Meilleurs Services de Finition pour Composants Usinés de Précision — Partie 1

Partie 1 : Services de finition qui ajoutent ou modifient la couche de surface

Il existe une variété de techniques de finition de surface qui ajoutent à ou modifient la couche superficielle du métal pour un composant tourné de précision. Ces techniques s'utilisent pour des raisons esthétiques, pour protéger la pièce des facteurs environnementaux ou pour améliorer sa fonction.

La plupart des techniques de finition s'appliquent aux composants usinés de précision produits sur équipements de décolletage CNC et tournage CNC. Cependant, le matériau, le design de la pièce et les exigences finales doivent être évalués avec nos équipes ingénierie et qualité pour garantir la meilleure combinaison de techniques.

Voici un aperçu rapide des types de services de finition les plus courants :

Grenaillage (Bead Blast)

Le grenaillage de la surface d'un composant usiné de précision crée une finition mate uniforme (satin) et enlève les traces d'outil visibles de l'usinage. Souvent utilisé quand le composant sera visible. Comme son nom l'indique, le composant est projeté avec de petites billes depuis un pistolet sous pression. Le procédé enlève un peu de matière et laisse une surface lisse.

Oxyde noir (Black Oxide)

L'oxyde noir est un revêtement de conversion qui noircit la surface du composant usiné de précision. Utilisé pour une résistance légère à la corrosion, minimiser la réflexion lumineuse et souvent pour l'apparence. De nombreuses pièces pour l'industrie des armes à feu requièrent une finition oxyde noir pour réduire la réflexion. Plus de détails dans notre article de blog sur l'Oxyde noir.

Brunissage (Burnishing)

Procédé de formage qui modifie la finition de surface, la dimension ou la dureté superficielle d'un composant usiné de précision et crée une finition miroir. Peut améliorer la résistance à la corrosion, éliminer la porosité superficielle, réduire la rupture par fatigue et les défauts visuels de surface. Une bille ou un rouleau durci et revêtu est passé sur la surface pour la déformer (former) selon l'exigence.

Cémentation / Trempe de surface (Case Hardening)

Procédé pour durcir la surface d'un composant métallique tout en laissant le cœur (noyau) à son état d'origine plus tendre. Cela permet au cœur d'absorber les contraintes, tandis que la surface extérieure a une résistance à l'usure améliorée. Plusieurs types de cémentation selon matériau et exigences. Les plus courants pour l'usinage de précision : trempe à la flamme, cémentation et nitruration. La trempe à la flamme est la plus courante : chauffe rapide du composant (ou barre) à une température spécifiée, puis refroidissement rapide, créant une couche de martensite en surface. Cémentation et nitruration expliquées ci-dessous.

Procédés de diffusion

1. Cémentation (Carburizing) : type de trempe de surface où le composant en acier est placé dans un four à vide riche en carbone qui élève la température pendant un certain temps avant trempe pour piéger le carbone dans la structure, créant une surface durcie.
2. Nitruration : la pièce en acier est chauffée à haute température dans un four avec gaz ammoniac pendant un temps spécifié. Des nitrures se forment en surface, créant une surface durcie. Pas de trempe nécessaire. Cause la moins grande distorsion, mais requiert que l'acier contienne chrome, molybdène et aluminium.

Placage chimique / sans courant (Electroless Plating)

Le revêtement métallique sur le composant usiné est obtenu dans un bain chimique avec catalyseur (contrairement au placage électrolytique qui utilise un courant électrique). Le placage améliore les finitions de surface, la résistance à l'usure et à la corrosion. L'avantage principal : crée une couche uniforme indépendamment de la géométrie de la pièce. Le placage chimique au nickel est courant pour les composants usinés de précision.

Placage électrolytique (Electroplating)

Procédé pour revêtir un composant usiné d'une couche de métal par courant électrique. Largement utilisé pour améliorer les qualités de surface : apparence, résistance à la corrosion et à l'abrasion, lubrification, conductivité électrique et réflectivité, selon le substrat et le métal de placage.

Deux méthodes générales selon taille et géométrie : placage en tonneau (barrel plating — pièces dans tonneau rotatif avec bain chimique) et placage sur râtelier (rack plating — pièces fixées sur râtelier métallique plongé dans le bain). Tonneau pour petites pièces géométries simples, râtelier pour pièces plus grandes et géométries complexes.

Moletage (Knurling)

Procédé pour ajouter une série d'indentations sur une pièce usinée pour la rendre plus facile à manipuler (ne glisse pas dans la main). Souvent utilisé sur fixations qu'il faut visser — la surface moletée facilite la préhension pour le tournage. Le moletage peut être fait sur pièce décolletée CNC pendant le tournage ou ajouté après usinage.

Passivation

Procédé de conversion modifiant la couche superficielle du composant. Les pièces sont plongées dans un bain chimique qui change (convertit) la composition chimique de la surface. Le terme « passivation » vient du fait que le procédé rend le matériau plus passif (moins sensible à l'environnement). Le revêtement protège le substrat.

1. Anodisation — type de passivation augmentant l'épaisseur de la couche d'oxyde en surface des composants usinés de précision, augmentant résistance à la corrosion et à l'usure et réduisant le grippage sur filetages. Souvent sur pièces aluminium. Produit une finition non conductrice.
2. Conversion chromate — utilise un type de solution particulier — autrefois surtout hexavalent, beaucoup passent au trivalent (finitions bleu et jaune conformes aux initiatives UE et RoHS). Produit une finition conductrice électriquement.

Filetage par roulage (Thread Rolling)

Procédé de formage produisant un filet sur un composant usiné de précision. Bien que beaucoup de filets puissent être produits pendant le tournage sur machine suisse CNC, certains matériaux (comme le titane) sont mieux filetés par roulage après usinage des ébauches. De nombreux fixations filetées aérospatiales utilisent des filets roulés après usinage. Un filé formé avec les filets est pressé contre l'ébauche usinée et déplace physiquement (déplace) la matière pour former les filets (contrairement au filetage sur tour suisse où le filet est formé par enlèvement de matière sur la barre). Visuellement, difficile de distinguer filets roulés et filets usinés.

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