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Extraction minière

Extraction minière
Hard-rock drilling consumables with a button-tipped rock drill bit beside broken granite aggregate and a worn bit
Extraction minière

Consommables pour le forage, le boulonnage et l’usure dans des sols humides et abrasifs

Lorsque le sol est humide et abrasif, la géométrie de coupe détermine si le trou est terminé ou si la foreuse attend.

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Un front de taille juge un consommable en mètres et en trous, jamais sur son apparence. La roche est dure, les copeaux sont fins et abrasifs, de l’eau souterraine est présente, et chaque changement d’outil entraîne l’arrêt de la machine avec une équipe en service. Cette page expose le mécanisme sous-jacent à chaque décision de spécification, les familles de produits utilisées pour répondre à chaque mode de défaillance, ainsi que la méthode par laquelle nous vérifions ce que nous expédions.

Aperçu sectoriel

Quatre variables qui déterminent le résultat

Quatre variables déterminent si un outil résiste à un poste de travail au front : ce qui l’entraîne, ce qu’il perce, ce qu’il doit respecter, et la manière dont il cède finalement.

Équipements principaux de transformation
Perceuses rocheuses portatives et à bras articulé, boulonneuses de plafond, casseurs hydrauliques, meuleuses angulaires pour l’habillage de revêtements et de plaques d’usure, perceuses à base magnétique pour les travaux sur pièces d’usure
Matériau en cours de traitement
Roche abrasive contenant du quartz, de dureté variable ; garnitures de broyeurs en acier au manganèse austénitique ; corps de pompes et de vannes en fonte ; acier pour boulons laminé à chaud, en acier au carbone et en acier faiblement allié
Normes Clés
ISO 513 (classification des matériaux coupants durs), EN 12413 (sécurité des abrasifs liés) produits dIN 338 (dimensions des forets à queue cylindrique), ISO 286-1 (tolérances dimensionnelles et ajustements), ISO 6508-1 (essai de dureté Rockwell)
Modes de défaillance typiques
Perte de l’insert brasé avant l’usure de l’insert lui-même, fissuration par fatigue de la tige sous flexion cyclique, fissuration thermique des disques abrasifs, érosion des plaques d’usure et des garnitures de broyeurs
Défis opérationnels

Trois défaillances qui coûtent de l’argent aux lignes

Chaque défi décrit ce qui ne va pas, puis la décision concernant la géométrie ou le matériau qui y répond.

Défi 1

Le brasage peut céder avant que le carbure ne s'use.

Sur un sol humide et abrasif, une plaquette est souvent perdue au niveau de la soudure brasée, alors que la pointe conserve encore une durée de vie exploitable. Dans ce cas, la mèche est mise au rebut, le cycle de vissage s’interrompt et le trou déjà percé ne compte pour rien. Cette perte est rarement causée uniquement par la nuance de carbure ; elle résulte plutôt des contraintes résiduelles à la jonction acier-carbure, d’un congé qui concentre la charge dans un angle vif, et d’une tige qui ne s’engage pas parfaitement dans la mandrin.
Réponse Amsuo

perte par brasage → mèches à tige conique et mèches conçues autour de la jonction tige-plaquette.

L’insert est maintenu avec un rayon de congé contrôlé afin que la charge quitte le carbure par une transition à grand rayon plutôt que par un angle vif, et le cycle de liaison entre l’acier et le carbure est conçu pour limiter les contraintes résiduelles à cette interface. La tige est rectifiée afin d’éliminer toute précontrainte introduite par un cône mal positionné, et le matériau dur de coupe est sélectionné selon le groupe d’application ISO 513 correspondant à la classe de roche effectivement présente devant l’outil, et non selon une seule nuance générique indiquée dans un catalogue.
Défi 2

L’usure du calibre réduit le diamètre du trou.

Lorsque la section de passage du fluide de chasse est petite par rapport au taux de pénétration, les déblais recirculent aux coins du calibre au lieu d’être évacués. Ces coins s’usent en premier, le trou se rétrécit en dessous du diamètre requis pour la cheville, et l’opérateur perce à nouveau un trou déjà terminé. Ce phénomène résulte de la géométrie du système de chasse, et non d’une erreur de technique opératoire.
Réponse Amsuo

trous sous-dimensionnés → Forets et forets à percussion SDS dotés d’un calibre re-usiné et d’une section de passage du fluide de chasse élargie.

