N°492 - Janvier / Février 2025

La carbonitruration au service de pièces plus résistantes

Plus que jamais, les économies d’énergies et la réduction des émissions de CO2 sont à l’ordre du jour. Pour limiter l’impact environnemental de notre secteur, traditionnellement un gros consommateur d’énergie, plusieurs actions sont entreprises par le CETIM. Une étude a été réalisée pour optimiser les traitements thermochimiques. Les fours sous vide sont, en effet, dorénavant largement adoptés par les industriels. La réalisation de traitements basse pression et des trempes sous gaz surpressé, améliore l’intégrité des microstructures, diminue les déformations et les reprises post traitement. D’autre part l’amélioration des performances permet l’allègement des pièces mécaniques. La carbonitruration basse pression à haute teneur en austénite résiduelle s’inscrit dans cette démarche. La carbonitruration d’aciers alliés favorise la formation et la stabilisation de l’austénite résiduelle. Il en résulte une augmentation de la résistance à l’endommagement par le ralentissement de la propagation d’amorces de rupture ce qui améliore la résistance à la fatigue. L’étude réalisée par le CETIM vise à caractériser les structures et les performances de ce type de traitement. Le CETIM a confié la mise au point et la réalisation du cycle à l’IRT M2P. Les caractérisations des pièces traitées font entrevoir des perspectives industrielles encourageantes pour optimiser les performances de pièces comme les engrenages et les roulements.
Un projet stratégique, le programme CEDRE, vise à renforcer les industries mécaniques face aux défis environnementaux. Des études sont en cours pour évaluer l’impact environnemental des différents traitements thermiques et pour diminuer les pertes d’énergie ou pour favoriser sa récupération au long du cycle.
Pour réduire la consommation énergétique de manière plus drastique encore, le chauffage doit, lorsque cela est possible, se concentrer sur les parties effectivement sollicitées. Les gains accessibles par la trempe après chauffage superficiel, sont importants. Le chauffage par induction est utilisé depuis des dizaines d’années mais il nécessite des outillages et des machines de présentation adaptés pour chaque morphologie de pièce, ce qui complique l’adaptation du traitement pour les petites et moyennes séries.
Le CETIM a décidé d’étudier les possibilités offertes par la trempe laser. La puissance et le rendement des lasers se sont considérablement accrus ces dernières années. La robotique a également énormément progressé en termes de performances et de facilité de programmation. Une étude en cours, dans le cadre de l’action collective PTT METHERM, va permettre de vérifier les capacités et les limites du traitement.

Marc Buvron, Pôle Matériaux Métalliques et Surfaces, CETIM