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=== Traitements thermochimiques de diffusion ===
 
Des atomes étrangers, formant des [[w:solution solide|solutions solides]] le plus souvent intersticiellesinterstitielles, distordent les [[w:cristal|réseaux cristallins]] et augmentent la dureté superficielle en créant des contraintes résiduelles de compression, ce qui améliore la résistance à la [[w:corrosion|corrosion]] et à l'[[w:oxydation|oxydation]]. On distingue :
* la diffusion de [[w:métalloïde|métalloïde]]s, [[w:carbone|carbone]], [[w:azote|azote]], [[w:soufre|soufre]], [[w:bore|bore]], par voie liquide (bains de sels) ou gazeuse et plus récemment, par [[w:bombardement ionique|bombardement ionique]]. Elle concerne 60 000 tonnes de pignonnerie par an dans l'industrie automobile. Le carbone est à la base de presque tous les traitements de l'acier.
* la diffusion de métaux, [[w:aluminium|aluminium]] et [[w:chrome|chrome]] notamment, améliore la résistance à l'oxydation à haute température.
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Ce procédé utilise le [[w:plasma d'arc|plasma]] d'un [[w:arc électrique|arc électrique]] à basse tension et haute intensité à la pression atmosphérique, arc dans lequel l'azote présent est ionisé. Les ions accélérés percutent la pièce et s'y implantent, le nitrure de fer FeN est absorbé à sa surface et transformé en nitrures d'ordre inférieur. Le four de traitement ressemble à un gros [[w:tube à décharge|tube à décharge]] où la [[w:cathode|cathode]] supporte les pièces à traiter, l'[[w:anode|anode]] étant constituée par les parois.
 
On peut durcir une pièce dont l'usinage est entièrement terminé. Aucun autre traitement thermochimique ne conserve aussi bien la géométrie et l'état de surface. Il est préconisé sur des aciers de résistance 900 à 11001.100 N/mm<sup>2</sup>, d'où la nécessité d'un prétraitement pour obtenir les caractéristiques voulues à cœur. La profondeur courante est 0,3 mm et le gonflement de l'ordre de 5 microns. Les applications sont nombreuses :
* en construction automobile : soupapes, poussoirs, engrenages, chemises de cylindres, tiges de pompes, arbres à cames, injecteurs, transmissions,
* en armement : blocs de culasses, tubes de canons et canons de fusils, pièces de missiles, rails de lancement,
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==== Boruration ====
 
Le traitement de [[w:boruration|boruration]] est réalisé entre 800 et 10501.050°C, le bore diffusé sur 20 à 400 microns se combine pour donner du borure de fer. On obtient une très grande résistance à l'usure par [[w:abrasion|abrasion]] et une bonne résistance à la [[w:corrosion|corrosion]]. Les applications sont variées : guidefils, hélices, vis transporteuses, poinçons, matrices, pompes pour matières abrasives, guides, glissières, galets, outillage de moulage d'alliages légers ou de zinc ... Un procédé moderne s'appelle Borudif.
 
En Russie on pratique beaucoup la boruration à composants multiples, en plus du bore on fait diffuser d'autres éléments :
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L'acier chromisé porte un véritable revêtement de carbures de chrome extrêmement durs provoqué par la rétrodiffusion du carbone de l'acier vers la couche chromisée.
 
Les applications sont nombreuses : le traitement des outils à bois leur donne à bon compte la résistance à l'usure des outils au carbure. Un exemple d'usage à température élevée concerne les [[w:filière|filière]]s d'[[w:extrusion|extrusion]] du cuivre où la pression atteint 15&nbsp;.000 bars, la température 780 °C, le temps d'extrusion 100 s. La filière qui était changée à chaque extrusion en réalise 500 !
 
==== Stanal ====
 
Ce traitement contre l'usure, le [[Tribologie - Usure des surfaces#Usure par adhésion|grippage]] et la corrosion est une diffusion de divers métaux, principalement d'[[w:étain|étain]]. Après dépôt électrolytique d'un alliage polymétallique, la diffusion et la liaison entre la couche et le support sont assurées par chauffage à 600 °C. Le [[w:Stanal|Stanal]], qui concerne la majorité des alliages ferreux et des fontes, est difficile en présence de [[w:nickel|nickel]], de [[w:chrome|chrome]] ou de plus de 2 % de carbone.
 
La facilité de lubrification sous très forte charge, la sécurité sous lubrification aléatoire, multiplient plusieurs dizaines de fois la durée de vie de pièces frottant dans l'eau douce ou salée sans huile ni graisse. La [[w:résilience|résilience]] est accrue et le frottement de certains aciers inoxydables devient possible.
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==== Tenifer ====
 
Trois heures à 560-565 °C dans un bain de [[w:cyanure|cyanure]]s et de [[w:cyanate|cyanate]]s alcalins, avec soufflage in situ d'oxygène, donnent sur les aciers au carbone une couche superficielle de 10 à 15 micronsµm (épaisseur à ne pas dépasser) de [[w:cémentite|cémentite]] Fe<sub>3</sub>C et de nitrure de fer FeN, très dure mais adhérente et peu fragile, et une sous-couche de plusieurs dixièmes de mm contenant du nitrure de fer et de l'azote.
 
