Présentation
Auteur(s)
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Dominique GHIGLIONE : Ingénieur de l’École Centrale de Lyon (ECL) - Ingénieur au Service Matériaux et Traitements thermiques du Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM)
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Claude LEROUX : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Directeur Général de Partiot SA
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Christian TOURNIER : Ingénieur Diplômé par l’État (DPE) - Directeur Technique et qualité de la Société Vide et Traitements Services
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Lire l’articleINTRODUCTION
La nitruration ou apport d’azote par diffusion à des températures comprises entre 350 et 600 oC est à la base d’une famille de traitements qui diffèrent par la nature des éléments complémentaires d’apport (C, O, S...) et les modes de mise en œuvre.
Le durcissement de la couche traitée est obtenu par transformation in situ lors de la diffusion et, de ce fait, aucun traitement complémentaire n’est nécessaire.
Les propriétés d’emploi des pièces nitrurées ou nitrocarburées dépendent fortement des nuances d’acier utilisées et des microstructures obtenues par traitement.
Le choix d’un procédé est donc conditionné par les possibilités de réalisation de la structure souhaitée et, bien entendu, par les critères économiques.
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VERSIONS
- Version courante de juin 2012 par Claude LEROUX
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Aspects métallographiques des couches obtenues9. Mise en œuvre
9.1 Préparation de surface
Le fait que les nitrurations soient pratiquées à de basses températures implique que les effets de brûlage des polluants de surface et de « recuit » du matériau, qui se produisent pour les traitements réalisés à haute température, n’interviennent pas ou peu. Dans ces conditions, la préparation de surface avant traitement est un élément déterminant par rapport aux résultats des nitrurations.
Parmi les points importants qui peuvent intervenir on peut citer [112] :
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la rugosité qui influe sur la réactivité de la surface. Une augmentation de rugosité favorise la réaction de nitruration et, en particulier, la germination et la formation de couche blanche et, en début de cycle, la croissance de la couche de diffusion ;
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le mode d’obtention de la surface : la déformation à froid semble gêner l’apport d’azote en surface. Il semble que lors d’un usinage les effets de coupe soient préférables aux effets « de glaçage » [87]. L’électroérosion peut également avoir une influence défavorable [112] ;
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les pollutions physico-chimiques provenant des produits de mise en forme ou de nettoyage. Ce sont les huiles de coupe, de mise en forme, des produits de protection au stockage... qui, selon leur nature, vont rendre plus ou moins difficile le transfert des éléments interstitiels pendant le traitement. Dans des conditions identiques de nitruration, on peut, selon les préparations réalisées, obtenir, des couches de combinaison et de diffusion sensiblement différentes ;
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les couches passives. Les réactions entre le milieu nitrurant et le métal vont être profondément altérées par la présence d’une couche passive produite par une réaction chimique préalable. Le problème se pose de façon d’autant plus aiguë que la teneur en chrome et en nickel des aciers augmente et donc plus particulièrement avec les aciers inoxydables.
Par rapport aux effets qui viennent d’être signalés, les différents procédés pourront être plus ou moins sensibles (à titre d’exemple, le traitement des aciers inoxydables pose peu de problèmes avec les procédés qui utilisent les basses pressions). Par ailleurs, pour un procédé donné, il est parfois possible, en modifiant les paramètres de la mise en œuvre des pièces,...
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