UGI® PHYNOX® – Alliage cobalt austénitique premium pour hautes performances

Présentation de l'UGI® PHYNOX®

L'UGI® PHYNOX® est un alliage à base de cobalt austénitique à haute limite d'élasticité offrant de multiples propriétés :

• Durcissement par vieillissement après traitement thermique suite à un formage à froid, sans aucune déformation
• Excellente résistance à la corrosion dans divers milieux, résistance à la corrosion sous contrainte et absence de fragilisation par l'hydrogène
• Excellente résistance à la fatigue sans aucun relâchement
• Non magnétique dans tous les états : recuit, étiré à froid ou vieilli
• Utilisable dans une large gamme de températures : de l'hélium liquide à 500 °C
• Parfaitement biocompatible, utilisé depuis plus de vingt-cinq ans dans les implants chirurgicaux

Propreté conforme aux normes AFNOR NF S 90-403 et ISO 5832/7 : Sulfures : 1, Alumines : 3, Silicates : 1, Oxydes globulaires : 3

Propriétés générales

Propriété	Valeur
Densité	8,3 g/cm³

Propriétés mécaniques

Propriété	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	182 GPa
Module de cisaillement	75 GPa
Résistance à la traction	1550 – 2250 MPa	Selon le degré d'étirage à froid

Propriétés thermiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	12,5 × 10⁻⁶ 1/K	20 à 100 °C
Point de fusion	1450 – 1460 °C
Capacité thermique massique	430 J/(kg·K)

Propriétés électriques

Propriété	Valeur
Résistivité électrique	9,5 × 10⁻⁷ Ω·m

Propriétés magnétiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Perméabilité magnétique relative	1,0002	500 / 1000 Oe

Composition chimique

Élément	Teneur (%)	Commentaire
Carbone	0,15 max
Chrome	19,0 – 21,0
Cobalt	39,0 – 41,0
Manganèse	1,5 – 2,5
Molybdène	6,5 – 7,5
Nickel	15,0 – 18,0
Autres	1,0 max
Phosphore	0,015 max
Silicium	1,2 max
Soufre	0,015 max

Propriétés technologiques

Résistance à la corrosion

L'UGI® PHYNOX® n'est pas attaqué par les acides organiques. Il résiste parfaitement au brouillard salin et son comportement vis-à-vis des acides minéraux est nettement supérieur à celui des meilleurs aciers inoxydables. De plus, sa passivité parfaite au contact des tissus humains explique son utilisation depuis plus de vingt-cinq ans dans les implants chirurgicaux.

Exemples de résistance à la corrosion :

• A : < 0,05 mm/an
• B : 0,05 à 0,25 mm/an
• C : 0,25 à 0,50 mm/an
• D : 0,50 à 1,25 mm/an
• E : > 1,25 mm/an

Milieu	Concentration	°C	Indice	Milieu	Concentration	°C	Indice
Acide acétique Acide chlorhydrique Acide chlorhydrique Acide sulfurique Chlorure de calcium Chlorure de fer	50 % Concentré 50 % 50 % 10 % 10 %	100 110 110 150 100 25	A E E E A A	Acide citrique Acide lactique Acide nitrique Acide nitrique Acide phosphorique Chlorure de sodium	10 % 10 % 50 % 10 % 50 % 10 %	100 100 100 100 120 100	A A B B C A
Corrosion sous contrainte selon NACE TM.01.07 Solution aqueuse NaCl 50 g/l + CH₃COOH 5 g/l, saturée en H₂S sous 1 atm (pH = 3). Température : 24–26,8 °C Contrainte : 90 % de la limite d'élasticité Éprouvette selon TM.01.07 avec : Rm ≥ 1600 N/mm², Rp0,2% ≥ 1130 N/mm²				Temps minimum garanti : 720 h sans rupture Résultat : aucune rupture après 720 h. Test complémentaire : augmentation température à 150 °C, augmentation pression. Résultat : ni rupture ni fissuration après 1370 h. Test arrêté.

Usinabilité générale

Les hautes propriétés mécaniques à l'état étiré et la capacité d'écrouissage pendant l'usinage nécessitent des précautions particulières :

• Machines robustes et rigides
• Vitesses de coupe modérées
• Outils carbure ou plaquettes brasées, avec grands angles de dépouille
• Fluide de coupe aux hautes performances de refroidissement et lubrification

Traitement thermique

520 °C / 3 heures – Refroidi à l'air : Le traitement thermique est effectué après formage à froid ou usinage, sans déformation de la pièce traitée. Ce traitement doit être réalisé de préférence dans un four sous vide (10⁻⁵ Torr) ou sous atmosphère protectrice (Argon). Le traitement en air libre n'affecte pas les propriétés mécaniques mais altère l'aspect. L'influence du traitement sur matériau recuit est négligeable mais devient très importante sur produits étirés à froid.

Nettoyage des pièces – 3 méthodes pour éliminer le film lubrifiant et décaper après traitement thermique :

1. Acide phosphorique 6 % à 70 °C – Immersion 15–20 min – Rinçage eau chaude ou froide et séchage
2. Acide nitrique 30 % à 40 °C – Immersion 2–3 min – Rinçage eau chaude ou froide et séchage
3. Acide chlorhydrique 40 % + Acide nitrique 5 % à temp. ambiante – Passivation nitrique (40 %) à temp. ambiante – Rinçage eau chaude ou froide

Produits disponibles

• Fil (en bobines) et barres droites rectifiées (diamètre minimum : 1 mm)
• État recuit : Ø 0,60 mm jusqu'à 18 mm
• État dur : Ø 0,012 mm jusqu'à 15 mm
• Autres options : contacter le fournisseur

Traitement de surface

Décapage et polissage : En dehors du décalaminage mécanique, le film d'oxyde formé lors du chauffage à l'air peut être éliminé par immersion dans une solution aqueuse bouillante contenant 5 % d'acide fluorhydrique et 12 % d'acide nitrique. L'UGI® PHYNOX® peut être poli électrochimiquement avec les produits utilisés pour les alliages dentaires à base de cobalt.

Soudage

L'UGI® PHYNOX® peut être soudé facilement : soudage par points par résistance, soudage faisceau d'électrons, laser, soudage à l'arc sous argon. Il peut également être brasé. Toutefois, comme le durcissement par vieillissement ne peut être obtenu que dans les zones écrouies à froid, cela doit être pris en compte en plaçant le joint de soudure ou de brasage dans des zones peu sollicitées ou en utilisant un joint discontinu.