Matériaux & Procédés
Augmenter la performance des composants avec un minimum de changements en terme de conception a toujours été un challenge pour l’industrie mécanique. Un fonctionnement satisfaisant sous sollicitations sévères a conduit à utiliser sur des matériaux traités préalablement thermiquement ou thermochimiquement, des revêtements sous forme de couches dures minces, initialement développés pour des applications de type outillage. Les développements des couches minces élaborées par procédé de dépôt sous vide apportent à la communauté tribologique dans les années 80 une couche mince à base de carbone, dure et à bas coefficient de frottement (inférieurs à 0,1). Cette famille de matériaux sont connus sous différentes dénominations (carbones adiamantins, carbone amorphe ou DLC : diamond-like carbon). Ces couches carbonées couvrent en fait un domaine très vaste de compositions et de propriétés mécaniques et tribologiques. Elles sont élaborées par des méthodes hybrides de dépôt, qui font intervenir le PVD (dépôt physique en phase vapeur), le PACVD (dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma). Elles sont déposées sur des substrats variés, essentiellement initialement des aciers à hautes caractéristiques mécaniques, plus récemment sur des alliages légers, voire des élastomères. Sont présentés dans cet article des résultats obtenus sur l’application considérée comme la plus sévère en termes de sollicitations : le contact came/linguet tel que l’on retrouve dans les moteurs à combustion interne de haute performance. Dans ce type de contact se retrouve simultanément les vitesses de glissement et les pressions de contact les plus élevées dans le domaine des composants mécaniques, associées à une alimentation réduite en lubrifiant.
Le traitement dit de « trempe et revenu » est le traitement thermique complet qui doit donner à un acier ses caractéristiques mécaniques optimales en vue de son emploi.
Au début de l’article paru dans le numéro précédent, il a été rappelé que le traitement dit de « trempe et revenu » comportait deux étapes : la trempe et le revenu qui fait l’objet de l’article qui suit.
L’usage du chrome hexavalent ne sera plus autorisé en Europe après septembre 2024. Utilisé pour ses très nombreux avantages dans le domaine de la galvanoplastie et du revêtement de métaux, il est reconnu comme cancérigène. Le procédé de fabrication de son substitut, le chrome 3, reste identique à celui du chrome 6, même si la chimie employée dans sa création est non-toxique et validée par la réglementation REACH.
Des moyens expérimentaux avancés ont conduit à une connaissance fine et précise des matériaux et des mécanismes physiques sous-jacents à des phénomènes mécaniques macroscopiques.
Un traitement de surface ne pourra pas fournir les propriétés fonctionnelles attendues sans un prétraitement adapté et de bonne qualité. Avant anodisation ou conversion chimique sur alliages d’aluminium, une étape de préparation est donc nécessaire pour obtenir de bonnes propriétés de tenue à la corrosion [1-2].
Les traitements thermiques dits d’adoucissement doivent conférer aux aciers des caractéristiques de résistance mécanique faibles pour faciliter leur mise en œuvre. Rappel des différentes méthodes.
Aujourd’hui, nous vivons une crise climatique et énergétique mondiale et l’engouement pour l’hydrogène dans le monde n’est pas seulement dû aux objectifs de décarbonisation pour 2050, mais aussi à un mouvement stratégique « d’indépendance énergétique », en particulier en Europe.
La fabrication additive présente encore quelques inconvénients tels que l’obtention d’un état de surface très rugueux comparativement à un état de surface usiné. L’Institut de Recherche Technologique Matériaux, Métallurgie et Procédés (IRT M2P) travaille depuis 2016 sur le développement de technologies de parachèvement.
Afin de protéger les composants hydrauliques des phénomènes d’érosion par cavitation, les pièces sont souvent revêtues par projection thermique. Une étude a été menée concernant la résistance à la cavitation de certains fabriqués par projection thermique.