Normes relatives aux poudres de diamant et CBN
Normes de poudres Micron
Voici une question fréquemment posée: Pourquoi n’existe-t-il pas une norme internationale pour les poudres de diamant micron, comme il en existe pour presque tous les produits, y compris les abrasifs diamant en granulations tamis? La réponse est simple: une norme dimensionnelle ne peut pas se concevoir sans une méthode de mesure commune, fiable et reproductible.
Voici l’histoire de quelques tentatives de réalisation d'une norme de poudres de diamant micron:
En 1976 déja, la FEPA avait organisé une comparaison de mesures microscopiques entre six laboratoires différents et portant sur un échantillon unique de poudre micron de forte dimension. Pour une médiane de 40µ, les résultats varièrent entre 36.54 et 41.11µ, soit un écart de 11.3%. Sur la base d’un écart de 90%, soit une largeur de distribution comprenant 90% de toutes les particules mesurées, la variation maximum fut de 25.0%.
En 1979, la FEPA publia néanmoins un standard de poudres de diamant micron qui ne fut que rarement utilisé, principalement par manque d’une méthode de mesure commune, mais également parce que les dimensions standardisées ne correspondaient pas aux exigences grandissantes de diversité et de précision de l’industrie. Il eut toutefois l’avantage de définir des procédures de mesure microscopiques et la mesure par le 'cercle circonscrit'. Depuis lors, la plupart des fabricants abandonnèrent la mesure optique pour adopter des méthodes de mesure plus faciles et plus rapides.
En 1998, lors d’une tentative de révision de ce standard, la FEPA organisa une autre comparaison entre six sociétés importantes et portant sur 5 échantillons, d’environ 2, 8, 20, 35 et 80µ de médiane. Par suite de la grande diversité des instruments alors utilisés (optiques, électrozone, diffraction au laser), les variations se dégradèrent considérablement, à 23.5% pour la médiane et 82.4% pour l'écart d95-d10. La corrélation ne s’était donc pas améliorée, bien au contraire. Il fut alors décidé de répéter l’exercice sur tous les échantillons à l'exception du 2µ, en plus de détail et en n’utilisant que les instruments optiques. Ce choix était fondé sur le fait qu’un standard de produit devrait être utilisable non seulement par les fabricants, mais aussi par les grands utilisateurs de poudres micron et à l’aide d’un investissement raisonnable.
En 1999, les variations entre les mesures furent en moyenne de 21.5% sur la médiane et de 124.0% sur l'écart d95-d10! Cette étude comprenait également d’autres analyses, telles que les variations entre opérateurs d’une même société, ou les variations entre différentes préparations du même échantillon, etc. En conséquence, le projet de standardisation fut abandonné pour les motifs suivants:
En plus du problème fondamental de la mesure, il est probable qu’aucun standard ne serait en mesure de spécifier la précision et le détail des produits qui sont actuellement requis par l’industrie.
En 2002, une tentative de standardisation DIN/ISO échoua pour les mêmes raisons, ainsi d’ailleurs qu’un projet japonais du même ordre.
ANSI B74.20-1997
Ce standard US décrit des 'Spécifications pour le calibrage de poudres de diamant micron (sub-sieve sizes)', utilisant le Coulter Multisizer (type électrozone) dans les granulations fortes et le Horiba LA910 (diffraction au laser) au-dessous de 3µ. Ce standard ne peut pas réellement être considéré comme une norme de produit, mais plutôt comme une recommandation de méthode de contrôle. Pour le Coulter Multisizer, il est prescrit de procéder à un étalonnage sphérique, ce qui provoque un décalage entre les valeurs mesurées et les dénominations. Exemple: Pour une granulation nominale de 6.00µ, avec une plage de dimensions de 4-8µ, la tolérance d50 (médiane) est fixée à 4.20µ±8%. Ceci implique un facteur de multiplication moyen de 1.43 entre la mesure de la médiane sphérique et la mesure de longueur.
Voici l’histoire de quelques tentatives de réalisation d'une norme de poudres de diamant micron:
En 1976 déja, la FEPA avait organisé une comparaison de mesures microscopiques entre six laboratoires différents et portant sur un échantillon unique de poudre micron de forte dimension. Pour une médiane de 40µ, les résultats varièrent entre 36.54 et 41.11µ, soit un écart de 11.3%. Sur la base d’un écart de 90%, soit une largeur de distribution comprenant 90% de toutes les particules mesurées, la variation maximum fut de 25.0%.
En 1979, la FEPA publia néanmoins un standard de poudres de diamant micron qui ne fut que rarement utilisé, principalement par manque d’une méthode de mesure commune, mais également parce que les dimensions standardisées ne correspondaient pas aux exigences grandissantes de diversité et de précision de l’industrie. Il eut toutefois l’avantage de définir des procédures de mesure microscopiques et la mesure par le 'cercle circonscrit'. Depuis lors, la plupart des fabricants abandonnèrent la mesure optique pour adopter des méthodes de mesure plus faciles et plus rapides.
