Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Chapitre 1
5. SYNTHESE
Cette partie bibliographique couvre les différents domaines scientifiques nécessaires à l’étude de
la structure et du comportement mécanique des meules. Rappelons que l’objectif de ce travail est
d’étudier la structure et le comportement mécanique des meules vitrifiées élaborées à partir de deux
abrasifs : le corindon blanc et l’aluminalon ’. Dans cette conclusion nous revenons sur les points
importants de cet état de l’art et nous montrons l’intérêt de ce travail de thèse.
Le comportement mécanique des meules vitrifiées a été la source de nombreuses études et elles se
sont focalisées sur des meules élaborées à partir de trois principaux abrasifs : le corindon blanc, le
corindon brun et le nitrure de bore cubique. L’analyse de ces différentes études nous a montré que
plusieurs paramètres influencent le comportement mécanique comme par exemple, la fluidité du liant,
les contraintes résiduelles ou encore les réactions à l’interface grains/verre. Dans le cas du cBN, les
études convergent vers le fait qu’une oxydation est néfaste pour obtenir une bonne résistance
mécanique. D’autre part, nous avons vu que l’oxydation de l’aluminalon débute pour des
températures inférieures à 1000°C. Ces deux derniers résultats nous ont conduit à étudier les
cinétiques et les réactions d’oxydation de l’aluminalon ’et à chercher à comprendre le rôle de cette
oxydation sur le comportement mécanique des meules.
Les différentes études sur le comportement mécanique des meules vitrifiées ont montré
l’influence de la viscosité des verres : la diminution de la viscosité permet d’atteindre une meilleure
résistance mécanique. La plupart de ces études concluent sur ce point à partir de la chimie du liant
sans déterminer les paramètres de viscosité et de mouillabilité du verre. La viscosité dépend de la
chimie du verre et des modèles empiriques tels que ceux d’Urbain [67,97] ou de Lakatos [69] sont
parfois utilisés pour estimer la viscosité à partir de la composition chimique. La mouillabilité dépend à
la fois de l’énergie de surface des abrasifs et du verre mais également de la réaction à l’interface. Un
mouillage réactif est propice à une bonne mouillabilité. Dans ce travail de thèse, nous tentons
d’approcher ce point d’une manière plus « physique » c’est à dire de corréler le comportement
mécanique aux propriétés physiques des verres plutôt qu’à leur chimie.
Un autre paramètre important pour obtenir une bonne résistance mécanique de la meule est la
structure de celle-ci, c’est à dire les taux de liant vitreux et de porosité. Le taux de liant est un
paramètre variable de l’élaboration mais le taux et la distribution des porosités pourraient être
également fonction de la granulométrie. En effet, la bibliographie sur la coulabilité, l’empilement et la
compaction des poudres a montré que la granulométrie en terme de diamètre médian et de dispersion
joue un rôle sur ces trois propriétés. Dans notre étude, nous nous interrogerons sur le rôle de la
granulométrie sur la structure de la meule.
Les températures atteintes lors du meulage peuvent être très élevées localement mais aucune
publication ne rapporte d’éléments sur le comportement à chaud des meules. C’est un point que nous
traitons dans notre étude, sans toutefois avoir l’ambition de le relier à la performance au meulage. A
haute température, les ponts de verre deviennent visqueux et les forces capillaires agissent. Ce sont ces
forces qui sont responsables de la cohésion à haute température. En régime dynamique, en plus de ces
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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