Particules abrasives utilisées pour les meules | Secteurs | Métallurgie

Les particules abrasives utilisées pour les meules sont de deux types, à savoir :1. Abrasif naturel et 2. Abrasif artificiel. Généralement, pour la plupart des utilisations, les abrasifs naturels ne sont pas utilisés en raison de certains avantages des abrasifs artificiels (fabriqués).

Abrasifs naturels :

Ceux-ci sont produits par des forces incontrôlées de la nature.

Les abrasifs naturels généralement trouvés et utilisés sont les suivants :

(a) Pierre de sable ou quartz solide

(b) Emery (50-60% cristallin A1₂ O₃ + Oxyde de fer)

(c) Corindon (75-90% cristallin A1₂ O₃ + Oxyde de fer

(d) Diamants

(e) Grenat.

Efficacité des particules abrasives :

L'efficacité des particules abrasives dépend de :

(i) Pureté

(ii) Uniformité dans la composition.

(iii) Dureté – La règle courante à ce sujet est que la dureté de l'abrasif doit être supérieure à celle du matériau de travail.

(iv) Robustesse – Si la roue n'est pas résistante, les particules abrasives se briseront facilement et l'usure de la roue sera excessive.

(v) Netteté de la fracture – La meilleure action de coupe est obtenue par des abrasifs tranchants. Les abrasifs naturels donnent des bords arrondis et ne sont donc pas efficaces pour la coupe.

Progrès dans les particules abrasives :

Il y a eu un changement significatif dans le type de matériau de travail des matériaux tendres vers des matériaux difficiles à meuler utilisés pour diverses applications. Tout matériau dur ne peut être usiné ou fini que par un processus de meulage. Ces matériaux plus récents et plus durs posent un défi certain à la meule.

Tout cela nécessite une amélioration significative des meules, à la fois en termes de spécifications de meules et de techniques de fabrication de meules.

Certaines de ces améliorations sont :

je. Abrasifs plus durs qui restent plus tranchants plus longtemps

ii. Abrasifs friables qui se réaffûtent en permanence pour exposer des bords de coupe plus récents et plus tranchants

iii. Roues qui produisent de faibles niveaux de vibration à des vitesses plus élevées

iv. Tolérances géométriques plus serrées sur les roues.

Les fabricants d'abrasifs ont développé diverses solutions pour répondre aux exigences ci-dessus, certains d'entre eux utilisant une combinaison d'abrasifs plus récents (un de ces produits est la gamme de produits 86A), des systèmes de liaison améliorés et des limites de fabrication plus strictes, résultant en un produit nettement supérieur pour les applications de meulage de précision.

L'abrasif 86A est un abrasif révolutionnaire pour les applications de meulage de précision. Il existe essentiellement deux familles d'abrasifs, à savoir. Oxyde d'aluminium (AlO) et carbure de silicium (SiC).

Les abrasifs à l'oxyde d'aluminium sont utilisés pour les applications de meulage ferreux et le carbure de silicium pour les applications de meulage non ferreux. Dans la famille des abrasifs AlO, il existe différents types d'abrasifs en fonction de leur composition chimique et de leur structure cristalline.

AlO monocristallin (noté 32A) et l'oxyde d'aluminium blanc (38A) sont deux des types d'abrasifs AlO les plus courants. 32A est un abrasif à coupe rapide utilisé pour les applications de meulage de précision à usage intensif. 38A est un type d'abrasif friable utilisé pour les applications de meulage de précision.

Les propriétés de ces deux abrasifs ont été combinées pour obtenir le nouvel abrasif conventionnel révolutionnaire appelé 86A. Ce grain a la capacité de conserver son arête plus longtemps, ce qui entraîne une coupe plus froide et moins de dommages métallurgiques à la surface de travail. De plus, le tranchant plus durable signifie plus de travaux entre les dressages, réduisant ainsi les coûts de meulage.

L'abrasif 86A est le mieux adapté aux applications à haute productivité en raison de ses propriétés de taux d'enlèvement de matière élevé. Il s'est également avéré efficace sur des matériaux difficiles à broyer. L'abrasif 86A est le mieux adapté pour le meulage des aciers rapides, des alliages coulés et des fraises, des alliages de nickel et des aciers à haute teneur en chrome. La dureté des abrasifs 86A est de l'ordre de 2150-2250 knoop, alors que la dureté des abrasifs 38A est d'environ 1900-2100 knoop.

Une performance comparative des abrasifs 86A par rapport aux abrasifs 38A est montrée dans les Fig. 20.4 (a) et (b). Il est clair que le taux de meulage (défini comme le rapport du volume de matière enlevée au volume d'usure de la meule) pour la meule 86A est plus élevé sur une plage de taux d'enlèvement de matière par rapport à l'abrasif 38A.

