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La trempe sous vide <10 bars gaz et huile

Objectif : Obtenir une structure et des caractéristiques mécaniques à cœur recherchées pour l’application prévue, tout en évitant toute altération potentielle de surface comme l’oxydation ou la décarburation.

Lors d’une trempe sous vide, les pièces en acier ou en alliage métallique sont portées à la température d’austénitisation, dans un four sous vide préalablement purgé et mis sous vide pour créer un environnement contrôlé. Ce procédé supprime toute interaction pièce/ambiance (comme l’oxydation, la décarburation, ou la surcarburation) qui pourrait survenir à haute température. Un refroidissement rapide et contrôlé en milieu neutre (gaz inerte ou huile) permet d’obtenir la structure martensitique de haute dureté recherchée. La température d’austénitisation et la vitesse de refroidissement sont méticuleusement déterminées afin d’assurer une trempe efficace tout en préservant les propriétés du matériau.

Notre processus de trempe sous vide

Un processus qui diffère selon si c’est une trempe gaz ou une trempe en bain d’huile :

Préparation du four

Les pièces, souvent des composants métalliques destinés entre autre à l’industrie automobile ou aéronautique, sont introduites dans l’enceinte étanche puis le four est purgé par mise sous vide de la chambre, allant de 10^-2 à 10^-6 mbar, assurant une propreté maximale. Un gaz neutre, typiquement de l’azote ou de l’argon peut être injecté dans l’enceinte pour maintenir une pression partielle.

Chauffage

Le premier chauffage par convection améliore l’uniformité de la température jusqu’à 750°C, crucial pour le traitement thermique des métaux (matériaux inoxydables et des alliages spéciaux). Puis, le chauffage par rayonnement intervient avec plusieurs paliers d’uniformisation et des pentes contrôlées jusqu’à la température d’austénitisation, ajustée entre 800° et 1300° à une précision de ± 5°C, optimisant ainsi la trempabilité et les caractéristiques mécaniques des pièces.

Phase de trempe

Dans le cas d’une trempe gaz :

Injection dans l’enceinte d’un gaz neutre (azote, argon) à une pression contrôlée jusqu’à 10 bars. Un refroidissement rapide des pièces est ensuite réalisé par circulation à haute vitesse du gaz neutre, refroidi par un échangeur haute performance. Lorsque la température atteint celle de fin de cycle, la pression de l’enceinte est ramenée à la pression atmosphérique pour l’extraction des pièces. Cette technologie de refroidissement limite considérablement les déformations.

Dans le cas d’une trempe en bain d’huile :

Un four double chambre est utilisé, le bac d’huile étant incorporé au four et maintenu sous pression réduite. Après le palier d’austénitisation, les pièces sont automatiquement transférées dans le sas de trempe et immergées dans l’huile, garantissant un refroidissement rapide et contrôlé.

Revenus

Les revenus sont réalisés en fours sous vide à convection. Après chargement, le four est mis sous vide et rempli par un gaz neutre (azote ou argon). Le chauffage par convection, via circulation forcée du gaz neutre chauffé par résistances électriques, permet des températures régulées à ± 5°C. Selon les nuances d’acier et les résultats recherchés, 1 à 4 revenus sont pratiqués pour améliorer la résistance mécanique et réduire le taux d’austénite résiduel. Une phase de refroidissement cryogénique peut être intercalée entre la trempe et le premier revenu, augmentant ainsi la performance et la durabilité des pièces traitées.

    Caractéristiques et avantages de la trempe sous vide

    La technologie des fours utilisés explique les caractéristiques distinctives des traitements sous vide, rendant ces processus idéaux pour plusieurs secteurs spécialisés.

    Propreté

    Les pièces obtenues par ce procédé ne subissent aucune altération de surface telles que l’oxydation ou la décarburation. Les pièces dites « blanches », dégazées montrent une propreté exemplaire, essentielles pour des applications exigeantes comme les composants de haute précision utilisés en environnement sous vide ou en atmosphère contrôlée.

    Homogénéité

    La grande précision et l’uniformité du traitement sont régulées jusqu’à ± 5 degrés, assurant une diffusion homogène de la chaleur et un durcissement optimal. Cette homogénéité est cruciale pour les matériaux métalliques, notamment l’acier inoxydable et les alliages spéciaux, nécessitant une précision dimensionnelle et une qualité de structure optimale.

