Principe
Cémentation : enrichissement en carbone puis trempe ; couche dure de quelques dixièmes à 2 mm sur un cœur tenace (engrenages). Nitruration (gazeuse, ionique) : enrichissement en azote vers 500 à 580 °C, sans trempe, faibles déformations, surface très dure. Nitrocarburation : variante plus rapide, bonne tenue à la corrosion.
Comprendre pas à pas
1. La situation
Des pignons en acier s'usent rapidement en surface, mais ne doivent pas casser sous les chocs. Une trempe à cœur les rendrait fragiles. Question : comment obtenir une surface très dure sur un cœur tenace ?
2. Les traitements thermochimiques
| Traitement | Élément diffusé | Profondeur | Dureté de surface |
|---|---|---|---|
| Cémentation + trempe | carbone | 0,5 à 2 mm | 58 à 62 HRC |
| Carbonitruration | carbone + azote | 0,1 à 0,8 mm | 58 à 62 HRC |
| Nitruration | azote | 0,1 à 0,6 mm | très dure, sans trempe, peu de déformation |
| Nitrocarburation (+ oxydation) | azote + carbone | quelques µm de couche | usure et corrosion |
3. L'idée
Un traitement thermochimique fait diffuser un élément (carbone, azote) dans la surface de l'acier à haute température. La surface enrichie devient très dure (après trempe pour la cémentation), tandis que le cœur reste tenace. On spécifie la profondeur traitée et la dureté de surface.
4. Le déroulé
Choix. Cémentation sur acier 16MnCr5, profondeur 0,8 mm, 58 à 62 HRC en surface.
Gamme. Taillage, traitement, puis rectification des portées.
Contrôle. Coupe métallographique sur éprouvette témoin pour mesurer la profondeur.
Résultat. Durée de vie des pignons multipliée par 4.
5. Profondeur de traitement
Comparez la profondeur traitée typique (mm).
6. Ce qu'il faut retenir
- Diffuser carbone ou azote dans la surface.
- Surface dure, cœur tenace.
- Spécifier profondeur et dureté, contrôler sur éprouvette.
Mise en œuvre
- Acteurs
- Bureau d'études, méthodes, achats, qualité, sous-traitant
- Durée
- Délai de sous-traitance de 2 à 10 jours en général
- Livrables
- Spécification au plan, cahier des charges sous-traitant, rapports de contrôle
- SpécifierCémentation ou nitruration, profondeur et dureté de couche, zones à épargner.
- Concevoir pour le traitementAcier de cémentation ou de nitruration, épargnes (peinture ou cuivrage) sur les zones à ne pas traiter.
- Préparer l'envoiPièces usinées (sauf rectification finale), identifiées.
- Contrôler au retourDureté superficielle, profondeur de couche sur éprouvette témoin, certificat.
Exemple d'application
Pignons en 16MnCr5 cémentés et trempés à 0,8 mm de profondeur et 58 HRC en surface : durée de vie multipliée par 5.
Points de vigilance
- Acier non adapté au traitement demandé