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{{Tribologie}}
 
 
== Traitements mécaniques ==
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=== Moletage et galetage ===
 
Le [[w:moletage|moletage]] et le [[w:galetage|galetage]] améliorent le poli, l'exactitude des cotes, la dureté et la résistance (galetages dits de surface, dimensionnel, de renforcement). On peut atteindre 45 HRC et l'on traite ainsi les [[w:acier|acieraciers]]s, surtout dans l'industrie automobile, les [[w:superalliage|superalliagesuperalliages]]s, les alliages de [[w:titane|titane]], ... Les surfaces galetées résistent davantage à la fatigue et portent mieux que les surfaces [[w:rectification|rectifiées]], se comportant comme si elles étaient déjà [[w:rodage|rodées]]. Elles s'usent parfois moins que les surfaces trempées. '''Il ne faut jamais galeter les aciers étirés à froid car ils sont déjà écrouis'''.
 
=== Polissage mécanique ===
 
On sait depuis les travaux de Beilby (1921) que le [[w:polissage mécanique|polissage mécanique]] provoque une fusion ou au moins un ramollissement des points hauts de la surface des pièces et que la matière de ces derniers vient combler les vallées.
 
 
== Finitions électrochimiques ==
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L'élimination des rayures élève la résistance à la fatigue mais, en même temps, l'absence de contraintes résiduelles de compression la diminue. Les surfaces sont remarquablement propres et ne présentent pas les inclusions provoquées par le polissage mécanique.
 
 
== Traitements des métaux ferreux ==
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Des atomes étrangers, formant des [[w:solution solide|solutions solides]] le plus souvent interstitielles, 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|métalloïdemétalloïdes]]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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==== Tenifer ====
 
Trois heures à 560-565 °C dans un bain de [[w:cyanure|cyanurecyanures]]s et de [[w:cyanate|cyanatecyanates]]s alcalins, avec soufflage ''in situ'' d'oxygène, donnent sur les aciers au carbone une couche superficielle de 10 à 15 µm (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 millimètres 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, etc.
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Comme on le verra dans le chapitre consacré aux lubrifiants, le soufre joue depuis longtemps un grand rôle dans les problèmes de frottement. Son action reste pourtant mystérieuse et la composition exacte des couches obtenues par [[w:sulfuration|sulfuration]] n'est pas exactement élucidée. On traite, essentiellement dans des bains de sels fondus, divers matériaux :
* fers, [[w:fonte|fontefontes]]s et aciers ;
* aciers inoxydables et réfractaires à moins de 25 % de nickel et 15 % de chrome ;
* aciers rapides ;
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Le Sulfinuz 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.
 
 
==== '''Sursulf''' ====
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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'exemplesexemple, 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).
 
==== Sulfurations à basse température ====
 
Elles concernent des pièces déjà traitées par cémentation, carbonitruration, trempe, revenu et rectification éventuelle. Ces traitements courts et très simples ne provoquent ni déformation, ni chute de durétédureté importante, '''mais''' ils peuvent diminuer la résistance à la fatigue et faciliter la corrosion par l'huile.
* L'[[w:héparisation|héparisation]] agit à 140-150 °C en milieu liquide. Le traitement, de 10 min à 1 h, donne une couche gris-noir.
* La [[w:nitrucoloration|nitrucoloration]] est une nitruration suivie d'une héparisation.
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* La sulfuration ionique donne en 1h à 200 °C une couche de sulfure de fer hexagonal de 2 à 4 µm de couleur variable du gris à l'olive.
 
==== Phosphatation ====
 
Les [[w:phosphatation|phosphatationphosphatations]]s modernes font intervenir du [[w:zinc|zinc]] pour obtenir une couche de phosphate double de fer et de zinc qui peut être imprégnée. La phosphatation au zinc ou parkérisation est dite cristalline par opposition à la phosphatation amorphe. En [[w:emboutissage|emboutissage]] et [[w:tréfilage|tréfilage]], la phosphatation des tôles permet de retenir suffisamment de lubrifiant. La phosphatation au zinc est encore appelée Bondérisation ; la phosphatation au [[w:manganèse|manganèse]] ou Parcolubrite crée à la surface des pièces en acier une couche de 4 à 5 µm de phosphates complexes de fer et de manganèse capables de retenir un film lubrifiant, voire un [[w:lubrifiant solide|lubrifiant solide]] dans une résine polymérisable. Applications : segments de pistons, chemises, tiges d'amortisseurs.
 
