Le recuit consiste à chauffer un tube en acier brillant de précision laminé à froid à une température appropriée, à appliquer des temps de maintien variables selon le matériau et les dimensions de la pièce, puis à le refroidir lentement. L'objectif est d'amener la structure interne du métal à un état d'équilibre, ou de s'en approcher, afin d'obtenir de bonnes performances de fabrication et une bonne aptitude à l'utilisation. Il peut également servir à préparer le matériau en vue d'une trempe ultérieure.
La normalisation consiste à chauffer un tube en acier brillant de précision laminé à froid à une température appropriée, puis à le refroidir à l'air. L'effet de la normalisation est similaire à celui du recuit, à la différence que la structure obtenue est plus fine. Elle est souvent utilisée pour améliorer l'usinabilité du matériau et parfois pour répondre à des exigences spécifiques. Elle n'est pas appliquée aux pièces de haute précision en tant que traitement thermique final.
La trempe consiste à chauffer et isoler le tube en acier brillant de précision laminé à froid, puis à le refroidir rapidement dans un milieu de trempe tel que de l'eau, de l'huile, d'autres sels inorganiques ou des solutions aqueuses organiques. Après trempe, le tube en acier brillant de précision laminé à froid devient dur, mais également cassant.
Pour réduire la fragilité des tubes en acier brillant de précision laminés à froid, ces tubes trempés sont maintenus pendant une longue période à une température appropriée, supérieure à la température ambiante mais inférieure à 650 °C, puis refroidis. Ce procédé est appelé revenu.
Le recuit, la normalisation, la trempe et le revenu constituent les « quatre feux » du traitement thermique global. Parmi eux, la trempe et le revenu sont étroitement liés, souvent utilisés conjointement et indispensables.
Les « Quatre Feux » ont développé différents procédés de traitement thermique, avec des températures de chauffage et des méthodes de refroidissement variées. Pour obtenir une résistance et une ténacité données, le procédé combinant trempe et revenu à haute température est appelé trempe-revenu. Après trempe, certains alliages sont maintenus à température ambiante ou à une température légèrement supérieure pendant une période prolongée afin d'améliorer leur dureté, leur résistance ou leurs propriétés électromagnétiques. Ce traitement thermique est appelé traitement de vieillissement.
Le procédé consistant à combiner efficacement et étroitement le formage par pression et le traitement thermique pour obtenir une résistance et une ténacité élevées des tubes en acier brillant de précision laminés à froid est appelé traitement thermique par formage. Le traitement thermique effectué sous pression négative ou sous vide est appelé traitement thermique sous vide. Ce procédé permet non seulement de prévenir l'oxydation et la décarburation des tubes en acier brillant de précision laminés à froid, de maintenir leur surface lisse et propre après traitement et d'améliorer les performances de la pièce, mais aussi d'y incorporer un agent pénétrant pour un traitement thermique chimique.
Le traitement thermique de surface est un procédé de traitement thermique des métaux qui consiste à chauffer uniquement la couche superficielle des tubes en acier brillant de précision laminés à froid afin d'en modifier les propriétés mécaniques. Pour chauffer uniquement la surface du tube sans transmettre une chaleur excessive à l'intérieur de la pièce, la source de chaleur utilisée doit présenter une densité énergétique élevée, c'est-à-dire qu'une grande quantité d'énergie thermique doit être fournie au tube par unité de surface. Ainsi, la surface, ou une partie du tube, peut atteindre des températures élevées rapidement, voire instantanément. Les principales méthodes de traitement thermique de surface comprennent la trempe à la flamme et le chauffage par induction. Les sources de chaleur couramment utilisées incluent les flammes oxyacétyléniques ou oxypropane, le courant induit, le laser et le faisceau d'électrons.
Le traitement thermique chimique est un procédé de traitement thermique des métaux qui modifie la composition chimique, la structure et les propriétés de la couche superficielle des tubes en acier brillant de précision laminés à froid. Contrairement au traitement thermique de surface, ce dernier modifie la composition chimique de la couche superficielle de la pièce. Le traitement thermique chimique consiste à chauffer la pièce dans un milieu (gazeux, liquide ou solide) contenant du carbone, de l'azote ou d'autres éléments d'alliage, et à la maintenir à température pendant une durée prolongée afin que la surface de la pièce soit imprégnée d'éléments tels que le carbone, l'azote, le bore et le chrome. Après imprégnation, d'autres traitements thermiques tels que la trempe et le revenu sont parfois effectués. Les principales méthodes de traitement thermique chimique comprennent la cémentation, la nitruration et la métallisation.
Le traitement thermique est une étape essentielle de la fabrication des outils et moules pour pièces mécaniques. Il permet d'améliorer diverses propriétés des tubes en acier brillant de précision laminés à froid, telles que la résistance à l'usure et à la corrosion. Il améliore également la structure et l'état de contrainte de l'ébauche, facilitant ainsi les opérations de transformation à chaud et à froid.
Par exemple, la fonte blanche peut être recuite pendant une longue période pour obtenir une fonte malléable et améliorer sa plasticité ; en adoptant le traitement thermique approprié pour les engrenages, leur durée de vie peut être doublée, voire multipliée par des dizaines par rapport à celle des engrenages non traités thermiquement ; de plus, l’acier au carbone bon marché peut être incorporé dans certains aciers alliés coûteux et peut remplacer certains aciers réfractaires et aciers inoxydables ; presque tous les outils et moules doivent être traités thermiquement avant utilisation.
Date de publication : 1er février 2024