Qu’est-ce que le traitement thermique ?

Bien que la plupart des gens ne sachent pas ce qu’est le traitement thermique, c’est en fait une partie essentielle du processus de fabrication. C’est parce que le traitement thermique permet d’améliorer une pièce métallique afin que le matériau résiste mieux à l’usure. Le traitement thermique consiste à chauffer un métal ou un alliage à une température spécifique, puis à le refroidir pour durcir le matériau.

Le traitement thermique peut être utilisé à différentes étapes du processus de fabrication pour modifier certaines propriétés de ce métal ou de cet alliage. Par exemple, vous pouvez utiliser le traitement thermique pour le rendre plus fort, plus dur, plus durable ou plus ductile, en fonction de ce dont le matériau a besoin pour fonctionner correctement.

Certaines industries notables dans lesquelles le traitement thermique joue un rôle important comprennent les aéronefs, les automobiles, la quincaillerie – comme les scies et les axes -, les ordinateurs, les engins spatiaux, l’armée et l’industrie pétrolière et gazière.

Comment fonctionne le traitement thermique ?

Pour obtenir l’effet désiré, le métal ou l’alliage est chauffé jusqu’à une température spécifiée, parfois jusqu’à 2400°F, maintenu à cette température pendant un certain temps, puis refroidi. Pendant qu’il est chaud, la structure physique du métal, également appelée microstructure, change, ce qui entraîne finalement une modification de ses propriétés physiques. Le temps pendant lequel le métal est chauffé est appelé « temps de trempage ». La durée du temps de trempage joue un rôle important dans les caractéristiques d’un métal, car le métal trempé pendant une longue durée verra des changements de microstructure différents de ceux du métal trempé pendant une période plus courte.

Le processus de refroidissement après le temps de trempage joue également un rôle dans le résultat du métal. Le métal peut être refroidi rapidement, ce qui est appelé trempe, ou lentement dans le four pour s’assurer qu’il atteint le résultat souhaité. La combinaison de la température de trempage, de la durée de trempage, de la température de refroidissement et de la durée de refroidissement joue un rôle dans la création des propriétés souhaitées dans un métal ou un alliage.

Lorsque le métal est traité thermiquement pendant le processus de fabrication détermine également quelles propriétés sont modifiées, et certains métaux peuvent même être traités plusieurs fois.

Savoir à quelles températures chauffer et refroidir les métaux, ainsi que la durée de chaque étape du processus pour un métal ou un alliage spécifique est extrêmement compliqué. Pour cette raison, les spécialistes des matériaux, connus sous le nom de métallurgistes, étudient les effets de la chaleur sur le métal et les alliages et fournissent des informations précises sur la façon d’exécuter correctement ces processus. Les fabricants se fient à ces informations pour s’assurer que leurs pièces métalliques auront les bonnes propriétés à la fin du processus.

Certaines formes courantes de traitements thermiques comprennent :

• Durcissement : Lorsqu’un métal est durci, il est chauffé à un point où les éléments du matériau se transforment en une solution. Les défauts de la structure sont alors transformés en créant une solution fiable et en renforçant le métal. Cela augmente la dureté du métal ou de l’alliage, le rendant moins malléable.
• Recuit : Ce procédé est utilisé sur des métaux comme le cuivre, l’aluminium, l’argent, l’acier et le laiton. Ces matériaux sont chauffés à une certaine température, sont maintenus à cette température jusqu’à ce qu’une transformation se produise, puis sont lentement séchés à l’air. Ce processus ramollit le métal, le rendant plus facile à travailler et moins susceptible de se fracturer ou de se fissurer.
• Traitement : Certains matériaux comme les alliages à base de fer sont très durs, ce qui les rend cassants. Le revenu peut réduire la fragilité et renforcer le métal. Dans le processus de trempe, le métal est chauffé à une température inférieure au point critique pour réduire la fragilité et maintenir la dureté.
• Cémentation : L’extérieur du matériau est durci tandis que l’intérieur reste mou. Comme la trempe peut rendre les matériaux cassants, la cémentation est utilisée pour les matériaux qui nécessitent de la souplesse tout en maintenant une couche d’usure durable.
• Normalisation : Similaire au recuit, ce procédé rend l’acier plus résistant et ductile en chauffant le matériau à des températures critiques et en le maintenant à cette température jusqu’à ce que la transformation se produise.

Pourquoi le traitement thermique est-il important ?

Sans traitement thermique du métal, en particulier de l’acier, les pièces métalliques de tout, des avions aux ordinateurs, ne fonctionneraient pas correctement, ou pourraient même ne pas exister en premier lieu. Les pièces en métal non ferreux, en particulier, seraient beaucoup plus faibles. Les alliages d’aluminium et de titane, ainsi que le bronze et le laiton, sont tous renforcés par le traitement thermique. Beaucoup de ces métaux sont utilisés dans la production de voitures, d’avions et d’autres produits qui dépendent de métaux solides non seulement pour leurs performances, mais aussi pour leur sécurité.

Parce que les métaux traités thermiquement sont souvent plus solides que les métaux non traités thermiquement, le traitement initial des pièces métalliques empêche la corrosion, ce qui n’entraînera pas le remplacement de pièces métalliques coûteuses plus tard ou aussi fréquemment. Les machines fonctionnent ainsi de manière plus économique et plus efficace et évitent les problèmes.

Solutions de General Kinematics

General Kinematics fournit des équipements optimaux afin d’améliorer et de stimuler la productivité dans le processus de traitement thermique et d’autres processus de fabrication. Il y a différentes étapes lorsqu’on s’occupe du traitement thermique des métaux, General Kinematics fournit des équipements conçus pour aider dans ce processus et pour augmenter la productivité de la fabrication.

Convoyeurs

L’élévateur vibrant à spirale SPIRA-FLOW™ de General Kinematics est idéal pour les traitements thermiques qui nécessitent un long chemin de convoyage, mais il le condense en forme de spirale afin de prendre moins de place. Le Spiral-Flow convient parfaitement aux usines de fabrication qui manquent d’espace ou qui veulent optimiser leur utilisation de l’espace.

General Kinematics propose une large gamme de convoyeurs supplémentaires pour une multitude de besoins en matière de traitement thermique. Que vous cherchiez à déplacer vos matériaux d’un point A à un point B, à les chauffer, à les refroidir ou plus encore, GK a l’équipement dont vous avez besoin pour améliorer votre puissance de traitement.

Alimenteurs

L’alimentation des matériaux dans le processus de traitement thermique souhaité est idéalement réalisée par des alimentateurs de matériaux industriels. Les alimentateurs vibrants à deux masses de General Kinematics sont conçus pour résister aux applications les plus dures et les plus exigeantes. Ils sont équipés pour prendre en charge les charges de matériaux les plus difficiles afin d’assurer le bon déroulement de votre processus. Les alimentateurs GK sont conçus sur mesure et nécessitent peu de maintenance, ce qui signifie moins de temps d’arrêt et plus de productivité.