Caractérisation des critères de performance à l'application de grains abrasifs à base d'alumine et de zircone

= Characterization of performance criteria for alumina and zirconia based abrasive grains

• Auteur / Autrice : Frédéric Roquefeuil
• Direction : Gilbert Fantozzi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICTT - Interaction Collaborative Téléformation Téléactivités (Rhône1999-2007)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilbert Fantozzi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Usure (mécanique)

Dureté

Abrasifs

Zircone

Alumine

Résumé

L'écart important qui existe aujourd'hui entre la conception des grains abrasifs et le marché rend délicate la définition correcte des caractéristiques physiques dictant la performance de ces grains. C'est cette problématique, associée à la volonté de mieux connaître les propriétés des grains abrasifs électrofondus qui a motivé le lancement de cette étude. Dans un premier temps, nous avons identifié les comportements respectifs à l'application (usure, forces, enlèvement de matière) des trois grandes familles de grains abrasifs conventionnels (Alumineux voie Sol-Gel, Alumines et Alumines-Zircones électrofondues) par l'intermédiaire d'outils de simulation de meulage sur grains tâchant de reproduire au mieux les différentes conditions d'utilisation. Ce travail, couplé aux observations post-mortem systématiques des grains sous MEB, ainsi qu'aux résultats de caractérisation mécanique (dureté et ténacité par techniques d'indentation) nous a permis de mieux appréhender les comportements mécaniques clés des grains suivant les conditions d'usinage. Dans le même esprit, nous nous sommes ensuite attachés à mieux comprendre l'influence de divers paramètres microstructuraux (taux de zircone et finesse de l'eutectique) sur le comportement à l'application des grains Alumines-Zircones électrofondus.

Today, the large gap existing between abrasive grains design and the market makes the proper definition of key physical characteristics tricky. This issue, added to the will of better understanding the properties of electro-fused abrasive grains, has driven the launch of this study. At first, the respective in use behaviors (wear, force, material removal) were identified for three conventional abrasive grain families (Sol-Gel Alumina, electro-fused Alumina and Alumina Zirconia) thanks to grinding simulation tools trying to best reproduce grinding conditions. This work, coupled to systematic SEM post-mortem observations of the grains and to the mechanical characterization results (hardness and toughness with indentation techniques) enabled us to better apprehend the key mechanical behaviors of the grains depending on grinding conditions. Using the same methodology, emphasis has then been laid on the influence of microstructural parameters (Zirconia content and eutectic fineness) upon the grinding behavior of electro-fused Alumina-Zirconia grains.