==== Phosphatation ====
 
Les [[w:phosphatation|phosphatation]]s modernes font intervenir du [[w:zinc|zinc]] pour obtenir une couche de phosphate double de fer et de zinc qui peut être imprégnée. La phosphatation au zinc ou parkérisation est dite cristalline par opposition à la phosphatation amorphe. En [[w:emboutissage|emboutissage]] et [[w:tréfilage|tréfilage]], la phosphatation des tôles permet de retenir suffisamment de lubrifiant. La phosphatation au zinc est encore appelée Bondérisation ; la phosphatation au [[w:manganèse|manganèse]] ou Parcolubrite crée à la surface des pièces en acier une couche de 4 à 5 µm de phosphates complexes de fer et de manganèse capables de retenir un film lubrifiant, voire un [[w:lubrifiant solide|lubrifiant solide]] dans une résine polymérisable. Applications : segments de pistons, chemises, tiges d'amortisseurs.
===== Historique =====
Le décapage d'une surface d'acier à l'aide d'une solution diluée et chaude d'acide phosphorique provoque la formation de phosphate de fer, qui assure une passivation et améliore la tenue à la corrosion des revêtements de peinture. C'est un fait connu depuis longtemps, dénommé ''Pickling'', ou également procédé Duplex Footner, lorsque la passivation phosphorique suit un décapage à l'acide sulfurique.<br />
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===== La Parkérisation =====
 
C'est une phosphatation au manganèse dite "profonde", en vue de l'anticorrosion fit son apparition aux États-Unis en 1926 avec le ''Parco-powder'' de la Parker Rust Proof Co, puis en France en mai 1927 avec le ''Parcosel''. La parkérisation fut alors considérée comme une méthode nouvelle de protection des alliages de fer, décrite par Jean Cournot dans une communication à l'Académie des sciences en novembre 1927 :<br />
« La méthode consiste à traiter le fer, la fonte ou l'acier, dans des bains acides bouillants renfermant 3 à 4 % de phosphates de fer et de manganèse préparés à partir de l'acide orthophosphorique ; lorsque les pièces, préalablement décapées, sont immergées dans ces solutions, il se produit une attaque superficielle avec dégagement d'hydrogène et production d'un phosphate de fer secondaire, lequel atteint rapidement la limite de saturation ; l'attaque s'arrête alors et il se produit sur le métal un dépôt des phosphates complexes en excès, le recouvrement obtenu, d'une couleur gris-noir, est extrêmement adhérent puisqu'il se dépose sur un métal légèrement gravé par l'attaque antérieure : il est de plus très résitant à la corrosion atmosphérique normale, il constitue enfin par sa nature même, une base remarquable pour des finitions appropriées aux genres de corrosions spéciales contre lesquels les pièces peuvent avoir à lutter ».
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* réaliser des dépôts galvaniques de [[w:chrome|chrome]] ou d'[[w:étain|étain]] ;
* disperser des carbures, plus spécialement du [[w:carbure de silicium|carbure de silicium]], dans des couches superficielles de nickel (traitements Nikasil, Elnisil, Galnical) ;
* déposer par projection des métaux, des [[w:céramique|céramiques]] ou des [[w:cermet|cermetcermets]]s ;
* créer ''in situ'' des couches d'oxydes, éventuellement imprégnées de lubrifiants solides comme le [[w:bisulfure de molybdène|bisulfure de molybdène]] ou certains corps gras ;
* utiliser des protections sous forme de [[w:vernis|vernis]] ou de [[peinture]]s ;
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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 µm 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 µm.
 
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|Zinal]] 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|synchroniseursynchroniseurs]]s. On l'utilise aussi pour les convoyeurs ou les freins d'automobiles.
 
=== Traitement Keronite ===
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Signalons enfin la possibilité de sulfurer les bronzes.
 
 
== Traitements divers ==
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=== Chromaluminisation ===
 
Cette diffusion simultanée de chrome et d'aluminium est spécifique des [[w:superalliage|superalliagesuperalliages]]s réfractaires à base de nickel et de [[w:cobalt|cobalt]] utilisés dans les [[w:turboréacteur|turboréacteurs]]. Elle en protège en particulier les ailettes contre l'érosion par les gaz de combustion qui circulent à grande vitesse.<br />
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.