Le [[w:Tenifer|Tenifer]] diminue la sensibilité de l'épiderme aux soudures, améliore la dureté superficielle et les qualités frottantes, augmente la résistance à l'usure, à la corrosion, et peut doubler la résistance à la fatigue. On traite des pièces variées : essieux, vilebrequins, engrenages, chemises de moteurs, glissières, galets, vis, poinçons, moules de coulée d'alliages légers, fusées de roues, axes, leviers, pièces de pompes à eau, de machines à coudre, à calculer, à écrire ...
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Le traitement [[w:sulfinuz|Sulfinuz]] met en œuvre des bains de sels assez complexes comprenant une base inactive de chlorures et carbonates alcalins et alcalinoterreux, qui imposent leur point de fusion, et des sels actifs soufrés protégés par du cyanure. Les recherches menées sur ces bains, tant en France qu'en URSS, ont montré que la température optimale était dans tous les cas très voisine de 570°C et que l'absence de cyanure créait une oxydation susceptible de détruire rapidement la liaison de la couche sulfurée avec le métal sous-jacent. Le temps de maintien dans le bain peut aller de 5 mn à 6 h ou plus, selon la taille de la pièce et la nature du métal à traiter.
 
Le Sulfinuz, comme d'autres traitements de sulfuration, produit une forte carburation des couches superficielles et une introduction intersticielleinterstitielle des éléments soufre et azote qui favorisent mutuellement leur pénétration. Immédiatement sous un « épiderme » épais d'une dizaine de µm environ, des arborescences pénètrent entre les grains du métal sur une profondeur qui peut atteindre 0,2 à 0,3 mm et jusqu'à 0,6 à 0,7 mm pour l'azote. Cette profondeur croît comme la racine carrée du temps, ce qui l'apparente à une diffusion, mais le processus est plus complexe. Il engendre un enrobage des grains qui facilite l'accommodement avec un minimum d'écrouissage.
 
Le Sulfinuz n'abaisse pas directement le coefficient de frottement mais il amplifie l'action des lubrifiants en facilitant leur adsorption. Par ailleurs, grâce à la présence d'une microcouche de sulfure de fer, il inhibe les soudures et prévient donc l'usure adhésive, même lorsque la température est élevée. Cet effet est dû pour l'essentiel à l'action du soufre qui est un remarquable lubrifiant à chaud. La question de savoir si, dans les couches sulfinuséessulfinuzées, le soufre existe seulement à l'état de sulfures, ou s'il est en partie sous forme libre, n'est d'ailleurs pas tranchée. La résistance au grippage par défoncement des sous-couches est améliorée dans toutes les configurations de fonctionnement, cependant la résistance aux collages épidermiques n'est optimale qu'à partir d'une certaine vitesse de glissement, lorsque les températures éclairs sont suffisamment fortes.
 
Les contraintes résiduelles de compression peuvent augmenter de 60 % la pression au-delà de laquelle apparaissent les premières fissures de surtension, ce qui accroît de façon spectaculaire la résistance à la fatigue des couches superficielles. Aucun autre traitement, sauf peut-être le Tenifer, ne fait aussi bien sur ce plan. Il n'y a généralement pas d'augmentation de la dureté en surface, contrairement à ce que l'on pourrait croire, et les valeurs obtenues après Sulfinuz dépendent de l'acier utilisé.
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==== Sulficad ====
 
Le sulfinuzSulfinuz amélioré par la présence de cadmium permet à l'acier de frotter sur les alliages légers. Le fort abaissement du coefficient de frottement permet des applications dans les milieux oxydants, aqueux, ou en ambiance marine. Le [[w:sulficad|sulficad]] s'applique sur des pièces terminées, éventuellement très précises. Ses applications sont toutefois limitées en raison de la toxicité du cadmium.
 
 
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Il permet de traiter les aciers au carbone, les aciers alliés, les aciers rapides, certains aciers inoxydables et les fontes.
 
Traitement entre 560 et 570 °C pendant 1h301 h 30 à 5h5 h dans un bain non polluant de cyanates et carbonates alcalins. La teneur en cyanures est faible, même en cas d'incident, l'adaptation d'installations pour le sulfinuzSulfinuz et le téniferTénifer est immédiate et la consommation de sels très réduite.
 
La couche de nitrures et sulfures de fer, appelée couche de combinaison, ayant une épaisseur de 10 à 30 µm selon le temps de traitement et la nuance de l'acier, est très ductile et d'autant plus dure que la teneur de l'acier traité en carbone et en éléments d'alliage est plus élevée. La diffusion d'azote atteint 0,5 mm. Les propriétés antigrippantes sont remarquables, tout comme la tenue à l'usure, à la fatigue et à la corrosion. On traite tous les aciers qui peuvent supporter la température prescrite.
 
