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auteur:Éditeur du site publier Temps: 2025-01-02 origine:Propulsé
Abstrait: Cet article se concentre sur le domaine du traitement thermique, en menant une exploration approfondie des malentendus courants et des problèmes opérationnels pratiques dans le processus de traitement thermique dans l’ensemble de l’industrie. Les sujets abordés incluent le chauffage sous vide, le jugement des couleurs de trempe, les raisons de défaillance du moule et le contrôle de la dureté, entre autres. L'objectif est de clarifier les idées fausses, d'améliorer la compréhension scientifique des processus de traitement thermique, d'aider les professionnels à optimiser les procédures, d'éviter les litiges et de promouvoir le développement sain de l'industrie.
Lors du traitement thermique sous vide, le phénomène de captation du carbone par les pièces conduit souvent à des idées fausses. Certains attribuent à tort la cause à deux facteurs : premièrement, l'absorption de carbone provenant de l'huile de trempe ; et deuxièmement, des composants en graphite dans la chambre de chauffage. Cependant, le véritable problème est souvent la propreté de la chambre de chauffe. Lorsque les pièces à usiner entrent et sortent du four, ainsi que les paniers de matériaux et les chariots de chargement, l'huile de trempe contamine la chambre, ce qui forme une atmosphère réductrice volatile qui contribue à l'absorption du carbone.
Il est important de noter que si les pièces sont trempées à l'huile à des températures inférieures à 1 050 °C et si elles sont prérefroidies avant d'entrer dans l'huile, l'absorption de carbone n'est généralement pas significative. Même si les composants en graphite présents dans la chambre de chauffage contribuent à l'absorption du carbone, leur impact est bien moins important que la contamination provoquée par l'huile de trempe résiduelle.
La distorsion lors du traitement thermique implique à la fois des changements microstructuraux et des distorsions de forme. Des études ont montré que, dans des conditions d'organisation et de dureté identiques, le traitement thermique sous vide entraîne une distorsion microstructurale minimale par rapport aux autres types de fours. Cependant, en termes de déformation de forme, le traitement thermique sous vide n’a pas toujours le dessus. D'autres procédés, tels que la trempe conventionnelle, peuvent facilement contrôler la distorsion à l'aide de méthodes telles que la trempe par étapes, la trempe isotherme et le redressage côté four. En revanche, la trempe sous vide peut parfois exacerber la distorsion en raison du manque de telles capacités fonctionnelles.
Un malentendu courant est que le traitement thermique sous vide minimise toutes les formes de distorsion, ce qui pourrait conduire à un mauvais choix de processus dans la pratique.
La couleur formée sur la surface de l’acier après revenu, en raison du film d’oxyde, est souvent utilisée pour estimer la température de revenu. La couleur de trempe change en effet avec la température, avec des durées standard d'environ 5 minutes à différentes températures, ce qui donne des couleurs caractéristiques pour différents aciers (par exemple, l'acier au carbone à 200°C est jaune clair, à 220°C il est jaune herbe, etc.).
Cependant, il est crucial de souligner que la trempe de la couleur est influencée à la fois par la température et par le temps. A la même température, prolonger le temps de maintien se traduira par une couleur qui correspond à une température plus élevée. Juger la température de trempe uniquement par la couleur peut conduire à des conclusions inexactes sans tenir compte du facteur temps.
Les données statistiques sur les défaillances précoces des moules, tant nationales qu'internationales, montrent que des processus de traitement thermique inappropriés représentent une proportion importante des défaillances (44 % au Japon, 52 % à Shanghai). Cependant, cela reflète simplement les défaillances passées et ne peut pas être utilisé pour prédire les causes futures des défaillances du moule.
De nombreuses personnes tombent dans le piège d'attribuer les défaillances du moule au seul traitement thermique, mais la défaillance du moule est un processus complexe qui nécessite une analyse complète de la qualité des matériaux, de la conception, des méthodes de traitement, des propriétés des matériaux et d'autres facteurs.
