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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Traitements des métaux
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Autres procédés en développement4. Traitements assistés par plasma ou ioniques
4.1 Principe
Lorsqu’une différence de potentiel est imposée entre une anode et une cathode dans une atmosphère gazeuse sous faible pression, il se produit des collisions ionisantes électron-molécule et, au-delà d’un certain potentiel (potentiel disruptif), un régime de décharge luminescente s’établit avec production d’espèces ionisées au voisinage de la cathode (figure ). Les conditions d’établissement de cette décharge dépendent, entre autres facteurs, de la nature des gaz et de la pression dans l’enceinte. Pour les traitements thermiques par voie ionique, on utilise la zone dite de « décharge anormale » (cf. figure ).
Le plasma est constitué d’espèces : ions, neutres excités... dérivés du ou des gaz introduits ; il constitue un milieu actif fortement agité et doté d’une énergie importante. Il a pour effet de :
-
créer à la surface des pièces, par circulation du plasma, un effet thermique par dissipation de l’énergie cinétique des ions en énergie thermique lors de leur collision à la surface des pièces ; selon l’énergie employée pour produire le plasma (puissance dissipée au générateur), celui-ci sera plus ou moins chaud et pourra suffire à obtenir une température convenable pour le traitement à effectuer ;
-
décaper par pulvérisation cathodique en arrachant, grâce à l’énergie cinétique des ions, des atomes superficiels du métal ; l’effet de ce décapage est de provoquer un nettoyage des surfaces les amenant à un état physiquement propre, notamment en éliminant la couche de passivation, et les rendant ainsi très réactives ;
-
générer des espèces réactives vis-à-vis de la surface à traiter.
À l’approche de la cathode, les ions vont être fortement accélérés en raison de l’intensité du champ électrique à cet endroit. Les collisions qu’ils subissent avec les éléments neutres peuvent donner lieu à des transferts du type :
les ions...
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