Traitement mécanique de surface par brunissage des aciers XC48 et XC18 – Optimisation et caractérisation
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Date
2007
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Abstract
Un développement réel de l’industrie moderne repose essentiellement sur la
qualité des produits finis, qu’on doit réaliser à un prix de revient minimal possible.
Ceci peut être réalisé par la maîtrise de la technologie et son renforcement par la
recherche scientifique.
C’est dans cet esprit et pour ce but que ce travail a été développé. Le travail a été
consacré à l’étude du procédé de parachèvement des pièces en acier par les
traitements mécaniques de surface (TMS) par déformation plastique superficielle
(DPS) en l’occurrence le brunissage, à l’élaboration des méthodes basées sur les
plans d’expériences pour la maîtrise du procédé en vu de son intégration de manière
efficace dans le processus de fabrication.
Notre travail a pour directions principales :
- l’étude des surfaces des pièces, notamment ses qualités physique et
géométrique et leurs importances vis-à-vis du comportement en service ;
- l’examen des procédés de préparation et de parachèvement des pièces par
TMS ;
- l’étude, l’application et la mise à jour du traitement au moyen de l’outil
informatique.
Plusieurs modèles basés sur les plans d’expériences ont été présentés, celui qui
est retenu tout au long de ce travail est un modèle de second degré. Ce modèle a
connu un développement plus large avec l’usage de l’outil informatique dans le souci
de mener de façon plus précise les travaux de recherche, et d’effectuer une analyse
des effets des paramètres du traitement par brunissage sur les qualités physiques et
géométriques des surfaces réalisées.
Pour vérifier l’apport du traitement envisagé, plusieurs essais ont été réalisés sur
éprouvettes et échantillons simulant des pièces réelles de machines.
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Les études et les essais réalisés ont permis de formuler plusieurs conclusions :
- amélioration des caractéristiques mécaniques des surfaces traitées suite à
l’écrouissage de la couche superficielle des matériaux produisant ainsi
l’augmentation de la dureté.
- amélioration de l’aspect de surface par la diminution de la rugosité grâce au
nivellement de la couche superficielle.
- la démarche entreprise selon le modèle de plan d’expériences adopté a permis
le suivi et l’observation des tests avec aboutissement à l’optimisation des
paramètres selon une approche très réaliste.
- les matériaux considérés répondent convenablement aux traitements envisagés,
néanmoins ces réponses se distinguent selon les propriétés intrinsèques
relatives à chaque matériau.
- les tests d’usure ont révélé l’effet bénéfique du procédé TMS par DPS
conduisant au renforcement de la couche superficielle en garantissant une
meilleure tenue par comparaison aux échantillons non traités.
- les essais d’endurance sur éprouvettes normalisées ont permis de voir
l’amélioration de la tenue en fatigue des pièces finies par traitement
mécaniques de surface par rapport au procédé de finition classique
(rectification).
Les résultats de recherche ainsi obtenus, nous ont amenés à proposer l’intégration
du procédé de parachèvement par TMS dans les gammes de fabrication des produits
mécaniques industriels avec l’utilisation de l’outil informatique. Ceci permettra le
meilleur contrôle du procédé dans le but d’améliorer le produit,