression pour comprimer le mélange à la masse volumique désirée pour la meule, qui est d'environ 2,66 g/cm 3 La quantité de pression nécessaire est de 1638 105 Pa, juste en-dessous de la limite de sécurité de

l'équipement de moulage en acier utilisé.

La seconde portion du mélange est ensuite divisée en trois portions plus petites dont chacune est placée dans un récipient distinct en polyéthylène Chaque portion du mélange est ensuite chauffée à une température différente, à savoir 40 'C, 450 C et 50 'C, dans une unité de chauffage à micro-ondes Alors que chaque mélange est encore chaud, on transfère une quantité prédéterminée dans un dispositif de moulage en acier classique, on uniforme et on comprime t 5 O 965 C. à la dimension désirée La quantité de pression nécessaire pour comprimer le mélange à l'épaisseur désirée dans tous les cas est seulement de 820 105 Pa, c'est- à-dire seulement la moitié de la quantité de pression nécessaire pour effectuer la même épaisseur de meule lorsque l'on utilise la technique

classique de compression à froid.

Les propriétés des meules préparées par le procédé classique de compression à froid de l'invention sont les suivantes

TABLEAU II

Mode de Température Pression Epaisseur Masse vo Module* chauffage de pré lumique chauffage ( O C) (Pa) -(mm) (g/cm 3) Aucun 1638 10 Pa 10,3 2,68 27 Aucun 1638 10 Pa 10,2 2,65 28

Préchauf-

fage par micro-ondes 3 k W-l mn 40 820 10 Pa 10,3 2,65 26 3 k W-2 mn 45 820 10 Pa 10,3 2,66 26 3 k W-2 mn 45 820 105 Pa 10,3 2,65 29 3 k W2, 5 mn50 820 105 Pa 10,3 2,67 28 * note: Module d'élasticité d'Young

EXEMPLE II

On prépare deux séries de meules de 460 x 9,3 x 200 mm contenant en volume 12 % de pores, 46 % d'abrasif et 42 % de liant de la même manière que les meules de l'Exemple I mais, dans ce cas, on utilise comme abrasif de l'oxyde d'aluminium de grain N O 100 au lieu du grain N O 80 de l'Exemple I, et on utilise comme agent mouillant une résine phénolique liquide à la place du furfural Ces meules diffèrent également par la composition de liant qui a la composition suivante en pourcentage en poids: Résine phénolique en poudre 32,0 % Pyrites de fer 38,0 % Fines de carbure de silicium 25,6 % Résine phénolique liquide 4,4 %

250965 C

Comme dans l'Exemple I, le lot initial de mélange est divisé en deuxportions Des meules normales et des meules selon l'invention sont préparées comme décrit dans l'Exemple I La pression nécessaire pour comprimer le mélange au degré de tassement désiré est à nouveau 1638 105 Pa pour les meules classiques comprimées à froid Les portions de mélange qui ont été chauffées avant compression sont tassées au degré désiré avec seulement la moitié de la pression nécessaire pour le mélange non chauffé, c'est-à-dire 820 105 Pa Les propriétés comparées des deux types de meules sont les suivantes:

TABLEAU III

Mode de Température Pression Epaisseur Masse vo Module* chauffage de pré lumique chauffage (Oc) ((Pa) (mm) (gcm_) Aucun 1638 10 Pa 9,3 2,73 29 Aucun 1638 10 Pa 9,4 2,73 20 Préchauffage

par micro-

ondes 2,25 k W-1 mn40 820 105 Pa 9,4 2,69 36 2,25 k W-1 mn40 820 105 Pa 9, 3 2,71 36 1,5 k W-1,75 mn 45 820 105 Pa 9,3 2,72 36 1,5 k W-1,75 mn 45 820 105 Pa 9,3 2,71 37 1,5 k W-2 75 mn45 820 10 l'a 9,3 2,71 37 1,5 k W-2 mn 50 820 10 Pa 9,3 2,71 38 1,5 k W-2 mn 50 820 105 Pa 9,3 2,68 36 * note: Module d'élasticité d'Young L'examen des résultats montre que, bien que ces meules aient la même masse volumique, les meules préchauffées sont plus résistantes comme le montre l'augmentation du

module d'élasticité de Young.

Comme indiqué précédemment, les mélanges pour meules sont préchauffés par micro-ondes à 40, 45 et 50 C. Les mélanges chauffés à 40 et 450 C ont d'excellentes caractéristiques en ce qui concerne l'étalement dans le moule, etc Cependant, la portion de mélange chauffée à 500 C présente une certaine tendance à la formation d'un gâteau t 5 0965 C; en raison d'une petite quantité d'agglomération Ceci n'est pas un problème car un simple tamisage du mélange brise les agglomérats Le point important est qu'une température

nettement supérieure à 50 OC pour cette composition particu-

lière de meules ne serait pas acceptable d'un point de vue de mise en oeuvre lorsque l'on utilise la technique de mélange non tassé Par ailleurs, il existe des compositions pour

meules que l'on peut utiliser à des températures de pré-

chauffage supérieures et l'on peut modifier le procédé tel

que décrit ci-dessus.

EXEMPLE III

Bien que le procédé de la présente invention soit une amélioration de la technique antérieure en ce qu'il permet la production de meules relativement denses à des pressions inférieures en permettant ainsi l'utilisation de presses et d'équipements de moulage légers, la présente invention fournit également un moyen de préparation de meules dites pressées à froid à des masses volumiques qu'il était jusqu'à présent impossible d'obtenir et également quelques meules plus

résistantes pour une masse volumique donnée.