L'objectif principal du forgeage est d'éliminer les défauts des matériaux, d'améliorer la microstructure, d'améliorer les propriétés des matériaux et de réduire les coûts d'usinage. Cependant, certains acteurs de l'industrie du forgeage se concentrent uniquement sur la garantie de la précision dimensionnelle, négligeant l'optimisation des matériaux et utilisant des traitements thermiques post-forgeage inappropriés qui entraînent des réseaux de carbure nocifs.
Étant donné que les températures de forgeage sont souvent bien supérieures aux températures de trempe, cette mauvaise microstructure peut nuire au traitement thermique et à la qualité du produit. Cela souligne l’importance de maintenir une qualité de forgeage élevée pour garantir des résultats de traitement thermique efficaces.
Le traitement thermique ne consiste pas seulement à répondre aux exigences de dureté. La sélection et le contrôle des processus sont également essentiels. Certains praticiens peuvent utiliser un sous-chauffage pendant la trempe, puis ajuster le revenu pour atteindre à peine la plage de dureté spécifiée, mais cela augmente le risque de défaillance précoce, car de tels processus ne parviennent pas à garantir la transformation appropriée des microstructures internes.
Le respect de la dureté ne peut pas masquer les défauts des processus de traitement thermique, et un traitement thermique inapproprié peut entraîner des problèmes de fragilité et de fissuration lors de l'utilisation du produit.
Dans les litiges relatifs à la qualité, les clients supposent souvent qu'un produit est impeccable avant le traitement thermique et blâment le traitement thermique si des problèmes surviennent, exigeant une compensation. Cependant, cette vision ignore le fait que le traitement thermique n’est qu’une partie de la chaîne de fabrication et que sa qualité dépend des étapes précédentes. Des conditions de prétraitement appropriées doivent être créées pour que le traitement thermique soit efficace.
Certaines personnes s'appuient sur les valeurs de dureté manuelles pour la conception, mais découvrent qu'elles ne peuvent pas atteindre la dureté requise pendant le traitement thermique. Ceci est courant, par exemple, lors de l'utilisation de gros composants en acier à ressort (par exemple 60Si2Mn), où il est difficile d'obtenir les valeurs de dureté indiquées dans le manuel en raison de l'épaisseur variable de la pièce.
Des facteurs tels que la qualité du matériau, la taille du moule, le poids de la pièce, la forme et les méthodes de traitement ultérieures affectent tous le résultat final en matière de dureté, nécessitant des ajustements pour répondre aux conditions pratiques et garantir des performances appropriées du matériau.
En cas de défaillance d'un produit, telle qu'une fracture du moule provoquant des blessures, certaines entreprises tiennent rapidement le fabricant du traitement thermique pour responsable. Cependant, cela ne tient pas compte du fait que la défaillance d’un produit est un problème multifactoriel, impliquant la conception, la sélection des matériaux, le traitement et l’utilisation.
Comme dans le diagnostic médical, une analyse approfondie de chaque étape est nécessaire pour identifier la véritable cause de l’échec. Par exemple, dans un cas, le traitement thermique a été jugé normal et la cause première de la défaillance s'est avérée être une surcharge pendant l'utilisation. Une approche scientifique et rigoureuse de la résolution des problèmes est essentielle.
Certains clients imposent des exigences strictes en matière de dureté sur les produits traités thermiquement, exigeant des écarts ne dépassant pas 1 HRC, même si l'équipement d'essai de dureté permet une telle variation. Cela conduit souvent les fabricants de traitements thermiques à utiliser des méthodes déraisonnables pour répondre à ces demandes, créant ainsi des difficultés opérationnelles.
Cette demande excessive reflète un manque de compréhension du procédé de traitement thermique et nuit au bon développement de l'industrie. Les deux parties devraient travailler ensemble, sur la base d’une compréhension scientifique, pour établir des tolérances raisonnables.
Il est communément admis que le revenu ne doit avoir lieu qu’après refroidissement à température ambiante, mais cela est incorrect pour de nombreux aciers, en particulier les aciers à faible et moyenne teneur en carbone. Dans ces cas-là, il est préférable de procéder à la trempe alors que la pièce est encore au-dessus de la température ambiante, afin de réduire le risque de fissuration et d'améliorer la qualité du produit.
