Les outillages en fonderie sous pression sont constamment exposés à différentes agressions en surface. Il peut s’agir de l’érosion, de la fatigue thermique ou encore de la corrosion par le métal liquide. Elles peuvent conduire à la dégradation progressive des outillages et réduire leur durée de vie de manière non négligeable. Ces agressions attaquent principalement les broches métalliques. Voilà pourquoi il est important de réaliser des traitements de surface pour les rendre plus durables. Quels traitements peuvent être envisagés ? Quels sont les avantages de ces derniers et comment définir la méthode la plus adaptée à vos besoins ?
L’importance du traitement de surface pour une broche métallique
De nombreuses contraintes peuvent favoriser la détérioration progressive des outillages lors d’un procédé de fonderie sous pression. C’est effectivement le cas de la fatigue thermique ou encore de l’érosion. Lorsque le moule entre aussi en contact avec le métal liquide, les risques de corrosion sont très élevés. Celle-ci va, par la suite, mener vers l’endommagement de la surface de l’outillage.
Cette corrosion est due à la couche de composés intermétalliques de type Fe-Al-Si qui se forme. Sous la chaleur des atomes d’aluminium, cette couche prend de l’ampleur pour pénétrer en profondeur dans l’acier. Ces composés intermétalliques se rompent puis se reforment à cause des injections répétitives pour finir par réduire le dimensionnel des broches.
En dehors de la corrosion relative à l’interaction du moule et du métal liquide, le collage peut également engendrer la casse de la broche. On parle de collage lorsque l’aluminium adhère à la surface de l’outillage, principalement sur les broches. Au fil du temps, il finit par déformer la broche et favoriser l’apparition de cavités à la surface de l’outil.
Toutes ces raisons expliquent l’importance du traitement de surface de la broche métallique. Le recours à des professionnels du traitement anticorrosion peut vous être d’une aide précieuse pour allonger la durée de vie de vos outillages. Comme on peut le voir sur www.chiarizia.fr, les services de professionnels spécialisés en traitement anticorrosion sont indispensables dans ces situations.
Les types de traitements de surface des broches métalliques
Le traitement de surface des broches métalliques date des années 60, et n’a cessé d’évoluer au fil des années. Aujourd’hui, on compte de nombreux procédés pour optimiser la durée de vie des outillages et minimiser l’effet de collage.
Les traitements de conversion tels que le Sursulf ou le Tenifer font partie de procédés anciens. Il en est de même pour les traitements thermochimiques de diffusion comme la nitruration ionique ou la carbonitruration. Ces techniques permettent d’obtenir une couche de conversion d’environ 10 à 30 µm à la fois mince et dure, constituée de nitrures Fe3N et de sulfures de fer, et une couche de diffusion d’azote profonde de 0,2 à 0,5 mm. Différentes méthodes permettent de réaliser ces traitements. Vous avez en effet le choix entre le traitement ionique, celui en bains de sel ou encore en atmosphère gazeuse. Il y a également le TD Process basé sur la diffusion de carbure de vanadium en bains de sel.
D’autres méthodes plus récentes ont aussi vu le jour pour réduire le phénomène de collage. Il s’agit notamment des dépôts sous vide PVD ou CDV. Ils permettent de booster la résistance des broches à l’oxydation et aux frottements, et de les rendre plus durables. Ce procédé suppose de vaporiser tout type de métaux sous un vide, qui seront condensés sur la zone ciblée. Les Dépôts Physiques en Phase Vapeur ou PVD produisent de la vapeur via un procédé physique comme l’évaporation thermique ou la pulvérisation. Tandis que les Dépôts Chimiques en Phase Vapeur ou CVD ont recours à une réaction chimique ou la décomposition de molécule pour engendrer la vapeur.
Les avantages et les inconvénients de chaque traitement
Si les anciens traitements de type carbonitruration, comme le Sursulf ou la nitruration ionique, ont l’avantage d’être moins coûteux, les résultats obtenus ne sont pas forcément optimaux. Une fissuration et un écaillage du revêtement sont en effet constatés après ces traitements.
Les traitements PVD et CVD, quant à eux, sont largement plus onéreux. Ce qui n’est pas étonnant lorsque l’on se réfère aux améliorations non négligeables qu’ils apportent aux broches après le traitement de la surface. En plus de ne présenter aucune trace de dégradation lors de l’examen des broches traitées, elles allongent aussi leur durée de vie de manière considérable. Le traitement PVD TiN permet de multiplier cette durée de vie par 10 par rapport à l’acier sans traitement, et le procédé CVD TiN par 17.
Le TD Process est également très efficace pour contrer le collage ainsi que la formation de composés intermétalliques Fe-Al-Si.
Comment choisir le bon traitement pour vos broches métalliques ?
Chaque traitement a ses propres avantages et inconvénients. Il est donc essentiel de bien choisir avant de vous lancer. Une étude doit être réalisée en amont pour estimer la rentabilité du traitement de surface des broches. Si les méthodes PVD TiN et CVD TiN sont performantes et efficaces, elles peuvent peser lourd sur votre budget. Bien que les autres techniques, comme le traitement Tenifer, ne soient pas aussi prometteuses que les deux autres, il ne faut pas oublier que son coût est largement moins élevé. Il peut aussi permettre de multiplier la durée de vie de la broche par quatre, par rapport à une broche non traitée.
Le traitement de surface des broches métalliques est une nécessité fondamentale pour booster la résistance de celles-ci. Ce traitement permet de réduire la formation de composés intermétalliques, dont la corrosion, et d’éviter le collage. Avec les différentes méthodes envisageables, le recours à un spécialiste en traitement de métal reste la solution par excellence pour obtenir des résultats satisfaisants. Ce dernier peut vous conseiller sur le traitement à privilégier en fonction de vos besoins et de votre budget. Dans tous les cas, des broches métalliques traitées demeurent plus durables que celles sans revêtement.
