Apporter des améliorations tribologiques aux surfaces d'alésage

Ce processus « mécano-chimique » peut améliorer les propriétés tribologiques des matériaux ferreux tels que l'acier et la fonte par brunissage/plateau tout en imprégnant la surface à un niveau nano avec du tungstène. Crédit photo :Sunnen

Souvent, le rodage est l'une des opérations d'usinage finales pour les pièces avec des alésages de précision qui doivent s'adapter aux composants internes d'accouplement. Selon le fabricant d'équipements de rodage et d'abrasifs Sunnen, le processus peut remédier à diverses conditions d'alésage défavorables, notamment la taille du diamètre, l'évasement, l'ondulation, la conicité, l'arc-en-ciel, la forme du tonneau, le broutage de l'alésoir, les marques d'alésage et les trous non ronds. Il peut atteindre des tolérances de diamètre d'alésage de ± 0,0002 pouce tout en laissant derrière lui son motif hachuré caractéristique pour la rétention de la lubrification.

Faisant un pas en avant, Sunnen s'est récemment associé à la société suédoise Applied Nano Surfaces (ANS) pour proposer la technologie de triboconditionnement ANS sur l'équipement de rodage CNC Sunnen standard. Le triboconditionnement, qui est un processus effectué après le rodage et qui ressemble beaucoup à une opération de rodage, peut améliorer la finition de la surface de l'alésage et l'étanchéité de la combustion tout en réduisant la friction et l'usure entre les composants d'accouplement.

Pour ce faire, il utilise ce que les entreprises appellent un processus "mécano-chimique" conçu pour améliorer les propriétés tribologiques des matériaux ferreux (tels que l'acier et la fonte) par brunissage/plateau tout en imprégnant la surface à un niveau nano avec du tungstène. .

Imaginez une opération de rodage typique :un outil rotatif (mandrin) équipé de pierres abrasives entre et sort d'un alésage tout en étant lubrifié à l'huile. Pendant le processus, l'outil dilate les abrasifs pour entrer en contact avec la surface de l'alésage, ce qui leur permet d'enlever d'infimes quantités de matériau pour amener l'alésage à sa taille et sa finition appropriées.

La pression des "rebords" du carbure sur la surface de l'alésage combinée à la chaleur développée provoque l'imprégnation du tungstène dans le fluide Triboconditioning à la surface du matériau de base à un niveau submicronique. Crédit photo :Sunnen

Avec le triboconditionnement, les pierres abrasives sont remplacées par des « rebords » en carbure rectifiés et polis et l'huile est remplacée par le fluide de traitement contenant du tungstène. La pression des rebords sur la surface de l'alésage combinée à la chaleur qui se développe provoque l'imprégnation du tungstène dans le fluide - chimiquement infusé et lié - à la surface du matériau de base à un niveau submicronique. Parce que le tungstène est imprégné dans le matériau de base, il n'est pas sujet à l'écaillage ou au pelage comme cela peut arriver avec d'autres revêtements résistants à l'usure appliqués. (c'est-à-dire que le triboconditionnement n'est pas un processus de revêtement.) Et il résiste mieux à la dégradation par les solvants, les carburants et les lubrifiants. De plus, le processus produit un effet "à l'état brut" sur la surface en plateau adouci tout en laissant derrière lui les hachures d'affûtage sous-jacentes.

Une application bien adaptée au triboconditionnement est celle des cylindres et des chemises de moteur automobile où la réduction du frottement entre ces composants et les segments de piston signifie moins de perte d'énergie et des émissions réduites. De plus, l'effet de brunissage sert de processus de " rodage " pour les cylindres et les chemises qui se produirait autrement une fois qu'un moteur est assemblé et démarré pour la première fois. De plus, les pièces traitées sont plus compatibles avec les lubrifiants à faible viscosité, ce qui se traduit par une meilleure économie de carburant du moteur sans risque de défaillances liées à l'usure.

Pour les composants tels que les chemises de cylindre, le processus produit une surface "à l'état brut" sur la surface en plateau adoucie tout en laissant derrière elle les hachures d'affûtage sous-jacentes.

Les autres composants automobiles applicables pour le triboconditionnement sur les machines de rodage comprennent les roulements, les guides de soupape et les bielles. Le processus est également approprié pour les engrenages et les ensembles hydrauliques tels que les vannes à cartouche.

Sunnen propose un traitement Triboconditioning pour une utilisation sur ses nouvelles machines de rodage, mais la technologie peut également être adaptée aux machines existantes qui répondent aux exigences des systèmes d'alimentation et de contrôle de précision nécessaires pour produire les forces nécessaires au processus.

Mais, au-delà de la capacité de traiter les surfaces d'alésage de diamètre intérieur, ANS a développé des processus de triboconditionnement pour les surfaces de diamètre extérieur à géométrie complexe, y compris les arbres à cames, les vilebrequins et les dents d'engrenage à l'aide d'autres plates-formes d'équipement de machines-outils conventionnelles.