Matériaux & Procédés
L’étude des tapis de fours de traitement thermique par le Cetim a mis en évidence l’intérêt d’un traitement de pré-oxydation sur des aciers inoxydables réfractaires AISI 330Cb vis-à-vis de la résistance à la carburation et à l’oxydation.
Déterminante pour le respect des cahiers des charges stricts de certaines industries comme l’aéronautique, la maîtrise de traitements thermiques comme la trempe présente entre autres certains enjeux financiers. La simulation apporte une solution pour les optimiser.
Les fours de traitement thermique équipés de moufle présentent des avantages qu’aucune autre conception de four n’est capable d’apporter aux acteurs du traitement thermique.
Un four qui s’arrête brusquement a des conséquences lourdes sur la production. La maintenance prédictive peut éviter cela en programmant par exemple des interventions de maintenance à un moment opportun.
Les progrès réalisés dans les techniques d’élaboration, de refusion et de transformation à chaud ou encore dans les moyens d’usinage ont impulsé les évolutions des aciers pour moules et outils.
Lorsque l’efficacité du dégraissage avant traitement thermique n’est pas totale, des contaminants subsistent en surface et se décomposent à haute température. Les éléments issus de la réaction peuvent diffuser et dégrader la surface de la pièce. Des caractérisations ont été réalisées dans le cadre d’une action collective au Cetim après traitements thermiques de trempe et de revenu pour évaluer l’impact sur la surface. Des essais de décapage réalisés sur des surfaces contaminées et traitées thermiquement ont permis d’apprécier l’efficacité des différents procédés disponibles.
Les réponses mécanique et métallurgique de deux aciers faiblement alliés à l’introduction de carbone et d’azote ont été étudiées. Pour cela, des traitements de carbonitruration, de cémentation et de nitruration austénitique à pression atmosphérique ont été réalisés à une température de 1173 K en employant des atmosphères à base de CO + H2 et/ou NH3. Le logiciel Thermo-Calc [AND02] a permis d’estimer la quantité d’azote en solution solide dans l’austénite juste avant la trempe. L’azote en solution est considéré comme complétant le carbone dans l’établissement de la dureté après trempe. Les résultats montrent un bon accord avec le modèle de Norstrom [NOR76] qui prédit une relation linéaire entre la racine carrée de la fraction atomique des interstitiels et la micro-dureté Vickers mesurée. Après revenu, la nitruration austénitique seule réussit à établir en surface un niveau de dureté équivalent à celui d’un état trempé. Cela est attribué à une précipitation secondaire au-dessus d’une certaine température critique située entre 453 K et 573 K.
L’utilisation d’outils simulant la fabrication dès le stade de la conception permet d’optimiser le développement du produit et des systèmes de fabrication correspondants. Un exemple est ici donné d’une simulation de cataphorèse dans un atelier de peinture automobile.
L’importance du four, des équipements et des charges traitées sur la maîtrise et le contrôle de l’atmosphère est démontrée par Process Electronic et Métallo Corner pour garantir un enrichissement uniforme en carbone et en azote.
Selon les traitements, les niveaux de vide nécessaires seront différents. Le choix des pompes est important. Pompes primaires, secondaires… Joël Benard, responsable commercial et marketing chez Busch, nous éclaire.