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Auteur(s)
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Jean-Louis DOUZET : Ancien Directeur de Marchés de Norton SA
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Connues depuis la préhistoire (âge de la pierre polie), les propriétés abrasives de certains minéraux ont été cantonnées depuis l’antiquité jusqu’à la deuxième moitié du XIX e siècle dans les travaux d’aiguisage et de polissage (des armes, des outils, du marbre, des pierres précieuses). Les meules en grès des rémouleurs et les plateaux à polir des lapidaires sont une survivance de cette époque.
Ce n’est que vers 1850 qu’apparaîtront les premières meules réalisées à partir d’abrasifs naturels : quartz, émeri, agglomérés par de la gomme laque, de la magnésie ou du caoutchouc ; il fallut encore un quart de siècle pour que naisse la fabrication industrielle de meules à agglomérant céramique et un autre quart de siècle pour que soient produits en quantité notable les deux abrasifs artificiels encore le plus utilisés de nos jours : l’oxyde d’aluminium et le carbure de silicium.
C’est l’avènement de ces abrasifs fabriqués (improprement qualifiés parfois d’artificiels par opposition à naturels) qui a permis, depuis le début du XX e siècle, la réalisation de pièces mécaniques devant présenter à la fois des tolérances géométriques serrées et des états de surface poussés.
Enfin, étape récente des plus importantes dans l’évolution des abrasifs, la mise au point vers les années 60 de la fabrication industrielle de deux superabrasifs, le diamant et le nitrure de bore cubique, a permis l’usinage dans des conditions économiques et avec une très grande précision de pièces dans des matériaux de dureté très élevée : céramiques, carbures métalliques, superalliages, alumine frittée, aciers surcarburés, etc., et entraîné ainsi un grand développement de leur utilisation.
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Classification des abrasifs
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1. Caractéristiques des abrasifs
Un abrasif est un corps dur cristallisé susceptible, par une action mécanique, de découper des copeaux dans un corps moins dur que lui. Il est caractérisé par ses propriétés mécaniques, sa stabilité physico-chimique, sa forme et ses dimensions.
1.1 Propriétés mécaniques
Dans le cadre du travail par abrasion, les plus intéressantes sont la dureté et la résistance à la fracture.
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Dureté : cette notion est caractérisée par la capacité d’un corps à en rayer un autre. Deux échelles sont utilisées pour classer les abrasifs selon leur dureté (tableau 1).
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L’échelle de Mohs prolongée classe dans une suite numérique allant de 1 à 15 différents minéraux et abrasifs naturels ou fabriqués, du plus tendre, le talc, affecté du nombre 1, au plus dur, le diamant, auquel on attribue le nombre 15. Cette échelle respecte la notion de dureté mais ne s’appuie sur aucune donnée mesurable.
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À l’inverse, la méthode de Knoop, basée sur la pénétration d’une pointe de diamant au moyen d’un appareil type Rockwell, permet d’établir une échelle dont les nombres sont proportionnels aux résultats des mesures effectuées.
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Résistance à la fracture : lorsqu’il pénètre dans la pièce qu’il usine, le grain d’abrasif subit certaines contraintes mécaniques (choc, effort) et physiques (choc thermique) qui tendent à provoquer sa rupture.
Si, pour une application donnée, la résistance à la fracture de l’abrasif est trop élevée, le grain s’use, ses arêtes s’émoussent, son pouvoir de coupe diminue et la chaleur produite augmente.
À l’inverse, si sa résistance à la fracture est insuffisante, le grain se fragmente et disparaît rapidement.
1.2 Stabilité physico-chimique
Dans tout travail d’usinage, une partie de l’énergie fournie est transformée en chaleur. Dans le cas d’usinage par abrasion, les températures mesurées dans la zone de pénétration d’un...
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Caractéristiques des abrasifs
NORMES
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Produits abrasifs agglomérés. Généralités. Désignation, marquage, gamme des diamètres extérieurs et tolérances. - ISO 525 - 1986
-
Produits abrasifs agglomérés. Dimensions des meules (Partie 1). - R 603 - 1967
-
Produits abrasifs agglomérés. Dimensions des meules (Partie 2 : meules plates de tronçonnage, type 1). - 603-2 - 1981
-
Produits abrasifs agglomérés. Dimensions des meules (Partie 2 suite). - 1117 - 1975
-
Bandes abrasives. Désignation, dimensions et tolérances. - 1929 - 1974
-
Bâtons d’affûtage à la main et pierres à huile. Dimensions. - 2220 - 1972
-
Feuilles abrasives. Désignation, dimensions et tolérances. - 2235 - 1981
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Manchons abrasifs cylindriques....
ANNEXES
(liste non exhaustive)
aa = abrasifs appliqués
maa = meules et abrasifs agglomérés
Abrasienne (L’). – aa.
Atlantic Sarl. – maa (meules industrielles).
Barre Métrologie et Meules (Sté). – maa.
Diamant Boart Abrasifs France. – aa-maa (meules industrielles).
Christaud et Cie SA. – maa (meules industrielles).
Deplanque (SA Meules). – maa (meules industrielles).
Durrschmidt (Abrasifs). – maa (meules industrielles).
Mercier (Abrasifs). – maa (meules industrielles - industrie du marbre et de la pierre).
Norton SA. – aa-maa (meules industrielles).
SERCAP (Sté d’Étude et de Recherche Céramiques Abrasifs Plastiques). – maa (meules industrielles - abrasifs céramiques-plastiques).
Sime Meules. – maa (meules industrielles - meules de moulin).
Sinto Casco Nobel France SA. – maa (industrie du marbre et de la pierre).
Somars. – maa (meules vitrifiées-corindon et carbure de silicium).
SOMATA (Sté pour la Fabrication du Matériel Abrasif). – maa (industrie du marbre et de la pierre).
3 M France. – aa.
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