Carbonitruration : améliorer la dureté superficielle et la durabilité des pièces en acier

Les pièces subissant usinage de précision et fonderie de précision peuvent voir leurs surfaces externes affaiblies par les processus d'usinage. Les pièces en acier faiblement allié et en acier au carbone peuvent ne pas être assez résistantes pour supporter l'usure constante en service. Pour obtenir une surface plus dure et de meilleures propriétés mécaniques (résistance, résistance thermique, ductilité, dureté superficielle), les pièces subissent un traitement thermique.

Il existe de nombreux traitements thermiques. La carbonitruration est un procédé de cémentation. La cémentation consiste à ajouter des chimiques à la pièce à haute température dans une enceinte scellée. La "caisse" (surface externe) subit le traitement. La profondeur de cémentation dépend de plusieurs facteurs : température de trempe, vitesse de trempe, trempabilité du métal, dimensions du composant, profondeur de carbonitruration.

Carbonitruration

La carbonitruration est un procédé de trempe austénitique pour modifier les microstructures cristallines des métaux afin qu'ils acquièrent des qualités positives. Lorsque les métaux sont austénitiques, ils ne durcissent pas par la chaleur seule. Des chimiques (carbone et azote via ammoniaque ajouté) doivent être introduits dans un processus thermochimique. Ces chimiques pénètrent la microstructure de surface, la modifiant et la distordant pour rendre la caisse plus ductile, durable et dure.

Procédé

Le processus commence par chauffer la pièce en acier à faible teneur en carbone ou faiblement allié jusqu'à environ 850 °C (1500 °F). Azote et carbone sont introduits dans l'enceinte scellée et diffusent dans les couches superficielles. La pièce est ensuite trempée à l'huile. Ce procédé durcit le métal, augmentant sa résistance à l'usure. Les profondeurs de carbonitruration atteignent 0,1 à 0,75 mm.

Applications

La carbonitruration est idéale pour des métaux moins chers dont les couches superficielles doivent être traitées thermiquement pour plus de durabilité et de résistance. Les pièces en acier à faible teneur en carbone et faible trempabilité en bénéficient largement. Pièces courantes :

• pistons
• fixations (vis, boulons)
• goujons
• engrenages
• arbres
• dents d'engrenages
• matrices
• outils
• levier

Pour déterminer si une pièce doit subir une carbonitruration, considérez le métal utilisé, les spécifications de la pièce et son utilisation en application.

Avantages de la carbonitruration

La carbonitruration ajoute une résistance à l'usure aux petites pièces. Le processus modifie la microstructure de la couche superficielle au lieu d'ajouter un revêtement externe qui pourrait s'user par abrasion. La pièce n'a donc pas besoin de revêtement externe constant pour la protection en usage quotidien. Ce procédé s'applique aussi aux pièces simples et complexes.

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