Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
L’objet de cet article est d’aider au choix des traitements thermiques des métaux ferreux pour l’automobile. Cette tâche est délicate car plusieurs solutions techniques existent. De plus, le contexte industriel changeant (moyens à disposition, gestion des flux, environnement…), ainsi que les cahiers des charges en perpétuelle évolution compliquent également cette approche. Tout d'abord, l’entité véhicule est largement détaillée, de même que les exigences fonctionnelles de ses pièces mécaniques. Les solutions apportées par le traitement thermique en termes de technologies et de propriétés fonctionnelles sont abordées ensuite, permettant de comparer les procédés et d’aider aux choix final.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Michel GANTOIS : Professeur à l'École nationale supérieure des mines et à l'École européenne d'ingénieur en génie des matériaux, Nancy
-
Yves POURPRIX : Chef de service Direction des matériaux et technologie de PSA
INTRODUCTION
Rédiger un guide de choix des traitements thermiques des métaux ferreux pour l'automobile est une opération délicate pour plusieurs raisons :
-
d'abord parce qu'il n'y a pas une solution technique à une fonction mais souvent plusieurs qui sont concurrentes ;
-
ensuite parce que les choix dépendent souvent du contexte industriel (moyens en place, politique d'investissements, gestion des flux, problèmes d'environnement…) ;
-
enfin parce que les cahiers des charges d'une fonction ou d'un organe évoluent très vite, de même d'ailleurs que l'offre en matière de solutions techniques.
Nous ferons donc tout d'abord un tour d'horizon assez approfondi du contexte automobile en abordant l'entité véhicule, ses principaux organes mécaniques, leurs exigences fonctionnelles et enfin le contexte industriel.
Cette approche permettra dans une seconde partie d'aborder les solutions en termes de technologies et de propriétés fonctionnelles, de comparer les procédés et d'évoquer les tendances pour le proche avenir.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1996 par Yves POURPRIX
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Principales applications industrielles
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4. Critères industriels de choix des traitements thermiques
Les besoins fonctionnels des pièces définissent ou orientent vers des choix de traitements de renforcement qui peuvent ne pas être uniques. Le choix pourra être et sera souvent orienté également par des considérations industrielles.
Nous évoquerons dans la suite du document six critères qui doivent être pris en compte dans le contexte industriel de grande série :
-
flux tendu ;
-
coût et productivité ;
-
flexibilité ;
-
reproductibilité ;
-
environnement ;
-
maîtrise dimensionnelle.
4.1 Flux tendu
Il s'agit aujourd'hui de réduire au minimum les stocks et les manutentions interopératoires. Comme le traitement thermique se situe généralement en cours de gamme (soit sur le brut, soit sur pièce en cours d'usinage) et s'intercale avec des opérations généralement réalisées de façon unitaire, le flux tendu va privilégier les solutions de traitement de courte durée et pièce à pièce : trempe, recuit ou refroidissement direct sur les bruts, trempe par induction sur les pièces usinées. Ce système a cependant un certain nombre de limites :
-
capacitaires : il faut que le cycle de traitement soit d'une durée cohérente avec les autres opérations, sinon on devra multiplier le nombre d'installations (ou leur longueur pour le refroidissement contrôlé en forge) et de toute façon rompre le flux : dans ce cas un traitement différé sur installation de grosse capacité travaillant en convoi peut redevenir préférable ;
-
techniques : toutes ces pièces ne sont pas compatibles avec tous les traitements (couplage en induction, déformation à la trempe, etc.).
4.2 Coût et productivité
Le coût d'un traitement thermique intègre d'une part l'amortissement du matériel, d'autre part le coût d'exploitation. En fonction des volumes à produire, on pourra ainsi être amené à opter soit pour des investissements élevés à faible coût d'exploitation, soit vers des investissements plus faibles, bien que le prix de revient de fabrication soit supérieur.
Exemple :...
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Critères industriels de choix des traitements thermiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DANG VAN (K.) - Comportement à la fatigue des métaux - . Sciences et Techniques de l'Armement Mémorial de l'artillerie française, 1er fasc. p. 113-116 (1973).
-
(2) - BARRALIS (J.), CASTEX (L.), MAEDER (G.) - Précontraintes et traitements superficiels - . [M 1 180]. Traité Matériaux métalliques (1999).
-
(3) - GHIGLIONE (D.), LEROUX (C.), TOURNIER (C.) - Nitruration, nitrocarburation et dérivés - . [M 1 227]. Traité Matériaux métalliques (1996).
-
(4) - MURRY (G.) - Transformation dans les aciers - . [M 1 115]. Traité Matériaux métalliques (1998).
-
(5) - COPPIN (P.), LHOTE (B.) - Atmosphères de traitement thermique - . [M 1 220]. Traité Matériaux métalliques (2000).
-
(6) - DULCY (J.), GANTOIS (M.) - Théorie...
ANNEXES
Traitements directs
MULOT (A.), MAUVEAUX, ORTOLLAND - Possibilités offertes par l'utilisation d'aciers adaptés aux traitements thermiques dans la chaude de forge - . Rev. de Traitements thermiques no 206, p. 61 (1986).
HAUT DE PAGE2.1 Traitements thermiques et mécaniques
B15 2240 (Janv. 02), Traitements mécaniques. Grenaillage de renforcement
B15 2150 (Sept. 02), Traitements thermiques. Trempe superficielle
B15 2220 (Oct. 97), Traitements thermochimiques. Cémentation. Carbonitruration
B15 2240 (Janv. 97), Traitements thermiques. Nitruration
B15 2330 (Fév....
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