Matériaux & Procédés
La prise en compte des risques toxicologiques et écotoxicologiques générés par l’utilisation de solvants organiques chlorés oblige le secteur de l’aéronautique et du spatial, à répondre aux exigences communautaires imposées. Aussi face à des mesures environnementales de plus en plus draconiennes, le Groupe Snecma s’est attaché, depuis une dizaine d’années à mener une politique d’actions de progrès visant à anticiper l’évolution rapide des législations Européennes et internationales[1]. Les produits lessiviels en machine d’aspersion automatique est l’une des solutions alternatives au trichloréthylène solvant organique.
Les industriels souhaitent connaître la réglementation et les principaux enjeux des technologies envisageables, en termes de performances, d’impact sur l’environnement, de conditions de travail, ainsi que les principaux documents de référence sur le sujet traité. Le Cetim a regroupé, sous forme de fiches de synthèse, les informations relatives à la sécurité et à l’environnement pour des technologies comme le dégraissage aux solvants, et les traitements et revêtements de surface par voie humide. Ces fiches sont réunies dans un ouvrage intitulé Informations réglementaires et pratiques relatives à des technologies mises en œuvre en traitements de surface, édité dans la collection Performances et coécrit par Jérôme Ribeyron et Monique Lorthois. Nous vous en présentons un extrait dédié aux traitements et revêtements par voie humide.
La coloration du verre par des procédés de dépôt physique en phase vapeur peut être obtenue à partir de revêtements d’alliages colorés dans la masse, qui nécessitent une composition chimique plus ou moins complexe pour chaque couleur désirée, ou par la synthèse de revêtements interférentiels, constitués au minimum d’une couche céramique transparente de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres d’épaisseur. Les revêtements interférentiels présentent un avantage considérable par rapport aux revêtements colorés dans la masse : leur couleur ne dépendant que de l’épaisseur de la couche transparente, un large panel de teintes peut être obtenu avec un seul type de revêtement, ce qui simplifie la gestion des cibles au sein d’un même réacteur dans le cas d’une production industrielle.
Les nanotechnologies sont en France une des priorités actuelles. Le programme nanosciences-nanotechnologies (sur trois ans) présenté par François d'Aubert, Ministre délégué à la Recherche, le 16 décembre dernier, en est une preuve. Les techniques d'élaboration des nanomatériaux sont nombreuses et les applications tout autant. Quant à la réalisation d'un revêtement à partir de nano-couches ou nano-strates élémentaires ou de multi nano-couches, elle permet de doter la surface de pièces mécaniques de propriétés fonctionnelles spécifiquement adaptées à l'utilisation. L'association de diverses strates avec des matériaux différents permet d'obtenir des fonctionnalités multiples comme la tenue à l'usure combinée à une tenue à la corrosion. Il est possible de mixer des propriétés parfois totalement contradictoires en associant des nano-strates sélectionnées.
Depuis quelques années, les procédés de traitement de surface faisant appel à des milieux non aqueux (PVD, projection thermique...) suscitent chez de nombreux industriels un intérêt croissant de par la conjonction de multiples critères dont les deux principaux sont, d'une part, l'évolution des potentialités de traitement offertes par ces techniques, et, d'autre part, l'accroissement des contraintes de dépollution de plus en plus sévères liées aux traitements par voie humide.
La filtration des huiles de trempe, soumises à une forte pollution due aux résidus métalliques et de suie, permet d’améliorer la qualité de la surface des pièces traitées, de prolonger la durée d’utilisation de l’huile dans les bains d’huile de trempe et de réduire les traitements ultérieurs, de diminuer les risques d’incendie grâce à l’élimination de l’eau.
Les procédés de nitruration et de nitrocarburation ont un large domaine d’applications sur une très grande variété de pièces mécaniques dans les domaines de la construction et de l’outillage. Ils permettent d’améliorer très sensiblement la tenue à la fatigue, à l’usure et à la corrosion ainsi que la résistance aux charges superficielles. La variété des aciers sur lesquels ils peuvent être appliqués est importante. La composition et la structure de chaque nuance d’acier conduisent à de multiples variétés de couches et de propriétés potentielles. Il est envisageable d’optimiser les résultats en fonction de chaque application sous réserve d’un contrôle du process permettant de maîtriser les relations complexes qui conduisent à l’obtention des résultats souhaités. La nitruration et la nitrocarburation gazeuses à l’ammoniac avec ajout éventuel de composés carburés est la méthode la plus répandue. Cet exposé traite uniquement de ce procédé. L’obtention des résultats souhaités et optimisés nécessite d’avoir des installations de traitement parfaitement contrôlées et capables d’ajuster les paramètres aux besoins. Ainsi le choix de la conception du four est essentiel afin d’assurer une bonne homogénéité de la température à ± 5°C, associée à un brassage convectif de l’atmosphère efficace traversant de façon complète la charge.
La première campagne paneuropéenne contre les risques liés aux substances dangereuses au travail, lancée par l'Agence européenne pour la sécurité et la santé au travail, s'est déroulée en octobre dernier.
Un processus de cémentation plasma par le carbone à basse température a été récemment développé pour l’ingénierie des surfaces des aciers inoxydables austénitiques afin d’obtenir une amélioration simultanée de la résistance à l’usure et à la corrosion. Les propriétés chimiques et mécaniques ainsi que les caractéristiques de structure de cette couche de cémentation réalisée sur un acier AISI 316 dans une fourchette de température de 400 à 600°C ont fait l’objet d’études antérieures. Cet article est axé sur la stabilité thermique de la couche de phase S au carbone. L’examen a été mené sur des échantillons présentant une couche constituée d’une phase S ayant subi un recuit isotherme afin de déterminer les propriétés et les microstructures de la phase S en fonction de la température. Les résultats montrent que la phase S est une phase métastable. Lorsqu’elle est soumise à un recuit à certaines températures pendant un temps suffisamment long, le carbone de la phase S se décompose en carbures de chrome. En conséquence, la résistance à la dureté et à la corrosion varient également. On a construit un diagramme préliminaire de transformation isotherme qui constitue un guide de base pour la réalisation d’acier inoxydable austénitique cémenté plasma à basse température.
L’évolution de la réglementation concernant l’utilisation des solvants chlorés, et notamment l’élimination du trichloréthylène en 2005 et une menace à terme sur le perchloréthylène, nécessite de revoir fondamentalement les technologies de nettoyage et de dégraissage des surfaces métalliques avant traitement thermique et traitement de surface. Les perspectives offertes aujourd’hui sont celles des machines utilisant des solvants chlorés autorisés en machine fermée et les machines de lavage utilisant des lessives alcalines. Une nouvelle opportunité apparaît avec l’utilisation d’esters méthyliques d’origine végétale soluble dans l’eau avec un bon pouvoir dégraissant. Ces produits devraient permettre de concevoir des lignes de nettoyage des surfaces métalliques en substitution à d’autres solutions.