Certains praticiens croient à tort que les pièces doivent toujours être trempées alors qu'elles sont encore chaudes après la trempe. En fait, la température d'entrée du four pour le revenu doit être basée sur le point de transformation martensite de l'acier, qui varie selon le matériau. Suivre aveuglément cette pratique peut entraîner des fissures et une diminution des propriétés du matériau.
Certains gestionnaires insistent pour laisser les moules reposer à température ambiante pendant une semaine entre le recuit et la trempe pour libérer les contraintes, mais cette affirmation manque de fondement scientifique. Il convient d’éviter de prolonger inutilement les cycles de production, sur la base de pratiques non prises en charge. Les processus de traitement thermique doivent suivre un calendrier scientifiquement justifié.
Certains clients tentent d'économiser sur les coûts de traitement en effectuant tous les usinages dimensionnels avant le traitement thermique et s'attendent ensuite à ce que le processus de traitement thermique ne provoque aucune distorsion. Étant donné que le traitement thermique provoque intrinsèquement une distorsion microstructurelle, certains changements dimensionnels sont inévitables.
Cette pratique, qui déplace les pressions en matière d'économies de coûts vers le traitement thermique, est déraisonnable. Les entreprises doivent prendre en compte à la fois les coûts d’usinage et la qualité du produit, en laissant la place aux ajustements dimensionnels nécessaires après le traitement thermique.
Certaines entreprises négligent d’enlever les couches décarburées avant de tester la dureté, ce qui entraîne des lectures de dureté erronées. Les procédures correctes doivent impliquer le retrait de la couche décarburée avant le test pour garantir des résultats précis.
Le diagramme de phases fer-carbone est essentiel pour comprendre les processus de traitement thermique, mais il ne s'applique qu'aux alliages simples comme les aciers au carbone et les fontes. Pour les aciers alliés, c'est moins applicable en raison de la présence d'autres éléments. De plus, le chauffage et le refroidissement rapides pendant le traitement thermique n’atteignent pas les conditions d’équilibre, de sorte que le diagramme de phases constitue davantage un point de départ qu’un guide pratique pour les opérations du procédé.
Dans le recuit des aciers à faible teneur en carbone, on suppose souvent que des grains équiaxiaux peuvent être facilement obtenus. Cependant, dans certains aciers comme les aciers stabilisés à l'Al, la formation des grains peut être affectée par un traitement préalable et entraîner une structure plus déformée, même lors d'un recuit à haute température.
En extrusion, on pense qu'une dureté plus faible facilite la déformation du matériau, mais en fait, les structures sphéroïdisées perlitiques, bien que plus dures, se déforment mieux. Le prétraitement des matériaux doit se concentrer sur l’optimisation des propriétés de dureté et de déformation.
Les utilisateurs de moules de forgeage exigent souvent une dureté excessivement élevée (par exemple, 52-55 HRC), mais cela peut réduire la dureté rouge, provoquant une perte rapide de dureté. Au lieu de cela, le maintien d'une dureté rouge appropriée dans une plage de dureté raisonnable entraîne de meilleures performances du moule.
L’idée selon laquelle « un traitement thermique parfait donne des pièces parfaites » est trompeuse. Le traitement thermique est juste
un maillon de la chaîne de production et une approche holistique de la qualité est nécessaire. D'autres facteurs tels que les défauts des matériaux, la conception et l'usinage jouent un rôle essentiel.
Conclusion:Dans le traitement thermique, la précision des connaissances et de la pratique est primordiale. Les malentendus peuvent conduire à des processus inefficaces et à des défaillances de produits. En s'attaquant aux idées fausses courantes et en appliquant une approche scientifique et holistique au traitement thermique, l'industrie peut garantir une qualité supérieure, une réduction des litiges et une trajectoire de développement plus saine. Une communication claire et une compréhension approfondie de l’ensemble de la chaîne de production sont essentielles pour relever les défis complexes du traitement thermique.
