Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Introduction
Les meules abrasives à liant vitreux sont utilisées dans de nombreuses opérations d’usinage de
métaux et plus particulièrement pour le meulage de précision. Chaque meulier cherche à avoir la
meilleure performance au meulage c’est à dire un enlèvement de matière le plus élevé possible sans
détériorer la pièce et avec une durée de vie maximale. Ce compromis, difficile à atteindre, dépend de
nombreux paramètres comme le couple meule/métal ou la pression appliquée. De plus, jusqu’à présent
il a été difficile de relier une bonne performance au meulage à d’autres paramètres comme les
propriétés mécaniques des meules. Dans cette thèse, nous proposons de comprendre les différents
paramètres influençant le comportement mécanique des meules.
Les meules vitrifiées sont des matériaux poreux constitués de grains abrasifs maintenus entre eux
par un liant vitrifié. La société ALCAN produit une vaste gamme de grains abrasifs électrofondus mais
ne produit pas les matériaux finaux. Cette gamme est très étendue d’un point de vue de la chimie du
grain et de sa granulométrie. La mise au point de nouveaux abrasifs comme l’AlON ’ et leur mise sur
le marché sont rendues difficiles par le fait que ALCAN ne maîtrise pas bien la fabrication des meules
vitrifiées et par conséquent leur performance au meulage. Ce projet de thèse provient initialement de
ce besoin et plus particulièrement de comprendre l’origine d’une bonne résistance mécanique d’une
meule. L’étude de la bibliographie montre de plus qu’il serait intéressant de relier les propriétés
physiques des meules à leurs propriétés mécaniques.
Nous avons choisi d’évaluer l’impact de deux facteurs principaux sur le comportement physique
et mécanique des meules. Tout d’abord, à l’aide de grains d’alumine de différentes tailles, nous avons
pu évaluer l’influence de la granulométrie. Nous avons également choisi de comparer le comportement
de l’AlON ’ et de l’alumine au sein de meules vitrifiées.
Pour mener à bien cette étude, nous avons basé notre travail sur trois étapes complémentaires.
Tout d’abord, nous nous sommes attachés à caractériser les grains abrasifs seuls, d’un point de vue de
l’écoulement et de la compaction pour les grains d’alumine de différentes tailles et d’un point de vue
de l’effet de la température pour l’AlON ’. Nous avons également caractérisé les meules élaborées
d’un point de vue physique, c‘est à dire en terme d’empilement. Le comportement physique de la
meule correspond également aux propriétés physiques et rhéologiques des verres ainsi que leurs
réactions vis-à-vis des grains abrasifs. La deuxième partie de notre étude s’est focalisée sur le
comportement mécanique des meules à température ambiante et à haute température. Nous avons
choisi de considérer les meules vitrifiées à température ambiante, comme un matériau céramique
poreux du fait de la fragilité du liant vitreux. A haute température, les ponts de verre sont liquides :
nous avons considéré les meules comme un matériau granulaire cohésif, c’est à dire des grains rigides
maintenus par des forces de cohésion.
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés
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