En 1998, lors d’une tentative de révision de ce standard, la FEPA organisa une autre comparaison entre six sociétés importantes et portant sur 5 échantillons, d’environ 2, 8, 20, 35 et 80µ de médiane. Par suite de la grande diversité des instruments alors utilisés (optiques, électrozone, diffraction au laser), les variations se dégradèrent considérablement, à 23.5% pour la médiane et 82.4% pour l'écart d95-d10. La corrélation ne s’était donc pas améliorée, bien au contraire. Il fut alors décidé de répéter l’exercice sur tous les échantillons à l'exception du 2µ, en plus de détail et en n’utilisant que les instruments optiques. Ce choix était fondé sur le fait qu’un standard de produit devrait être utilisable non seulement par les fabricants, mais aussi par les grands utilisateurs de poudres micron et à l’aide d’un investissement raisonnable.
En 1999, les variations entre les mesures furent en moyenne de 21.5% sur la médiane et de 124.0% sur l'écart d95-d10! Cette étude comprenait également d’autres analyses, telles que les variations entre opérateurs d’une même société, ou les variations entre différentes préparations du même échantillon, etc. En conséquence, le projet de standardisation fut abandonné pour les motifs suivants:
- Aucune norme dimensionnelle ne peut exister sans une méthode de mesure commune, fiable et reproductible. Les variations constatées représentent l’écart entre environ deux granulations micron, ce qui est énorme en comparaison avec la précision et la régularité de calibrage exigée par les utilisateurs.
- Les compétences en matière de contrôle optique n’existent plus dans la plupart des sociétés concernées et aucun autre instrument ne permet actuellement de réaliser des mesures comparables dans des lieux différents, faute de méthode de mesure et d’étalonnages communs.
- La plupart des utilisateurs exigent des précisions de calibrage et une régularité entre livraisons bien au-delà de ce qui pourrait être spécifié dans une norme de ce type. D’autre part, les utilisateurs ne montrèrent que peu d'intérêt.
En 2002, une tentative de standardisation DIN/ISO échoua pour les mêmes raisons, ainsi d’ailleurs qu’un projet japonais du même ordre.
ANSI B74.20-1997
Ce standard US décrit des 'Spécifications pour le calibrage de poudres de diamant micron (sub-sieve sizes)', utilisant le Coulter Multisizer (type électrozone) dans les granulations fortes et le Horiba LA910 (diffraction au laser) au-dessous de 3µ. Ce standard ne peut pas réellement être considéré comme une norme de produit, mais plutôt comme une recommandation de méthode de contrôle. Pour le Coulter Multisizer, il est prescrit de procéder à un étalonnage sphérique, ce qui provoque un décalage entre les valeurs mesurées et les dénominations. Exemple: Pour une granulation nominale de 6.00µ, avec une plage de dimensions de 4-8µ, la tolérance d50 (médiane) est fixée à 4.20µ±8%. Ceci implique un facteur de multiplication moyen de 1.43 entre la mesure de la médiane sphérique et la mesure de longueur.
Normes de granulations Tamis
Les granulations micron sont produites par un principe de sédimentation, dans lequel la masse des particules est déterminante. Les granulations tamis sont produites par tamisage et la dimension d’ouverture des tamis détermine la dimension maximum de passage des particules. Il s’agit donc d’une distribution plus ou moins relative à la plus petite dimension des particules. Le contrôle dimensionnel des granulations tamis était initialement régi par la norme FEPA publiée en 1972 et révisée en 1997, puis par la norme ISO 6106 publiée en 1979 et révisée en 2006, universellement reconnue. Toutes deux procédent par tamisage. Il n'existe aucune norme couvrant les nombreux autres aspects de qualité des granulations tamis, tels que forme, friabilité et autres caractéristiques, qui dépendent toutes de la qualité des méthodes de fabrication.
Il existe une zone de recouvrement entre les granulations micron 45-70 à 70-120 et les granulations tamis D46 (325/400) à D76 (200/230). Cette zone de transition Micron-Tamis est plus amplement discutée sous Informations Techniques/Zone de recouvrement tamis/micron.
Il existe une zone de recouvrement entre les granulations micron 45-70 à 70-120 et les granulations tamis D46 (325/400) à D76 (200/230). Cette zone de transition Micron-Tamis est plus amplement discutée sous Informations Techniques/Zone de recouvrement tamis/micron.
Autres Normes
Il peut être utile de mentionner ici quelques autres normes qui touchent au domaine des superabrasifs micron et tamis:
ISO 565 et ISO 3310
Ces normes définissent les tamis de contrôle, tamis tissés, perforés ou galvaniques utilisés pour le tamisage et le contrôle de qualité des granulations tamis.
