Expos

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Exposé de Mécanique Les états de surface
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Plan

• Introduction
• Traitements par transformation structurale
• Traitements thermochimiques de diffusion
• Revêtements métalliques
• Traitements de conversion
• La rectification
• Conclusion

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Introduction
L'état de surface est un élément de cotation
d'une pièce indiquant la fonction, la rugosité,
la géométrie et l'aspect des surfaces usinées.
Une surface réelle usinée n'est jamais parfaite,
elle présente toujours des défauts.
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Les traitements de surface
Un traitement de surface est une opération
mécanique, chimique, électrochimique ou physique
qui a pour conséquence de modifier l'aspect ou la
fonction de la surface des matériaux afin de
l'adapter à des conditions d'utilisation
données.
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Traitements par transformation structurale
Il existe deux types voie mécanique voie
thermique
Voie mécanique grenaillage
Le grenaillage est une technique consistant à
projeter, à l'aide d'une grenailleuse des
micro-billes sur la surface dun objet pour en
modifier la structure superficielle.
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Voie thermique Fusion superficielle
La fusion superficielle est un moyen daméliorer
les propriétés de surface des métaux et alliages,
avec ou sans apport dautres éléments.
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Voie thermique Trempe superficielle
La trempe superficielle est un procédé qui
naffecte que la surface de la pièce pour lui
apporter une grande dureté tout en conservant un
bon allongement et une grande résilience au cœur.
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Voie thermique le recuit
Le recuit d'une pièce métallique est un procédé
correspondant à un cycle de chauffage puis
refroidissement permettant de modifier les
caractéristiques d'un métal.
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Ce procédé est utilisé pour éliminer les effets
de phénomènes mécaniques ou thermiques considérés
comme néfastes.
Le recuit est également utilisé pour changer les
propriétés magnétiques d'une pièce
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Voie thermique le revenu
Le revenu est un traitement thermique effectué
sur les pièces métalliques afin de leurs donner
leurs caractéristiques mécaniques et parfois de
résistance à la corrosion d'usage. Ce traitement
est effectué après la trempe.
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Voie thermique lhexa plasma
L'hexa-plasma ou protection plasma est un
traitement thermique superficiel, à laide dune
torche à plasma de pièces en contact et soumises
à des réactions de frottement, de roulement ou de
corrosion.
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Traitements thermochimiques de diffusion
Carbonitruration
La carbonitruration est un procédé  de traitement
thermochimique des aciers. Elle permet
d'augmenter la teneur en carbone de la surface à
traiter, elle entraîne une augmentation de
dureté après la trempe.
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La boruration
La boruration est un traitement thermochimique
dont le but, semblable à ceux de la cémentation
et de la nitruration, est de procurer aux pièces
métalliques des duretés superficielles très
élevées.
La boruration s'effectue à une température de
l'ordre de 900 C.
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La cémentation
La cémentation est un procédé de métallurgie
servant à durcir les aciers par ajout superficiel
de carbone.
Ce traitement est utilisé pour augmenter la
dureté superficielle de pièces en acier.
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Aluminisation
Laluminisation est le dépôt daluminium à la
surface de pièces pour les protéger des éléments
oxydants ou pour leur donner certaines propriétés.
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Revêtements métalliques
Il existe trois types de revêtements métalliques
le dépôt par voie humide, le dépôt par voie
sèche et le dépôt par voie thermique.
Le dépôt par voie humide
La galvanoplastie
La galvanoplastie est un procédé permettant
d'appliquer au moyen d'un courant électrique
continu, un dépôt métallique, à la surface d'un
objet.
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C'est l'application par un bain à chaud d'une
couche de "galva" qui protège les structures
métalliques qui sont exposées aux intempéries.
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Le Chromage
Le chromage se distingue par le fait que son
épaisseur est plus importante. Ce revêtement
procure au matériau un bon coefficient de
frottement et lui assure de bonnes propriétés de
résistance à l'usure et à la corrosion.
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Le dépôt par voie sèche
Rechargement métallique par projection thermique
La projection thermique permet de réaliser des
revêtements épais de natures très variées sur des
substrats (pièce à revêtir) tout aussi variés.
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Tous les systèmes de projection thermique
possèdent un gaz vecteur servant à accélérer et
transporter jusqu'au substrat de fines particules
(typiquement 5 à 100 micromètres) qui peuvent
être à l'état liquide, pâteux voir solide.
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Les dépôts physiques PVD et chimiques CVD
Les techniques de dépôts sous vide sont utilisées
pour augmenter les propriétés de frottement,
d'usure, de résistance à l'oxydation des pièces
mécaniques.
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Deux grandes familles de techniques de
réalisation de ces dépôts sont utilisées -PVD
Dépôt physique en phase vapeur - CVD Dépôt
chimique en phase vapeur.
Dans les deux cas, la matière est pulvérisée sous
forme gazeuse. On agit sur la source et sur le
milieu pour évaporer la matière qui se
condenserapour donner le dépôt.
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Le dépôt par voie thermique
L'étamage
L'étamage est une opération de traitement de
surface qui consiste à appliquer une couche
détain sur une pièce métallique.
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La Galvanisation
La galvanisation à chaud consiste en un
recouvrement par immersion dans un bain de zinc
fondu. Les pièces en acier ainsi revêtues sont
appelées produits galvanisés.
Voir la vidéo
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Traitements de conversion
La phosphatation
La phosphatation consiste à décaper la surface
d'un acier à l'aide d'une solution diluée et
chaude d'acide phosphorique. Cela provoque la
formation d'une pellicule d'environ 1 micron de
phosphate de fer. Cette pellicule assure la
résistance à la corrosion de la pièce.
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La Chromatation
La chromatation est un procédé de conversion
chimique de laluminium et de ses alliages,
destiné à former à la surface du métal un
revêtement à base de chromate de chrome,
apportant une très bonne protection
anti-corrosion.
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La rectification
La rectification d'une pièce mécanique est une
opération destinée à améliorer son état de
surface.
La rectification s'effectue sur une machine outil
conçue à cet effet  la rectifieuse.
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Il s'agit de rectifier donc, d'uniformiser la
surface voulue de façon à éliminer la friction
qu'elle pourrait engendrer en entrant en contact
avec une autre pièce.
Contrairement à l'usinage traditionnel
(enlèvement de copeaux par outils coupant), la
rectification permet des usinages de précision
dimensionnelle élevée.
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• Avantages de la rectification
• Possibilité de s'attaquer aux matériaux les
  plus durs.
• Pouvoir atteindre des tolérances
  dimensionnelles de l'ordre du micromètre (0,001
  mm).
• Obtenir un état de surface poussé.
• Permet d'être moins précis sur l'usinage.

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Conclusion
Les traitements de surface sont une véritable
science. Une science qui doit intégrer tout une
série de paramètres et de contraintes, dont
dépendront la pérennité, laspect et les
propriétés techniques du produit traité.