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Le traitement thermique est un processus de finition métallique personnalisé qui consiste à chauffer et refroidir un métal à des températures précises. Il s'agit d'un processus thermique de précision bien contrôlé qui modifie la microstructure de la pièce, améliorant ainsi sa dureté, sa résistance et sa ténacité.
Le traitement thermique de précision consiste à chauffer le métal à une température spécifique pour modifier sa microstructure, à maintenir la température et à le refroidir à température ambiante à une vitesse particulière.
Il existe également quatre types de traitement thermique : le durcissement, le revenu, le recuit et la normalisation. Le durcissement rend le métal plus résistant mais réduit sa ductilité. Il s'agit de chauffer lentement la pièce à haute température, de la maintenir en température pendant un temps déterminé et de la tremper (refroidissement rapide en la plongeant dans l'eau ou l'huile)
La trempe comporte des étapes telles que le durcissement, bien qu'elles se produisent à des températures plus basses, et le refroidissement se produit dans l'air et non dans un liquide. Il s’agit de soulager les contraintes internes dues au processus de durcissement.
Le recuit est l'opposé du durcissement car il augmente la ductilité de la pièce métallique, soulage les contraintes et ramollit le métal. Cela implique de chauffer lentement le métal jusqu'à une température spécifiée, de maintenir la température et de refroidir lentement l'air.
Enfin, la normalisation est applicable pour soulager les contraintes internes créées lors de l'usinage. C'est comme le processus de recuit, à la différence près que les pièces sont retirées du four pour être refroidies à l'air après avoir été chauffées et maintenues en température.
Le traitement thermique sous vide est une solution de traitement thermique qui consiste à chauffer des pièces métalliques dans un four sous vide pour obtenir un contrôle précis de la température et éliminer la contamination de surface. Une pièce traitée thermiquement sous vide présente un chauffage uniforme, une oxydation réduite et des propriétés mécaniques améliorées.
| Matériaux applicables | Apparence visuelle | Applications industrielles | Dureté globale |
|---|---|---|---|
| Acier, fonte | Un film noir peut apparaître sur la pièce. | Composants aérospatiaux, pièces automobiles, segments d'outillage et de matrices, pièces de machinerie lourde et équipements à forte usure. Les pièces de précision nécessitant une résistance à l’usure et une stabilité dimensionnelle améliorées en bénéficient également grandement. | 48-62 HRC (selon le matériau). |
| Matériaux applicables | Apparence visuelle | Applications industrielles | Dureté globale |
|---|---|---|---|
| Acier, fonte | Finition uniforme et brillante sans oxydation. | Composants de moteurs automobiles, outils de précision, couverts et quincaillerie décorative. Applications exigeant un attrait esthétique et une dureté. | 42-58 HRC |
La tolérance thermique pour le traitement thermique se situe généralement entre ±5°C et ±15°C, en fonction de facteurs tels que le niveau de température, le matériau et les exigences spécifiques du processus. Par exemple, dans le cas de l'acier revenu à 200°C, une tolérance de ±5°C garantit des propriétés mécaniques constantes. À l’inverse, pour des processus comme le recuit de l’aluminium à 500°C, une tolérance plus large de ±15°C peut être acceptable.
Oui, le processus de traitement thermique peut en effet impacter l’état de surface d’une pièce, notamment dans les processus impliquant un chauffage et un refroidissement rapides, comme la trempe. Des changements rapides de température peuvent provoquer des contraintes thermiques, des distorsions et la formation d'imperfections de surface telles que des fissures ou du tartre. Cependant, grâce à un contrôle précis du processus et à des techniques de finition post-traitement telles que le meulage ou le polissage, il est possible de minimiser tout effet négatif sur la finition de surface. De plus, la sélection des paramètres et des matériaux de traitement thermique appropriés peut aider à maintenir, voire à améliorer la finition de surface, garantissant ainsi la qualité et les performances souhaitées de la pièce finale.
Premièrement, il permet un contrôle précis de la température, garantissant un chauffage et un refroidissement uniformes dans toute la pièce. Deuxièmement, l'absence d'air dans la chambre à vide élimine le risque de contamination de la surface, ce qui donne des pièces plus propres et plus pures. De plus, le traitement thermique sous vide peut améliorer les propriétés mécaniques telles que la résistance, la dureté et la ténacité, conduisant ainsi à des performances améliorées. De plus, la teneur réduite en oxygène minimise l’oxydation, ce qui entraîne moins de distorsion et de gauchissement des pièces.
La durée requise pour traiter thermiquement les lames varie généralement de 20 à 60 minutes, en fonction de divers facteurs tels que le matériau, la taille et le processus de traitement thermique spécifique. Par exemple, une lame en acier à haute teneur en carbone peut nécessiter une austénitisation à environ 800°C pendant 30 minutes, suivie d'une trempe et d'un revenu à une température plus basse pendant encore 20 à 60 minutes pour obtenir la dureté et la ténacité souhaitées. Les lames en acier inoxydable peuvent nécessiter des durées plus longues, par exemple de 45 minutes à une heure, à différentes températures en raison de leurs propriétés uniques.
Une combustion excessive est la cause possible si la surface de la pièce est gris foncé, s'il y a de petites bulles sur la surface de la pièce, si des fissures apparaissent et si la fissure est rugueuse.
Le traitement thermique est nécessaire pour éviter la déformation, car les processus d'usinage et de formage créent des contraintes résiduelles dans les pièces. Des techniques telles que le recuit peuvent soulager ces contraintes, améliorant ainsi la stabilité dimensionnelle et réduisant le risque de déformation lors d'une utilisation ultérieure.