Créé le : 01/07/2014
Alexandre Fleurentin, Guillaume Thoquenne - 01/06/2013 - Revue : La revue de métallurgie…
Les pièces mécaniques traitées par cémentation ou carbonitruration suivi d’une trempe sont utilisées sur des éléments mécaniques sollicités en fatigue et/ou fatigue de contact. Concernant les pièces d’engrenage pour système de transmission de voiture, le procédé de grenaillage de précontrainte est largement utilisé sur dentures cémentées ou carbonitrurées depuis les années 80 principalement pour la fatigue pied de dent.
Toutefois, depuis ces dernières années, avec l’évolution du rapport poids/puissance des éléments de transmission, les contraintes de service ont tendance à augmenter en raison des exigences accrues en termes de réduction de taille et d’augmentation du couple moteur (down sizing). Dans le cas des engrenages, ce phénomène a un impact sur la fatigue pied de dent (fatigue de flexion) mais également sur des flancs de dents (fatigue de contact). A partir de ce constat, plusieurs études ont été initiées par le Cetim traitant de l’impact d’une carbonitruration sur-enrichie à l’azote (%Nsurface >1%) et du grenaillage de précontrainte sur la limite d’endurance en fatigue de contact d’un acier 27CrMo4. Les applications considérées sont les engrenages fortement sollicités (~4GPa) et les essais réalisés sur un banc d’essais bi-disques. Cette voie est utilisée également au Japon [WATA 1998/2000/2008 ; KEIJ 2007 ; YAMA 2003 ; NAKA 2001]
Nous allons donc étudier l’impact de ces deux technologies « innovantes » par rapport à la gamme standard constituée d’une carbonitruration standard suivie d’un revenu de détente.
Avant de vous présenter les résultats des essais, nous introduirons, dans un premier temps, le problème d’adoucissement au revenu que l’on peut rencontrer sur des pièces fortement sollicitées en fatigue de contact (grande vitesse et effort important) ; puis dans un second temps nous décrirons l’effet de la carbonitruration sur-enrichie à l’azote (nommé dans le reste de l’article Carbo D) et du grenaillage de précontrainte (SP) sur la métallurgie de l’acier.
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Guillaume Thoquenne
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