La vallée de la flute est ouverte et le chemin de rinçage dévié afin que les débris s’écoulent au-delà du coin de jauge plutôt que de recirculer contre celui-ci. La jauge présente un cône recoupé, ce qui permet à l’outil de maintenir la coupe au diamètre spécifié sur le plan même lorsque le coin s’use, plutôt que de s’user en dessous de la cote et d’imposer un passage de lamage sur l’ensemble de la pièce.
Défi 3

Les garnitures en manganèse se durcissent par écrouissage et forment un glaçage sur le disque abrasif.

L’acier austénitique au manganèse se durcit sous l’effet des chocs et devient progressivement plus résistant à la coupe. Un disque dont le grain est trop fin et la liant trop dur polit cette surface au lieu de la couper : le disque s’encrasse, l’opérateur augmente la pression exercée, et la garniture revient de l’atelier encore saillante par rapport au gabarit. La solution réside dans le choix adapté du grain et du liant, non dans l’augmentation de la pression.
Réponse Amsuo

garnitures écrouies → disques mini-coupants et fraises sélectionnés selon leur grain et leur liant.

Un grain plus grossier dans une liant plus souple libère les grains à mesure que le pont de liant s'use, exposant ainsi de nouveaux points de coupe plutôt que de polir une surface déjà durcie. La charge du disque diminue, l'intervalle entre deux dressages s'allonge et la garniture retrouve son profil. Pour le dégrossissage de fonte, l'usinage des cordons de soudure et le retrait de boulons sectionnés, ce même principe est appliqué à l'aide de fraises rotatives et d'extracteurs de vis, au lieu d'un disque abrasif. Ces trois réponses sont indépendantes les unes des autres. Une mèche choisie pour sa résistance à la brasure s'usera tout de même en dessous de la dimension nominale si sa géométrie d'évacuation des copeaux est inadaptée ; de même, un disque choisi pour son liant dur formera tout de même une couche vitrifiée si son grain est trop fin par rapport à la garniture. La sélection commence donc par la classe de roche et le matériau de la garniture, et non par l'outil déjà disponible sur le chantier.
Macro view of a flattened and chipped carbide button on a rock drill bit beside an intact button
Familles de produits

Les gammes correspondant à cette application

Drill Bits

Forets

Perçage de production et perçage secondaire dans la roche, le béton et les pièces résistant à l'usure

Réponses : Usure de la jauge réduisant le diamètre du trou en dessous de la valeur requise

Norme : DIN 338

Taper Shank Drill Bits

Mèches à queue conique

Perçage entraîné via une interface conique sur les systèmes de tige et de mandrin

Réponses : Perte des inserts et mauvais positionnement à l'extrémité entraînée

Norme : ISO 513

SDS Hammer Drill Bits

Sds bits de perceuse à percussion

Perçage percussif dans le béton et les formations rocheuses dures

Réponses : Charge des rainures et recyclage des débris dans l’angle de calibre

Norme : ISO 286-1

Burrs

Bourrelets

Ébavurage des corps de pompes et de vannes en fonte et finition des réparations par soudage

Réponses : Vitrification et polissage des surfaces écrouies

Norme : ISO 1101

Mini-Cutting Discs

Disques de coupe miniatures

Découpe des ancrages rocheux, des barres d’armature et des treillis devant être retirés à la face de taille

Réponses : Fissuration thermique d’un disque abrasif soumis à une coupe prolongée

Norme : EN 12413

Screw Extractors

Extracteurs de vis

Extraction des boulons cisaillés et corrodés des revêtements et pièces d’usure

Réponses : Démontage des éléments de fixation sans endommager davantage le filetage principal

Norme : ISO 286-1

Diamond Tools Accessories

Accessoires pour outils diamantés

Travaux abrasifs et pierreux sur les sols des salles de concassage et les revêtements durs

Réponses : Surfaces résistant aux abrasifs conventionnels

Norme : ISO 4287

Normes et spécifications

Les chiffres derrière les affirmations

Le tableau indique le paramètre concerné, la norme qui le fixe et la raison pour laquelle la fonction qualité d’une usine le vérifie.

