RÉDUCTION EXCEPTIONNELLE DE L’USURE DU TITANE GRADE 5 OBTENUE PAR LE TRAITEMENT EXPANITEHARD-TI.
Test d’usure du titane grade 5 selon G133
L’usure est une cause fréquente de défaillance des composants des machines, entraînant des réparations et des temps d’arrêt coûteux. La résistance à l’usure des alliages de titane, comme le grade 5 (Ti6Al4V), bien que supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques non traités, relativement plus tendres, comme l’AISI 316L (1.4404), n’est toujours pas comparable à celle des matériaux plus durs.
. Avec le traitement ExpaniteHard-Ti®, le taux d’usure spécifique, testé selon la méthode d’essai standard ASTM g133 pour l’usure par glissement linéaire à billes à plat, a été réduit de plus de 370 fois. Ce procédé peut être appliqué pour améliorer significativement la durée de vie des pièces en titane coûteuses!
Essai d’usure par glissement linéaire à bille (ASTM G133)
La géométrie d’essai normalisée ASTM G133 se compose d’une bille munie d’une pointe sphérique en alliage 100Cr6 d’une dureté supérieure à 800 HV. La pointe sphérique est ensuite glissée sur l’échantillon d’essai avec un mouvement alternatif et une force de contact de 5 N. Un nombre fixe de coups d’une amplitude de 10 mm à une fréquence de 5 Hz est effectué pour atteindre une distance totale de 50 m. Une fois l’essai terminé, la trace d’usure est mesurée à l’aide d’un profilomètre. Ces données permettent de déterminer la profondeur et le volume de la trace d’usure, et d’en calculer le taux d’usure spécifique..
Un procédé avancé pour des alliages avancés
Les matériaux techniques avancés tels que le titane et ses alliages nécessitent des solutions sur mesure pour améliorer leurs propriétés. La famille de procédés ExpaniteHard-Ti a été développée pour les applications où l’usure généralisée est problématique et où la fissuration des revêtements durs est inacceptable. Ce procédé de traitement est une solution en une seule étape fournissant une couche de phase alpha expansée (α-Ti), stabilisée par dissolution d’atomes d’oxygène dans la structure cristalline, formant ainsi une couche de conversion.
La couche alpha obtenue présente une dureté d’environ 900 HV, soit près de trois fois celle du Ti6Al4V non traité. La profondeur de la couche durcie peut varier de 10 μm à 30 μm. La microstructure d’une version à 30 μm est illustrée à la figure 1. Le profil de dureté mesuré avec un duromètre Vickers et une charge de 10 g (HV0,01) sur une profondeur de 200 μm est illustré à la figure 2.
Figure 1.: Microphotograph of ExpaniteHard-Ti30 on alloy Ti6Al4V (Titanium Grade 5) (x40 magnification).
Figure 2.: Profil de dureté de l’ExpaniteHard-Ti30 sur l’alliage Ti6Al4V (titane grade 5).
Figure 3.: Profils des traces d’usure illustrant les avantages du procédé ExpaniteHard-Ti®30 (lissage : filtre gaussien, coupure à 0,08 mm)
Amélioration du taux d’usure de plus de 370 fois
Les profils d’usure mesurés après l’essai sur l’alliage de titane grade 5 (Ti6Al4V) traité et non traité ExpaniteHard-Ti30 sont présentés dans le graphique de la figure 3. Ces profils ont servi à calculer les volumes des traces d’usure. Les taux d’usure spécifique calculés pour les deux états de surface étaient de 0,001 mm³/N.m et de 0,0000027 mm³/N.m pour les échantillons respectivement non traités et traités. Les résultats montrent une réduction de 370,4 fois du taux d’usure grâce au traitement Expanite.
Le coefficient de frottement (CdF) a également été mesuré pendant l’essai. L’échantillon traité a montré une augmentation d’environ 18 %, ce qui pourrait être attribué à la modification des mécanismes d’usure : l’usure adhésive de l’échantillon tendre non traité est remplacée par une usure abrasive de la bille d’essai en 100Cr6 dans la paire d’essai avec l’échantillon traité. Les résultats concernant le CdF, le volume d’usure et le taux d’usure spécifique sont résumés dans le tableau 1..
Table 1.: Taux d’usure moyens mesurés sur les traces d’usure .
Notre équipe est disponible dans tous les fuseaux horaires pour répondre à vos questions. Partagez vos défis avec nous et trouvons ensemble la solution idéale.