La dureté de la micro couche peut varier de 700 à 1 .000 HV < 0,2 environ suivant l'acier de base. À titre d'exemples, pour des aciers non alliés, au carbone, cette dureté est de l'ordre de 700 HV < 0,2.
 
Pour les pièces très précises il faut tenir compte d'un léger gonflement d'environ 10 μm au diamètre. Le traitement ne doit être suivi d'aucun usinage à l'exception des superfinitions par pierrage, rodage ou polissage. La résistance à la corrosion est très bonne, en cas d'exposition au brouillard salin on peut compléter le Sursulf par un traitement de passivation Oxynit (Techniques Surfaces, ex HEF).
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=== Le Zinal, un exemple de traitement anti-grippage pour l'aluminium ===
 
Un dépôt galvanique à base de [[w:cuivre|cuivre]] et d'[[w:indium|indium]] chauffé pendant 3 h vers 170 °C forme sur 15 à 20 micronsµm une couche de diffusion parfaitement homogène et régulière, dure, conductrice de la chaleur et de l'électricité, pouvant suivre sans se briser les déformations éventuelles du substrat. Il se produit un gonflement de l'ordre de 15 micronsµm.
 
L'indium inhibe tout grippage contre l'acier ou le chrome, la pièce s'en recouvre dès le début du frottement, permettant même le glissement dans l'[[w:ultravide|ultravide]]. On note une amélioration de la tenue des films d'huile. Les meilleurs antagonistes sont les aciers, le chrome dur, le molybdène et dans certains cas les alliages d'aluminium. Le [[w:zinal|zinalZinal]] permet de remplacer par l'aluminium les alliages cuivreux des fourchettes de boîtes de vitesses, le bronze ou l'acier revêtu de molybdène des cônes de [[w:synchroniseur|synchroniseur]]s. On l'utilise aussi pour les convoyeurs ou les freins d'automobiles.
 
=== Traitement Keronite ===
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=== Delsun ===
Le [[w:Delsun|Delsun]] ® traite les principaux alliages cuivreux, bronzes et [[w:laiton|laiton]]s. Un dépôt chimique polymétallique (étain, [[w:cadmiu|cadmiu]]m, [[w:antimoine|antimoine]], indium) diffuse de 1 à 2 heures à 400 °C. Cela crée une phase très dure et très ductile en surface, couverte d'un fin manteau antigrippage régénéré lors du frottement. Il est quasi impossible de faire gripper un acier et un matériau antagoniste traité, les performances restent correctes dans l'eau, d'où l'emploi en robinetterie. La surépaisseur vaut 7,5 micronsµm et la rugosité optimale avant traitement 1 à 3 microns CLA. Le delsunDelsun double les pressions hertziennes tolérables et augmente la résistance à l'abrasion. On l'utilise sur des synchroniseurs, coussinets, fourchettes, engrenages, roues à vis sans fin, écrous, vérins, chemises, segments, clapets, vannes, tiges de commande, matrices pour tôles inoxydables, matériel électrique, pompes à engrenages.
 
Signalons enfin la possibilité de sulfurer les bronzes.
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Cette diffusion simultanée de chrome et d'aluminium est spécifique des [[w:superalliage|superalliage]]s réfractaires à base de nickel et de [[w:cobalt|cobalt]] utilisés dans les [[w:turboréacteur|turboréacteur]]s. Elle en protège en particulier les ailettes contre l'érosion par les gaz de combustion qui circulent à grande vitesse.
Son inventeur est Philippe Galmiche (1922 -1988), docteur, maître de recherches à l' ONERA . Ses recherches ont permis de protéger les aubes des turboréacteurs de la plupart des avions jusqu'à nos jours .
 
=== Tifran ===
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* oxydation anodique.
 
Le [[w:tifran|tifranTifran]] réalise par diffusion en phase gazeuse à 700 °C une couche de 10 à 60 micronsµm composée principalement d'oxydes, résistante au grippage et à l'usure, et qui rend possible la tenue de films lubrifiants de MoS<sub>2</sub> ou de PTFE. Cette couche peut frotter sur elle-même ou sur l'acier, mais pas sur le titane nu.
 
=== Magnadise ===
 
Les alliages de magnésium sont difficiles à protéger de l'abrasion et de la corrosion. Le traitement magnadiseMagnadise de la société General Magnaplate Corporation, [[w:Linden|Linden]], [[w:États-Unis|États-Unis]], forme une couche d'oxyde de magnésium poreuse, d'épaisseur 0,076 à 0,5 mm, imprégnée de PTFE ou de MoS<sub>2</sub> et incrustée dans le réseau cristallin. Cette couche est très dure, lisse et glissante.
 
=== Molynuz ( pour divers métaux ) ===