Paramètre Référence Norme Ce que la norme fixe Pourquoi l’acheteur le vérifie
Dimensions des forets à queue cylindrique DIN 338 Diamètre nominal, proportions de la tige et de la gorge d’un foret à queue cylindrique standard Confirme que l’outil s’adapte à la mandrine et au manuel de la machine
Classification du matériau coupant dur ISO 513 Le groupe d’application auquel appartient un carbure ou autre matériau abrasif dur Permet à un ingénieur de comparer les nuances par application plutôt que par marque
Sécurité des meules abrasives collées EN 12413 Exigences de sécurité, marquage et vitesse maximale admissible pour les produits abrasifs liés Vérifie qu’un disque peut être utilisé sur la machine présente en magasin
Essai de dureté Rockwell ISO 6508-1 Méthode d’essai de dureté, échelle et exigences de rapport Fournit une seule échelle de dureté pour comparer les fournisseurs
Limites et ajustements ISO 286-1 Système de tolérances et de classes d’ajustement pour les éléments cylindriques Confirme l’ajustement convenu entre la tige et le porte-outil, tel que spécifié sur le dessin
Tolérancement géométrique ISO 1101 Comment la forme, l’orientation et la concentricité sont spécifiées et interprétées Confirme que les exigences de concentricité sont clairement énoncées
Texture de surface ISO 4287 Les paramètres et définitions utilisés pour un profil de surface Explique ce que mesure réellement une exigence d’état de surface
Tolérances générales ISO 2768 Tolérances par défaut lorsque le dessin ne précise aucune tolérance Évite les litiges concernant les caractéristiques qui ne comportent aucune tolérance individuelle
Essai de corrosion ISO 9227 Méthode d’essai au brouillard salin neutre Fournit une base commune pour comparer les finitions anti-corrosion
Comment nous vérifions

Organisé par méthode, et non autour d’un chiffre publié

Nous effectuons des contrôles sur les produits expédiés, et non sur ceux que nous avions l’intention d’expédier ; les inspections sont organisées par catégories de méthode plutôt que sous forme d’un simple contrôle ponctuel. Une catégorie est décrite ici ; les valeurs mesurées correspondent à un dessin spécifique et sont confirmées dans le registre de lot au stade de la commande.

La vérification dimensionnelle et géométrique couvre les caractéristiques déterminant si un outil s’ajuste correctement et coupe avec précision : dimensions de la tige et de l’entraînement par rapport à la norme de référence, diamètre de calibre et géométrie des rainures par rapport au dessin, et battement exprimé sous forme de tolérance géométrique plutôt que sous forme d’une affirmation approximative. Lorsqu’un dessin ne spécifie aucune tolérance individuelle, la tolérance par défaut ISO 2768 s’applique.

La vérification de la dureté utilise la méthode d’essai normalisée ISO 6508-1 sur le matériau concerné, ce qui permet de comparer les valeurs entre fournisseurs et entre lots de production. L’état de traitement thermique est également examiné à cette étape, car la dureté seule ne décrit pas le comportement d’une pièce sous charge cyclique.

Le traitement de surface et la protection contre la corrosion sont vérifiés en tant que résultat du traitement, et non en tant qu’apparence : état après placage, revêtement ou sablage, et, le cas échéant, comparaison par essai en brouillard salin selon la méthode ISO 9227. Les produits abrasifs et coupants sont vérifiés conformément à la norme de sécurité applicable au type de produit, notamment la norme EN 12413 pour les produits abrasifs liés.

La traçabilité au niveau du lot est maintenue afin qu’un envoi puisse être retracé jusqu’au lot de matière et jusqu’au registre d’inspection qui l’a libéré. Des certificats de matière accompagnent les lots d’acier lorsque le plan l’exige. Les essais destructifs — cisaillement de brasage, couple à la rupture et essais de durée de vie en service — sont organisés sur demande pour une famille de produits désignée, et la méthode ainsi que les conditions d’essai sont indiquées conjointement avec le résultat. Lorsqu’une capacité n’est pas maîtrisée en interne, nous le précisons explicitement plutôt que de la présenter comme étant la nôtre. Nos systèmes de management sont certifiés selon les normes ISO 9001, ISO 14001 et ISO 45001, qui constituent le cadre dans lequel s’inscrit la séquence d’inspection, sans toutefois remplacer les contrôles individuels.

ISO 9001
Système de management certifié
ISO 14001
Système de management certifié
ISO 45001
Système de management certifié
Personnalisation et livraison

Trois niveaux d’engagement, une seule séquence

Trois niveaux d’équipement d’origine (OEM) sont proposés, et ils diffèrent principalement par la proportion du plan qui est prise en compte.

