La cémentation à l’issue du trempage constitue une méthode fiable et respectueuse de l’environnement pour éliminer l’austénite résiduelle et augmenter la dureté.
Pour des groupes de matériaux déterminés, des atmosphères sans oxygène sont utilisées lors de la cémentation/trempage afin d’empêcher une oxydation d’éléments d’alliage sensibles (oxydation marginale = oxydation intérieure dans la zone marginale du composant). Un processus de carburation sous vide avec des hydrocarbures tels que, par exemple, de l’acétylène, du propane ou du gaz naturel, suivi d’un refroidissement brusque par gaz à haute pression, permet d’empêcher l’oxydation marginale.
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Les conséquences de l’oxydation marginale indésirable sont multiples. Les inclusions d’oxydes ont, d’une part, un effet d’encoches métallurgiques et, d’autre part, on ne dispose plus des éléments d’alliage oxydés pour la formation ultérieure de la structure. Des atmosphères classiques sur la base d’endogaz présentent des pressions partielles en oxygène trop élevées pour certains groupes de matériaux déterminés. La carburation à dépression a fait ses preuves en tant qu'alternative judicieuse sur le plan technique. Après la vidange de l’installation de fours, on injecte les hydrocarbures, qui se décomposent en carbone et hydrogène. Du fait de la liaison triple, l’acétylène fait preuve d’une grande réactivité et fournit le carbone avec sûreté et régularité. L’acétylène se prête donc particulièrement bien comme médium de carburation pour les géométries complexes et les trous d’affaissement. Afin de préserver l’état sans oxyde pendant le processus de refroidissement brusque, on procède à un refroidissement au gaz à haute pression à l’issue de la carburation. Avec ALNAT™ HP, nous proposons le matériel nécessaire pour le processus concernant la totalité de l’installation de fours. |
Le degré de dureté pouvant être atteint dépend non seulement de la teneur en carbone du matériau, mais aussi de la vitesse de refroidissement. La vitesse de refroidissement, quant à elle, est influencée par les propriétés physiques des gaz. Pour la prédiction des résultats, on dispose d’un logiciel mis au point par Air Liquide, ALNAT™ Quench, dont les résultats de simulation ont été confirmés par de nombreux essais dans des conditions de production. Le logiciel tient compte des coefficients de transmission thermique qui se modifient en permanence pendant le processus de refroidissement, de la géométrie du composant et des propriétés physiques des gaz utilisés.
Markus Grimm
Carbagas AG
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