La ténacité spécifique du grain est plus élevée pour les abrasifs 86A que pour les abrasifs 38A. De plus, l'énergie de broyage spécifique est plus faible pour la meule 86A, car pour la même puissance consommée par les deux meules, la matière enlevée par la meule 86A est sensiblement plus élevée. Dans le décompte final, la capacité de broyage (définie comme le rapport entre le rapport de broyage et le rapport de broyage spécifique) des meules 86A est supérieure à celle des meules 38A.

Certaines des applications où les abrasifs 86A ont montré une supériorité significative sont le meulage en salle d'outils, le meulage de surface, le meulage d'engrenages, le meulage interne, le meulage de bagues de roulement et d'autres applications de meulage de forme.

Abrasif artificiel ou manufacturé :

La qualité et la composition de ces particules peuvent être facilement contrôlées et leur efficacité est bien meilleure que celle des abrasifs naturels.

Les abrasifs manufacturés les plus couramment utilisés sont :

(a) Carbure de silicium (SiC) :

Il est disponible dans une variété de couleurs. Une variété spéciale de vert bleuté convient parfaitement au meulage d'outils à pointe. Les noms commerciaux de celui-ci sont « Carborandum », « Crystolon ». « Électron », etc.

(b) Oxyde d'aluminium (Al₂ O₃ ):

Les noms commerciaux de l'oxyde d'aluminium fondu sont « Aloxite » ; « Alundum » et « Borolon ». Sa forme spéciale est l'Al₂ blanc 0₃ qui, une fois pur, ressemble à un cristal blanc brillant. Il convient particulièrement aux aciers à outils où la génération de chaleur due au meulage est faible.

(c) Carbure de bore.

(d) Nitrite de bore (CBN) :

Les meules CBN sont utilisées pour meuler les aciers trempés et difficiles à meuler. Ceux-ci ont une longue durée de vie et des rapports de broyage élevés. La température rencontrée lors du meulage est beaucoup moins élevée et donc une finition et une qualité de surface bien meilleures.

Fabrication d'abrasifs artificiels :

(a) Carbure de silicium :

Dans sa fabrication, les ingrédients suivants sont soigneusement mélangés et chauffés dans un four électrique à environ 2320°C pendant environ 36 heures. Ensuite, l'ensemble de la masse solide est broyé, lavé et traité avec des alcalis.

Il est à nouveau lavé et enfin broyé en petites particules. Ceux-ci sont ensuite tamisés dans des tamis à mailles différentes. Pour un broyage fin, des particules (180-200 mesh) sont prélevées.

Les différents ingrédients sont :

(i) Sable de Silca — 25 parties

(ii) Coke de pétrole obtenu par distillation non destructive (de forme très pure) — 34 parties

(iii) Sel commun — 2 parties

(iv) Sciure de bois (poudre de bois) — 12 parties

De ces sable de silice donne du silicium, le coke de pétrole fournit du carbone et la sciure brûle à haute température pour donner une structure poreuse. Il est généralement de couleur noir verdâtre.

(b) Oxyde d'aluminium (Al₂ O₃ ):

Il est fabriqué par fusion de bauxite minérale (Hydrated Al₂ O₃ + Si₂ O₃ + oxyde de titane) mélangé avec du coke broyé et des déchets de fer. Celui-ci est fondu dans un four électrique et une fois la fusion terminée, il est broyé, lavé, traité aux alcalis, lavé à nouveau et enfin broyé et calibré. Il est de couleur brun rougeâtre, il est résistant et tranchant, il a tendance à se casser facilement et est donc utilisé pour le meulage des aciers à outils.

Comparaison du SiC et de l'Al₂ O₃ (i) Al₂ O₃ est plus dur que le SiC mais sa dureté est moindre. Al₂ O₃ est donc très approprié pour le broyage de matériaux à haute résistance à la traction (2700 kgf/cm ² ). Si Al₂ O₃ être utilisé avec un matériau à faible résistance à la traction, la résistance offerte par le matériau sur la meule sera alors moindre.

Dans ce cas, les particules abrasives ne tombent pas de la meule et continuent de s'émousser, donc le meulage sera médiocre. Par conséquent, tous les matériaux résistants comme l'acier rapide, le bronze résistant et le cuivre doivent être mis à la terre par Al₂ O₃ et pas les autres.

(ii) Le SiC est plus dur et plus cassant. S'il est utilisé avec des matériaux à haute résistance à la traction, alors plus de résistance sera offerte par le travail sur meule et les particules abrasives tombent rapidement en raison de fractures rapides produisant un auto-affûtage plus rapide.

Il est principalement utilisé avec des matériaux à faible résistance à la traction comme la fonte, les pointes en carbure, l'outil en tungstène et tous les matériaux non métalliques comme la pierre de marbre, le caoutchouc dur, le plastique, le cuir, etc. Avec ces matériaux, plus dur Al₂ O₃ les particules subissent moins de fractures. La dureté de grattage des particules de SiC est plus. Une forme spéciale de SiC est utilisée pour meuler et réaffûter les outils à pointe de carbure cémenté.