Niveau 1 — marque distributeur
Votre marque est appliquée à des outillages déjà qualifiés. Le plan, le matériau et la séquence d’inspection restent inchangés, de sorte qu’une approbation préalable du premier article pour cette pièce reste valable et qu’aucune nouvelle campagne de qualification n’est déclenchée.
Niveau 2 — modification de la spécification et de l’emballage
Les quantités par emballage et par kit, le marquage, l’étiquetage et la conformité aux codes-barres sont définis selon vos exigences, ainsi que les ajustements convenus concernant la nuance, le revêtement ou la géométrie, dans la mesure où le plan le permet. Le conditionnement par classe de roche relève de ce niveau : ainsi, un site confronté à plusieurs conditions de terrain au cours d’un même poste reçoit des outils marqués et emballés par application, plutôt que de devoir les trier sur le banc.
Niveau 3 — développement piloté par les échantillons et les plans
Un nouvel outillage est fabriqué à partir de votre échantillon ou de votre plan. Avant toute découpe d’acier, un examen manufacturier est renvoyé afin de signaler les caractéristiques impossibles à respecter ou nécessitant une voie de production différente ; ainsi, une cote non réalisable est remise en question avant qu’un lot entier ne soit rejeté. Le processus de personnalisation suit toujours le même ordre : examen des exigences, interprétation du plan ou de l’échantillon, examen manufacturier, fabrication de l’outillage, inspection du premier article, approbation, puis production en série. La quantité minimale de commande et le calendrier de livraison sont indiqués pour chaque projet, car ils dépendent tous deux du nombre d’outillages requis, de la complexité du plan et de la voie de fabrication, et non d’un chiffre unique publié. Les documents d’exportation et l’emballage destinés au transport maritime longue distance sont confirmés avec le devis correspondant à la destination concernée.
QUESTIONS DES ACHETEURS

Ce que les équipes achats demandent en premier lieu

Qu’est-ce qui détermine réellement le prix d’un consommable pour le forage rocheux ?

Le matériau abrasif utilisé, sa quantité sur la mèche, la méthode de fixation sur le corps, la tolérance de la tige, le nombre d’étapes de fabrication et les contrôles appliqués. Le seul prix de l’acier explique très peu de chose. En nous communiquant la classe de roche et le diamètre du trou, nous pouvons établir un devis basé sur une nuance spécifiée plutôt que sur une nuance interne.

Comment choisir la nuance appropriée ?

À partir de la classe de roche, des conditions d’eau souterraine, de la méthode de forage et de la machine utilisée, en prenant comme référence commune le groupe d’application ISO 513. Une nuance adaptée à un type de roche ne convient pas automatiquement à un autre type, ce qui explique pourquoi la description de l’application fait partie intégrante de la demande, et non une simple précision ultérieure.

Pouvons-nous effectuer des essais avant de commander une série ?

Oui. Des échantillons sont prélevés sur des outils certifiés, fournis pour une application déclarée et accompagnés du registre de contrôle correspondant. Lorsque les performances dépendent du terrain travaillé, l’envoi d’un échantillon de roche ou de garniture s’avère plus utile que l’envoi d’une fiche technique.

Quels documents accompagnent une expédition ?

Un registre d’inspection par lot couvrant les caractéristiques convenues pour cette pièce, ainsi que les certificats de matériau pour les lots d’acier, le cas échéant. Les résultats des essais destructifs et les comparaisons en brouillard salin sont disponibles, sur demande, pour une famille désignée.

Est-il possible de fabriquer une mèche selon notre propre cône ou notre propre mandrin ?

Oui, via un développement de niveau 3 à partir d’un échantillon ou d’un dessin. L’angle du cône, la longueur de la tige et l’agencement de l’alimentation en fluide de coupe peuvent tous être adaptés à votre système, et un examen manufacturier est fourni avant le début de l’usinage afin de signaler à l’avance tout élément qui ne pourrait pas être maintenu.

Prêt à le spécifier ?

Envoyez-nous la classe de roche, le diamètre du trou et la machine de forage utilisée, et nous vous transmettrons une recommandation de grade ainsi qu’un devis correspondant. Si vous préférez effectuer des essais préalables, demandez un échantillon et indiquez-nous les conditions géologiques dans lesquelles il sera utilisé.

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