Nitruration / Carbonitruration - Mamesta

Traitement thermochimique I Heat Treatments
Nitruration / Carbonitruration
Durcissement de surface par plasma des aciers
Bonne résistance
à l’usure
Dureté de surface
importante
Réduction du coefficient
de frottement
Renforcement des
propriétésde tenue à la
chaleur
Meilleure fixité
de chaleur jusqu
Comportement en
fatigue renforcé
Excellente (ou bonne)
résistance à l’abrasion
Maîtrise des dimensions
et des formes

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Nitruration / Carbonitruration
Durcissement de surface par plasma des aciers
Qu’est-ce que la nitruration / la
nitrocarburation ?
La nitruration et la nitrocarburation font partie
des processus thermochimiques. Lors de ces
processus, la surface de différentes pièces
ou pièces de machine est enrichie d’azote
(la nitruration) ou d’azote et de carbone (la
nitrocarburation). Ceci afin d’améliorer les
caractéristiques mécaniques de la surface des
pièces et des pièces de machine.
Comment la nitruration / la nitrocarburation
se produit-elle ?
Lors de la nitruration, les pièces sont
exposées à un milieu cédant de l’azote à une
température entre 480 - 580 °C, suite auquel
l’azote se diffuse dans la surface de la pièce.
Lors des processus de nitrocarburation, ayant
lieu a des températures entre 500 - 560 °C,
le milieu ne cède pas uniquement de l’azote
sinon aussi du carbone, de manière qu’outre
l’azote le carbone se diffuse dans la surface.
La composition et la structure
Les couches de nitruration et de
nitrocarburation se composent en règle
générale de deux zones. La zone intérieure,
nommée la zone de diffusion, se caractérise
par la formation d’aiguilles de nitrures à la
surface du composant. L’épaisseur standard de
la couche se situe entre 0,2 et 1,5 mm. La zone
extérieure avec une épaisseur entre environ 5
et 30 μm est nommée la zone de combinaison.
Cette couche non métallisée se compose
principalement de nitrures γ (Fe 4 N), de nitrures
ε (Fe 2...3 N) et éventuellement de carbonitrures
(Fe x C y N z ). Pour l’acier allié, des nitrures et des
carbonitrures se forment en outre à base des
éléments d’alliage.
La région extérieure de la zone de combinaison
peut être formée comme bord poreux, qui
contribue cependant à l’amélioration des
caractéristiques anticorrosion grâce à une
oxydation tardive (Nitrotec ® ). Des duretés de
surface maximales de 1.500 HV0,01 peuvent
être atteintes en fonction de la matière.
Les variantes de processus
Les processus de nitruration et de
nitrocarburation peuvent être réalisés dans
l’atmosphère gazeuse où l’azote et le carbone
se libèrent à l’état gazeux, dans un bain d’eau
salée où l’azote et le carbone se libèrent
par des sels fondus, ou dans le plasma où
le carbone et l’azote se libèrent dans une
atmosphère vacuum en combinaison avec des
gaz ionisés.
À l’exception des processus en bain d’eau
salée, tous les processus de nitruration et
de nitrocarburation peuvent être réalisés.
Les processus spéciaux comme Nitrotec ® ou
Stainihard ® peuvent également être réalisés.
Les matières appropriées
Toutes les matières courantes au niveau de
l’acier, la fonte et la fritte peuvent être traitées.
Tant les aciers non alliés comme les aciers peu
ou moyennement alliés sont appropriés à la
nitruration ou la nitrocarburation.
Les aciers fortement alliés avec plus de 13 % de
Cr sont uniquement appropriés à être traités
dans des circonstances bien précises, à cause de
leur passivité de surface. Les éléments d’alliage
comme l’aluminium, le chrome et le titane y
favorisent l’augmentation de la dureté et la
résistance à l’usure de la zone de surface.
Le processus Stainihard ® a été développé comme
alternative pour ces aciers fortement alliés
(austénites). Ce processus permet de refroidir
l’acier inoxydable sans avoir une influence
négative sur la résistance à la corrosion.
La profondeur de trempe
Les couches nitrurées et nitrocarburées se
caractérisent par une épaisseur de couche
et une profondeur de trempe suivantes. La
profondeur de nitruration (NHT) est selon DIN 50
190 -3 la distance verticale de la surface, où la
dureté atteint la valeur de dureté intérieure plus
50 HV 0,5 de dureté limite.
L’épaisseur de la zone de combinaison et la
profondeur de nitruration doivent en règle
générale être adaptées en accord avec le client
en fonction de la matière spécifique et de
l’application.
Caractéristiques
• Bonne résistance à l’usure d’abrasion
• Dureté de surface élevée
• Coefficient de friction inférieur
• Meilleure résistance à la corrosion
• Meilleure fixité de chaleur jusqu’à environ 500°C
• Meilleure résistance à l’épuisement
• Bonne fixité de taille et de forme
HV 0,5
Courbe de trempe
Perte de poids due à l’usure d’abrasion
14
%
12
10
8
6
4
Temps de rayonnement
5 Min
15 Min
60 Min
Dureté limite
2
Dureté
La profondeur de
nitruration (NHT)
50 HV 0,5
Dureté intérieure
0
non nitré
cémenté
nitré
Distance de la surface
Contrôle de la perte de masse d’un échantillon testé par Heat & Surface Treatment B.V.