ISO 9284
Cette norme concerne les machines à tamiser.
FEPA, en 1994, a également publié d'autres normes:
- Mesure de la résistance relative des granulations de sciage
- Mesure du poids d'enrobage des granulations diamant et CBN enrobées
ISO 13322-1:2004
Cette norme traite en grand détail de la théorie de l'analyse d'image statique.
ISO 13320-1 et 13319
La norme ISO 13320 décrit les principes de la méthode d'analyse des particules par diffraction au laser. Elle est riche en enseignements en ce qui concerne les problèmes liés à l'utilisation de ce type d'instruments. La norme ISO 13319 décrit la mesure par la méthode 'electrozone'.
ISO 4287
Cette norme traite de la spécification géométrique de surfaces et de la mesure des états de surface, un sujet fréquemment évoqué dans le domaine du rodage et du polissage au diamant.
ISO 565 et ISO 3310
Ces normes définissent les tamis de contrôle, tamis tissés, perforés ou galvaniques utilisés pour le tamisage et le contrôle de qualité des granulations tamis.
ISO 9284
Cette norme concerne les machines à tamiser.
FEPA, en 1994, a également publié d'autres normes:
- Mesure de la résistance relative des granulations de sciage
- Mesure du poids d'enrobage des granulations diamant et CBN enrobées
ISO 13322-1:2004
Cette norme traite en grand détail de la théorie de l'analyse d'image statique.
ISO 13320-1 et 13319
La norme ISO 13320 décrit les principes de la méthode d'analyse des particules par diffraction au laser. Elle est riche en enseignements en ce qui concerne les problèmes liés à l'utilisation de ce type d'instruments. La norme ISO 13319 décrit la mesure par la méthode 'electrozone'.
ISO 4287
Cette norme traite de la spécification géométrique de surfaces et de la mesure des états de surface, un sujet fréquemment évoqué dans le domaine du rodage et du polissage au diamant.
Comparaison de Dénominations Tamis dans les normes internationales
US ANSI B74-16 Granulations |
ISO 6106-2006 Granulations Standard |
ISO 565 Tamis standard (pour ISO 6106) |
Ancienne norme allemande DIN 848-1965 (rempl. par ISO 6106) |
GOST 9206-80 Standard russe |
|||
Dénomi- nation |
Dénomi- nation |
Gran. Tamis |
Ouverture en µm |
Fin | Gros | Dénomi- nation |
Ouverture µm |
16/18 | D1181 | 16/18 | 1180/1000 | D1100 | |||
18/20 | D1001 | 18/20 | 1000/850 | D900 | |||
20/25 | D851 | 20/25 | 850/710 | D700 | |||
25/30 | D711 | 25/30 | 710/600 | D700 | |||
30/35 | D601 | 30/35 | 600/500 | D550 | D500 | 630/500 | 630/500 |
35/40 | D501 | 35/40 | 500/425 | D450 | D500 | 500/400 | 500/400 |
40/45 | D426 | 40/45 | 425/355 | D350 | 400/315 | 400/315 | |
45/50 | D356 | 45/50 | 355/300 | D350 | |||
50/60 | D301 | 50/60 | 300/250 | D280 | D250 | 315/250 | 315/250 |
60/70 | D251 | 60/70 | 250/212 | D220 | D250 | 250/200 | 250/200 |
70/80 | D213 | 70/80 | 212/180 | D180 | D150 | 200/160 | 200/160 |
80/100 | D181 | 80/100 | 180/150 | D180 | D150 | ||
100/120 | D151 | 100/120 | 150/125 | D140 | D150 | 160/125 | 160/125 |
120/140 | D126 | 120/140 | 125/106 | D110 | D100 | 125/100 | 125/100 |
140/170 | D107 | 140/170 | 106/90 | D90 | D100 | 100/80 | 100/80 |
170/200 | D91 | 170/200 | 90/75 | D90 | D70 | 80/63 | 80/63 |
200/230 | D76 | 200/230 | 75/63 | D65 | D70 | ||
230/270 | D64 | 230/270 | 63/53 | D55 | D50 | 63/50 | 63/50 |
270/325 | D54 | 270/325 | 53/45 | D45 | D50 | 50/40 | 50/40 |
325/400 | D46 | 325/400 | 45/38 | D45 | D50 | ||
Gamme large |
|||||||
16/20 | D1182 | 16/20 | 1180/850 | ||||
20/30 | D852 | 20/30 | 850/600 | D700 | |||
30/40 | D602 | 30/40 | 600/425 | D500 | |||
40/50 | D427 | 40/50 | 425/300 | D350 | |||
60/80 | D252 | 60/80 | 250/180 |