On prépare deux séries de meules, une série par le procédé de compression à froid de la technique antérieure et l'autre série selon l'invention, exactement comme dans l'Exemple II en utilisant la même composition à une seule distinction, à savoir que les meules préchauffées dans ce cas sont également comprimées à 1638 105 Pa ainsi que les meules classiques La compression des meules formées à partir des mélanges préchauffés donne des meules de plus grande masse volumique et de plus grande résistance mécanique que pour les meules préparées en utilisant la technique de compression à froid classique Les résultats

sont donnés dans le Tableau IV.

250965 C

TABLEAU IV

Mode de Température Pression Epaisseur Masse Module* chauffage de pré volumique chauffage (OC) (Pa) (mm) (g/cm 3)

1638 10 9,3 2,73 29

1638 10 9,4 2,73 30

Préchauffage

par micro-

1 ondes 2,25 k W-1 mn 40 1638 10 8,8 2,79 31 2,25 k W-1 mn 40 1638 10 9,0 2,79 34 1,5 k W-2 mn 45 1638 10 9,1 2,81 35 1,5 kw-1,75 mn45 1638 10 9,0 2,83 36 1,5 k W-2 mn 50 1638 10 e 9,0 2,79 37 1,5 kw-2 mn 50 1638 10 9,1 2,80 39 *note: Module d'élasticité d'Young L'examen des résultats montre que, dans les mêmes

conditions de compression, c'est-à-dire 1638 105 Pa, le pré-

chauffage du mélange donne une meule nettement plus dense qui ne pouvait pas être préparée en utilisant les procédés classiques à moins d'utiliser des pressions qui dépassaient les limites de fonctionnement sans risques de l'équipement de moulage.

Pour les besoins de cette description, l'utilisa-

tion de l'expression "compression à froid" couvre l'utilisation de moyens de moulage et de pression destinés à recevoir et à façonner le mélange de résine et d'abrasif sans application d'une quantité de chaleur suffisante pour durcir la résine ou pour déterminer la caractéristique de durcissement de la résine pendant l'opération de compression, à distinguer d'une "compression à chaud" o un mélange de grains abrasifs et de résine est soumis à une pression pendant que le mélange comprimé est simultanément chauffé pour durcir la résine ou consolider le mélange de résine et d'abrasif dans le moule pendant que le mélange est sous pression. Un moule de compression à froid tel qu'utilisé dans cette invention peut comporter quelques moyens

250965 C

d'introduction ou de rétention de chaleur (par exemple une isolation) Par exemple, le chauffage peut se faire par

chauffage électrique ou vapeur d'eau amenée aux plaques.

Cependant, cette chaleur ne doit pas être de l'ordre utilisé dans la compression à chaud, qui pourrait modifier le durcissement, et est conçue essentiellement pour aider à retenir dans le mélange la chaleur provenant de l'étape de chauffage diélectrique qui pourrait sinon être

absorbée par le métal du moule.

Toutes les étapes de moulage et de compression décrites ci-dessus utilisées pour la production des meules selon cette invention sont effectuées dans des équipements

classiques de fabrication par compression à froid.

Comme le matériau tiède peut adhérer aux parois du moule plus qu'une masse moulée à froid (ou la masse dans le moule très chaud de la compression à chaud), il peut être indiqué de prévoir un refroidissement des surfaces du moule et également, ou alternativement, des agents ou des surfaces

de démoulage pour améliorer les propriétés de démoulage.

Le terme "uniformisation" utilisé ici désigne l'obtention d'une épaisseur uniforme d'un mélange de façon à obtenir, après compression, une épaisseur uniforme du et mélange/de façon à obtenir, après compression, une densité et une homogénéité uniformes L'uniformisation se fait généralement par utilisation d'une technique d'épandage mais peut être effectuée par d'autres moyens, par exemple vibration. Les exemples précédents illustrent le meilleur mode de mise en oeuvre de l'invention mais il est possible que des modifications puissent se faire tout en restant dans

le domaine des revendications annexées.

250965 C

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Procédé de préparation d'un produit de faible porosité lié par une résine et qui contient des grains abrasifs, qui consiste à mélanger les grains avec une composition de liant de résine en poudre, à appliquer une pression dans un moule et à durcir le mélange comprimé pour former un produit lié, caractérisé en ce que la résine dans le mélange est chauffée, préférentiellement aux autres composants du mélange, par un champ de chauffage diélectrique pour ramollir au moins une partie de la résine, la température maximale obtenue par la portion de résine étant inférieure à celle à laquelle un durcissement significatif a lieu; une pression est appliquée au mélange préchauffé dans un moule pour obtenir une forme dense; la pression est supprimée et la résine est ensuite durcie dans le mélange

comprimé pour former le produit lié.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de compression et le durcissement forment

un produit ayant une porosité de 2 à 20 % en volume.

3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé

en ce que la porosité est de 14 à 4 %.

4 Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le chauffage

donne une température du mélange globalede 35 à 81 'C.

5 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le mélange est à une température de 40 à 500 C

juste avant l'application de pression.

6 Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le champ

diélectrique est un champ de micro-ondes.

7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé

en ce que le champ est à 896 ou à 2450 M Hz.

8 Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mélange est

dans un état réparti de façon peu tassée avant le chauffage.

9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélange chauffé est ensuite placé dans un

moule et, si nécessaire, uniformisé.

250965 U

Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le mélange est

au moins partiellement tassé avant le chauffage, pour

former une forme initiale.

11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le mélange tassé, chauffé et formé est transféré à partir de l'endroit de traitement thermique

jusqu'au moule de mise sous pression.

12 Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le produit est

une meule.

13 Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la résine est

une résine du type phénol-formaldéhyde et est finalement

durcie par chauffage.