Test d'étincelles expliqué : guide complet pour classifier les matériaux ferreux

Qu'est-ce que le test d'étincelles ?

Le test d'étincelles est une méthode pour déterminer la classification générale des matériaux ferreux. Il consiste normalement à prendre un morceau de métal, généralement de la ferraille, et à l'appliquer sur une meule pour observer les étincelles émises.

Ces étincelles peuvent être comparées à un tableau ou à des étincelles d'un échantillon test connu pour déterminer la classification. Le test d'étincelles peut aussi trier les matériaux ferreux, établissant la différence entre eux en notant si l'étincelle est identique ou différente.

Le test d'étincelles est utilisé car il est rapide, facile, et peu coûteux. De plus, les échantillons test n'ont pas besoin d'être préparés, donc on utilise souvent un morceau de ferraille. Le principal inconvénient est son incapacité à identifier positivement un matériau ; si une identification positive est requise, l'analyse chimique doit être utilisée. La méthode de comparaison d'étincelles endommage aussi légèrement le matériau testé.

Le test d'étincelles est le plus souvent utilisé en ateliers d'outillage, ateliers d'usinage, ateliers de traitement thermique, et fonderies.

Comment faire un test d'étincelles ?

Une meule d'établi est généralement utilisée pour créer les étincelles, mais parfois ce n'est pas pratique, alors on utilise une meuleuse portative. Dans les deux cas, la meule doit avoir une vitesse surfacique adéquate, au moins 23 m/s (4500 pieds/min), mais idéalement entre 38 et 58 m/s (7500–11 500 pi/min).

La meule doit être grossière et dure, donc l'oxyde d'aluminium ou le carbure de silicium (carborundum) sont souvent employés. La zone de test doit être sans lumière vive directe dans les yeux de l'observateur. De plus, la meule et la zone environnante doivent être sombres pour observer clairement les étincelles. L'échantillon test est alors touché légèrement à la meule pour produire les étincelles.

Les caractéristiques importantes des étincelles sont : couleur, volume, nature de l'étincelle, et longueur. Notez que la longueur dépend de la pression appliquée sur la meule, donc peut être un mauvais outil de comparaison si la pression n'est pas exactement la même pour les échantillons. Aussi, la meule doit être dressée fréquemment pour enlever l'accumulation métallique.

Méthode à air comprimé

Une méthode moins courante pour créer des étincelles est de chauffer l'échantillon au rouge puis d'appliquer de l'air comprimé. L'air comprimé fournit assez d'oxygène pour enflammer l'échantillon et produire des étincelles.

Cette méthode est plus précise que la meule car elle donne toujours des étincelles de même longueur pour le même échantillon. L'air comprimé applique, en essence, la même « pression » à chaque fois. Cela rend l'observation de la longueur d'étincelle bien plus fiable pour la comparaison.

Test d'étincelles automatisé

Le test d'étincelles automatisé a été développé pour éliminer la dépendance à l'habileté et l'expérience de l'opérateur, augmentant ainsi la fiabilité.

Le système repose sur la spectroscopie, spectrométrie, et autres méthodes pour « observer » le motif d'étincelles. Il a été trouvé que ce système peut déterminer la différence entre deux matériaux qui émettent des étincelles similaires.

Caractéristiques des étincelles

• Fer forgé (Wrought iron) : Étincelles s'écoulant en lignes droites. Queues s'élargissant vers la fin, semblables à une feuille.
• Acier doux (Mild steel) : Similaires au fer forgé ; mais avec de minuscules fourches et longueurs plus variables. Étincelles blanches.
• Acier moyen carbone (Medium-carbon steel) : Plus de fourches que l'acier douce et grande variété de longueurs d'étincelles, plus nombreuses près de la meule.
• Acier haut carbone (High-carbon steel) : Motif d'étincelles touffu (beaucoup de fourches) commençant à la meule. Étincelles moins brillantes que l'acier moyen carbone.
• Acier au manganèse (Manganese steel) : Étincelles de longueur moyenne se fourchant deux fois avant de finir.
• Acier rapide (High-speed steel) : Étincelle rouge faible à la pointe.
• Acier inoxydable série 300 : Étincelles moins denses que l'acier au carbone, ne se fourchent pas, couleur orange à paille.
• Acier inoxydable série 310 : Étincelles bien plus courtes et fines que série 300. Rouge à orange, ne se fourchent pas.
• Acier inoxydable série 400 : Similaires série 300, mais légèrement plus longues avec fourches aux extrémités.
• Fonte (Cast iron) : Étincelles très courtes commençant à la meule.
• Alliages haute température nickel/cobalt : Étincelles fines et très courtes, rouge foncé, ne se fourchent pas.
• Carbure cimenté (Cemented carbide) : Étincelles sous 3 pouces (7,5 cm), rouge foncé, ne se fourchent pas.
• Titane : Bien que non-ferreux, émet beaucoup d'étincelles. Facilement distinguables des métaux ferreux : blanc brillant, aveuglant.