REDUCTION SIGNIFICATIVE DE L’USURE PAR UNE TREMPE SUPEREXPANITE® SUR DE L’ACIER INOXYDABLE MARTENSITIQUE
MARTENSITIQUE L’USURE Test G133
L’usure est un problème omniprésent pour l’acier inoxydable, même sur l’acier martensitique et après une trempe. Grâce à un essai standard ASTM G133 de friction par usure linéaire la résistance des matières peut être quantifiée. Avec le procédé de traitement de surface SuperExpanite® la réduction de l’usure sur les aciers inoxydables martensitiques est clairement remarquable (jusqu’à 50 fois moins) et démontre qu’Expanite® est la solution idéale pour prolonger de façon très nette la longévité de vos pièces et produits.
Le test de géométrie ASTM G133 consiste à faire glisser par un mouvement alternatif une épingle terminée par une boule en alliage 100Cr6 (dureté supérieure à 800 HV) avec une force constante de 25N, réalisant un nombre déterminé de coups avec une amplitude de 10 mm à une fréquence de 5Hz. Une fois le test réalisé, la trace d’usure est inspectée visuellement et mesuré avec un profilomètre. A partir de cette donnée les valeurs de profondeur et de volume de la trace d’usure sont collectées. Dans ce cas, deux solutions ont été testées pour l’acier martensitique : une avec une trempe sous vide standard (durée totale de 54 min) et une autre avec un traitement SuperExpanite10 (NC Cryo) pour une durée de 100 min.
Test d’usure par friction linéaire (ASTM G133)
Le test de géométrie ASTM G133 consiste à faire glisser par un mouvement alternatif une épingle terminée par une boule en alliage 100Cr6 (dureté supérieure à 800 HV) avec une force constante de 25N, réalisant un nombre déterminé de coups avec une amplitude de 10 mm à une fréquence de 5Hz. Une fois le test réalisé, la trace d’usure est inspectée visuellement et mesuré avec un profilomètre. A partir de cette donnée les valeurs de profondeur et de volume de la trace d’usure sont collectées. Dans ce cas, deux solutions ont été testées pour l’acier martensitique : une avec une trempe sous vide standard (durée totale de 54 min) et une autre avec un traitement SuperExpanite10 (NC Cryo) pour une durée de 100 min.
Figure 1.: Microphotograph of SuperExpanite®10 (NC Cryo) on alloy 1.4021 (x40 magnification).
Une solution dédiée pour des applications exigeantes
Les matières de haute performance exigent des solutions hautement performantes.
Le SuperExpanite10 (NC Cryo) est un traitement de surface développé pour les alliages martensitiques. Le procédé se déroule en trois étapes : ExpaniteHigh-T qui augmente la dureté jusqu’à une profondeur de 1mm, un traitement cryogénique maintenant une structure martensitique homogène et enfin un ExpaniteLow-T qui crée une couche épaisse de 10μm d’austénite expansé (voir figure 1) avec une dureté de surface d’environ 1200HV. Cette étape permet aussi le revenu de la matière principale.
Le profil de dureté de l’alliage 1.4021 traité par SuperExpanite10 (NC Cryo) est montré dans la figure 2. La dureté moyenne à coeur après traitement a été mesurée à 651HV1. C’est un peu au-dessus de 800μm que l’on note une baisse de dureté de la matière sous-jacente au traitement ExpaniteHigh-T et atteint les valeurs de dureté du noyau à environ 1,4mm.
Figure 2.: Profil de dureté du SuperExpanite10 (NC Cryo) Sur un alliage 1.4021
Figure 3.: Bénéfices du SuperExpanite® (lissage : filtre de Gauss, coupe 0.08mm)
Augmentation signifiante de la longévité de vos pièces
Des sections transversales des traces d’usure peuvent être observées dans la figure 3. Les résultats d’essais obtenus après un traitement SuperExpanite sur un alliage martensitique 1.4021 montre des traces d’usure environ 4 fois moins profondes (sur une distance de glisse presque deux fois plus grande) par rapport à une trempe sous vide standard. Cela signifie que le taux d’usure spécifique, une propriété du matériau qui prend en compte les différences de distance de glissement totale, a été réduit de près de 50 fois (voir tableau 1).
La trace d’usure obtenue après l’essai peut être observée sur la figure 4.
La trace d’usure obtenue après le test est visible sur la figure 4. La teinte rougeâtre est le résultat de la corrosion de contact où le mouvement réciproque et l’usure provoquent l’élimination de fines particules d’un roulement à billes EN 100Cr6, et alors que les températures élevées augmentent la cinétique d’oxydation.
Figure 4.: Trace d’usure sur le bloc d’essai à plat après un test ASTM G133. Alliage 1.4021 traité avec SuperExpanite10 (NC Cryo) contre une bille en 100Cr6.
Table 1.: Mean wear rates measured on wear tracks
|
Hardening process |
Mean specific wear rate (mm3/N.m) |
Specific wear rate reduction |
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Vacuum hardening |
7.4*10-3 |
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SuperExpanite® |
1.6*10-4 |
47.5 times |
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