I) Introduction :
Les traitements superficiels des aciers ont pour but l’obtention d’une dureté élevée en surface jointe à une ténacité et une ductilité importante à cœur. Simultanément est obtenue une augmentation de la résistance à l’usure et à la fatigue.
On peut obtenir ce résultat de trois manières différentes :
- Modification d’une zone superficielle par traitement thermique localisé ( chauffage superficiel et trempe ).
-
Modification d’une zone superficielle par
traitement thermochimique de diffusion d’un élément d’alliage par contact avec
un milieu adapté : Nitruration : diffusion d’azote
Sulfonitruration : diffusion de soufre et d’azote
Chromisation
Boruration
Shérardisation : diffusion de zinc
- Modification d’une zone superficielle par diffusion suivie d’un traitement thermique affectant la zone modifiée :
Cémentation : diffusion de carbone + durcissement
par trempe
Carbonitruration : diffusion de carbone et d’azote +
durcissement par trempe
Remarque : L’amélioration d’une surface par action mécanique ( Grenaillage, Sablage, …) augmente la résistance à l’usure que l’on peut aussi obtenir par traitement chimique ou électrochimique ( chromage, phosphatation, …)
II) Chauffage superficiel suivi d’une trempe :
1) Principe et buts :
On cherche à obtenir une structure martensitique sur une couche de quelques millimètres. Pour cela, il faut chauffer la surface très vite de façon à éviter que la chaleur n’aille vers le cœur de la pièce. Le refroidissement se fait alors dans l’eau, par trempe ou au défilé.
Ici, seul le moyen de chauffage diffère d’un procédé à l’autre.
2) Chauffage par induction :
La pièce passe dans un solénoïde (primaire ), en servant elle-même de secondaire.
3) Chauffage au chalumeau :
On
utilise des flammes de type O2 – Propane, O2 – Acétylène
qui permettent des vitesses de chauffage importantes (
4)
Méthodes plus
récentes :
- Bombardement électronique
- Faisceau laser
- Torche à plasma
5)
Aciers
utilisés :
Le traitement étant superficiel, l’acier utilisé ne nécessite pas de trempabilité importante d’où l’emploi d’aciers faiblement ou non alliés. Le carbone est inférieur à 0,5% pour éviter les tapures.
Quelques nuances :
XC 42 TS 0.42% C
45 M4 TS 1% Mn
42 C4 TS 1% Cr
35 CD4 TS
42 CD4 TS
Remarque :
Ce principe de traitement est adaptable aux fonts non ferritiques et aux GS. Un recuit de relaxation préalable est toutefois préconisé pour éviter les déformations après traitement.