    Fiabilité

    Le cycle de traitement est entièrement automatisé, avec un contrôle continu de tous les paramètres, incluant la température, la pression, le temps des segments, les rampes et les paliers. L’utilisation de pompes à vide et de technologies avancées dans les systèmes de vide permet la maîtrise des cycles de traitement. Les technologies de refroidissement permettent d’obtenir une bonne qualité de la structure métallurgique.

    Adaptabilité

    Il est possible de tremper tous les aciers alliés, que ce soit en gaz surpressé ou en huile, avec des délais de traitement courts, permettant un fonctionnement continu (7 jours/ 7, 24h/24). Cette flexibilité rend le procédé de trempe sous vide très compétitif sur le marché, offrant des avantages significatifs en termes de coût, de performance et de capacité de production.

    Pour étude et commande

    Nous vous conseillons de nous consulter dès la conception de la pièce ou de l’outillage pour convenir de la solution technique optimale.

    Information à communiquer :

    • Nuance d’acier (appellation normalisée de préférence). 
    • Traitements antérieurs et ultérieurs. 
    • Parties fonctionnelles, tolérances géométriques à respecter, surépaisseur prévue pour finition. 
    • Tolérances de dureté ou de caractéristiques mécaniques. 
    • Pour pièces de série : plan de la pièce, poids, nombres de pièces par envoi et par an. 
    • Spécifications techniques

    Demandez un devis

    secteurs d’activités concernés

    Compte tenu de leurs caractéristiques propres, les traitements sous vide s’adressent aux pièces exigeant des propriétés métallurgiques très précises, à cœur et en surface. Les pièces, parfaitement propres, sont utilisées en l’état, ou après finition limitée.

    Outillages : moules pour plastiques et aluminium, poinçons, matrices, outils de coupe, filières… Aéronautique, armement, mécanique de précision, coutellerie… Pièces de séries (injection directe…) Pièces de sécurité unitaire ou série (parfait contrôle des paramètres de traitement)

    Nos différentes documentations

    Les revêtements PLATiN®PREMIUM pour l’outillage de mise en forme – Thermi-Lyon

    Nos revêtements PLATiN® pour usinage

    Notre revêtement Pink titanium

    Le processus de nitruration ionique

    La nitruration basse pression

    Voir toutes nos certifications

    Notre FAQ

    Qu’est ce que le dépôt sous vide ?

    Le dépôt sous vide est un traitement de surface permettant de déposer un matériau ou alliage sur une pièce mécanique.

    Le fait d’utiliser une technologie sous vide permet d’avoir un procédé parfaitement propre et non polluant.

    Il n’est pas soumis à la législation REACH.

    Quels avantages offre la technique PVD?

    Ce procédé permet d’augmenter très fortement la résistance à l’usure, à l’abrasion, aux frottements et à la corrosion. Ainsi la durée de vie des composants est fortement augmentée.

    Les épaisseurs standard sont de l’ordre de 3µm et le dépôt est réalisé sur pièces finies

    Quelle est la différence entre PVD et PACVD?

    L PVD est un dépôt physique en phase vapeur. L’élément à déposer est obtenu par évaporation ou par pulvérisation via un procédé physique. Le PACVD est un dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. L’élément à déposer est obtenu à partir de réactions chimiques. Le plasma permet d’obtenir cette réaction chimique à plus basse température

    Quelles sont les applications industrielles du dépôt sous vide?

    Les dépôts sont vide sont classés en plusieurs catégories: anti usure, frottement, décoratif et biocompatibilité. Les applications sont donc très variées: composants automobile, aéronautique, outillage, outils coupants, dispositifs médicaux, pièces décoratives…

    Comment choisir la méthode de dépôt appropriée?

    La méthode de dépôt dépend avant tout de la nature du revêtement à déposer et du substrat.

    Si le substrat ne peut pas être chauffé à haute température, le dépôt devra être réalisé à partir d’une technologie basse température.

    Si le  revêtement à déposer est constitué d’un élément solide (cible en métal ou en graphite)un procédé physique type PVD est utilisé. Si celui-ci est constitué d’un gaz ou d’un liquide un procédé chimique est utilisé type CVD ou PACVD

    Quel est le but de la cémentation ? 

    Incorporer sous la surface de la pièce en acier du carbone afin d’améliorer la résistance à la fatigue et à l’usure en surface tout en conservant de bonnes propriétés mécaniques à cœur.

    Voir toute la FAQ

    Vous avez une question, un besoin ?

    Notre équipe dédiée vous répond sur la technologie la plus adaptée à votre besoin.

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