Microbilles de verre et de céramique

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Les microbilles de verre

Généralités
On désigne généralement par "microbilles" ou "microsphères" les abrasifs ou produits projetables de forme sphériques dont le diamètre est inférieur au millimètre.
C'est notamment le cas des microbilles de verre, constituées de sphères pleines, couvrant des plages de granulométries répondant à des normes de calibrage déterminées.

Fabrication
La matière première est constituée de verres de récupération sélectionnés, de composition bien définie. Ces fragments de verre sont concassés, épurés, nettoyés et séchés. Ils sont ensuite broyés en grains de faibles dimensions, tamisés et stockés par classes granulométriques avant enfournement.
Ils se présentent alors sous forme angulaire. Par une alimentation régulière, les grains de verre sont introduits dans un four vertical. A la base du four, une série de brûleurs donne une vitesse ascensionnelle aux gaz, qui entraînent vers le haut les grains de verre, en leur cédant des calories.
A une température déterminée (fusion complète), le phénomène de tension superficielle fait tendre la surface de contact du grain, initialement angulaire, vers une surface plus réduite pour une même masse: la sphère (voir schéma de fabrication).
Les billes de verre ainsi obtenues sont ensuite refroidies, sélectionnées et classées par tamisages successifs, pour former des classes granulométriques adaptées aux diverses utilisations du produit.

CaractéristiquesMicrobilles de verre
Composition: verre Sodo-Calcique de haute qualité, exempt de silicone et de silice libre, caractérisé par une haute limite élastique.
Densité réelle: de 2,46 à 2,49
Densité apparente: 1,6
Granulométrie: de 45 à 850 µ (voir tableau granulométries)
Dureté: 5,5 à 6 Mohs, soit environ 45-50 Rc
Consommation: de l'ordre de 3% du débit. (variable suivant dureté pièce et pression de d'utilisation)

Utilisations
Les "Sodo-Calciques" sont essentiellement utilisées dans des machines à projection par air comprimé, en milieu sec ou humide suivant la granulométrie des grains (voir tableau compatibilité).
Elles sont employées pour des applications industrielles qui demandent une précision de l'état de surface, un respect des tolérances des pièces traitées et l'obtention de surfaces métallurgiques propres. En particulier pour des opérations de précontrainte sur acier ou alliages légers et obtention de surfaces satinées semi-brillantes sur tout alliage (voir tableau utilisations).
Elles sont également utilisées pour le nettoyage de moules de verrerie, de caoutchouc, de coquilles à injection, de matrices de forges, pour la rénovation de pièces mécaniques et pour la décoration.
Les "Alumino-Silicates", plus résistantes (dureté 6 à 7 Mohs), sont spécialement destinées aux industries de pointe, telles que l'aéronautique ou le médical pour des opérations de précontrainte.

Les microbilles de céramique

Généralités
Les microbilles de céramique sont des grenailles récentes aux caractéristiques nouvelles, qui s'insèrent par leurs propriétés originales entre billes d'acier et billes de verre en apportant des possibilités nouvelles dans le domaine du traitement des surfaces par impacts.

Fabrication
Les microbilles sont élaborées à partir d'oxydes par le procédé d'électrofusion. (fusion à haute température) Leur structure interne se caractérise par une phase cristalline de Zircone, étroitement imbriquée dans une phase vitreuse de Silice amorphe (pas de silice libre sous forme cristallisée).
Sa porosité très faible comparée à celle d'autres céramiques, lui confère une surface parfaitement lisse. De cette structure, alliant grande densité et faible élasticité, découle une très forte résistance à l'impact, à l'usure et à la fragmentation, permettant ainsi des traitements avec des intensités élevées. Exemptes de métal, ces billes comparables aux billes de verre sont non polluantes.

CaractéristiquesMicrobilles de céramique
Composition: Zircone 68%, Silice vitreuse 32%
Densité réelle: de 3,8
Densité apparente: 2,4
Granulométrie: de 125 à 850 µ et plus (voir tableau granulométries)
Dureté: 7 Mohs, soit environ 65 Rc
Consommation: très faible (variable suivant les applications)

Utilisations
Elles sont utilisées en machines à projection par air comprimé en milieu sec ou humide et en machine à turbine suivant la granulométrie des grains (voir tableau compatibilité).
Elles sont employées pour des applications de précontrainte sur tous supports et en particulier pour les niveaux élevés de précontrainte. Et partout où elles permettent d'éliminer l'opération de décontamination indispensable avec l'utilisation de billes d'acier.
Elles sont également utilisées pour les opérations d'ébavurage et de finition de surface, sur des produits eux mêmes très durs, en particulier pour le traitement des aciers inoxydables (voir tableau utilisations).

Nota: Tout comme les abrasifs métalliques, une variante en grains angulaires est réalisé par un procédé spécifique au produit. Il permet d'obtenir des grains de propriétés physiques et cristallographiques identiques, dans des tranches de granulométies similaires.
Néanmoins, sa durée de vie remarquable et son côut, le destine à une utilisation en machine à turbines, partout où on recherchera un abrasif inerte, non contaminant et faiblement poussiéreux.

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