Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Méthodes expérimentales
1.3. Propriétés d’écoulement
1.3.1. Mesure de la densité vrac
La densité vrac (ou densité apparente) est mesurée selon la norme FEPA établie pour les
micrograins (44-GB-1986 R1993 supplément 1). Le montage est composée d’un cône d’alimentation,
d’un couloir vibrant et du cylindre de mesure (préalablement calibré avec de l’eau). A noter que les
diverses dimensions du montage sont précisées dans la norme. La poudre est d’abord étuvée pendant
1 h à 110°C puis refroidie à température ambiante avant la mesure. Entre 250g et 300g de poudre sont
introduits dans le cône d’alimentation mis en vibration. La fréquence et l’amplitude de vibration
doivent être réglées pour que les grains se déplacent de manière continue dans le couloir vibrant et que
le temps de remplissage du cône soit compris entre 30 et 90 secondes. Lorsque le tas de poudre
dépasse de 2 à 3 cm le haut du cylindre, la vibration est arrêtée. Le niveau de poudre est égalisé à
l’aide d’un règle en respectant un angle de 45°. Le poids de la poudre et le volume du cylindre
permettent d’obtenir la densité vrac en g/cm 3 . Trois mesures sont réalisées pour chaque type de grains.
1.3.2. Mesure du temps d’écoulement des poudres
La coulabilité des poudres est évaluée par la mesure du temps d’écoulement d’une poudre à
travers un orifice. Le montage est constitué d’un cône d’alimentation, d’un couloir vibrant et du cône
de coulabilité (diamètre 8 mm). 200g poudre préalablement étuvée (1h, 110°C) est introduit dans le
cône d’alimentation et le couloir vibrant est mise en route ce qui provoque le remplissage du cône de
coulabilité. Celui-ci est bouché à l’aide du doigt pour éviter l’écoulement de la poudre. Lorsque toute
la poudre est dans le cône de coulabilité, le vibreur et le chronomètre sont mis en route simultanément.
Lorsque les derniers grains de poudre tombent, le chronomètre est arrêté et on relève le temps
d’écoulement. Trois mesures sont réalisées pour chaque type de grains.
1.3.3. Compaction des poudres
Le comportement à la compaction des poudres a été caractérisé à l’aide d’une machine d’essai
mécanique INSTRON 8562. La poudre est introduite dans une matrice de pressage (cf. Figure 2-1). La
masse initiale est notée. Elle dépend de la densité vrac de départ et elle est choisie de manière à ce que
le piston supérieur pénètre d’un centimètre dans la matrice. Le piston supérieur descend à une vitesse
de déplacement imposée de 5 mm/min. Lors de ce déplacement, on enregistre les variations de la force
et du déplacement. L’essai est arrêté lorsque la force maximale (40 kN) est atteinte. Après démoulage,
on mesure la hauteur finale du compact qui varie entre 15 et 22 mm selon le type d’échantillons. A
partir de ces données, il est possible d’obtenir la courbe densité relative du compact en fonction de la
contrainte. Il faut évidemment prendre en compte la raideur de la machine en réalisant un essai piston
contre piston. La poudre abrasive seule, les mélanges de grains abrasifs et de fritte de verre ainsi que
les mélanges grains abrasifs, fritte de verre et glucose ont été testés pour différentes granulométries.
Pour la préparation des mélanges, il faut se reporter à la partie concernant l’élaboration des meules (cf.
p 76)
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
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© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés