Créé le : 03/08/2009
Les matériaux utilisés pour la réalisation d'outillages de TP doivent idéalement présenter plusieurs caractéristiques : Pouvoir se déformer (au niveau microscopique) pour pouvoir supporter des chocs. Résister à l'usure en incluant des phases dures. Présenter une bonne résistance à la corrosion. Pour répondre à ces critères, on emploie en général des aciers au chrome à basse teneur en carbone avec du molybdène et parfois du niobium. Les aciéristes font évoluer les produits pour permettre une mise en forme optimisée : déformation à froid et à chaud, soudage, découpe laser. Ces aciers sont employés pour : broyeurs, cribles, alimenteurs, poches de pesage, skips, goulottes, lames d'usure, transporteurs, godets, couteaux, pignons dentés, tombereaux, chargeuses, camions-bennes, camions, engins de terrassement, excavatrices, tuyaux de manutention, transporteurs à vis, etc. A titre d'exemple, on retiendra la composition du HARDOX 400 : Ainsi que l'influence du niobium et chrome sur les alliages Thyssen. Source : documentation commerciale Thyssen XAR® Source : documentation Thyssen XAR® Deux marques étaient présentes sur le salon : HARDOX ® de SSAB Oxelösund AB (Suède) et XAR® de Thyssen (Allemagne). Ces produits étaient souvent proposés en première monte et de nombreux revendeurs proposent des plaques, profils, barres. La majorité des constructeurs utilisent le HARDOX. Quand au XAR ®, une gamme complète existe en fonction de l'application : La série 300 pour les applications à faible usure, La série 400W est prévue pour des utilisations en température jusqu'à 400°C (en cimenterie par exemple). Elle sera prochainement remplacée par la série 450. La série 500 peut être soudée et présente une excellente résistance à l'usure. Ces aciers sont ensuite renforcés par des inserts et des dents en carbure comme on peut le voir sur la photographie suivante. En France, les aciéries et laminoirs de Rives proposent des aciers de ce type. http://www.hardox.com http://www.thyssenkrupp-stahl.com http://www.alr-rives.com LES MATERIAUX DE RENFORT Que ce soit pour les godets, le matériel de forage, les marteaux hydrauliques, et tous les types d'outils ou de manutention, on observe deux types de solutions : Les matériaux durs frittés en carbure de tungstène ou chrome, Les matériaux tendres en gomme renforcée ou polymères. LES MATERIAUX DURS On trouve une grande variété de forme en fonction de l'emploi et de la fixation Ils sont proposés, soit par des fabricants d'outil de coupe tels que Sandvik qui maîtrise à la fois la poudre (agglomérée frittée) que la mise en forme (frittage, MIM, HIP), soit par des applicateurs tel Ambrosianalamiere qui assurent le brasage des plaquettes sur l'outil. http://www.hardmaterials.sandvik.com/ http://www.ambrosianalamiere.it La qualité et le prix de ces plaquettes va dépendre de la taille et de l'orientation des grains de carbure, ainsi que de la dureté de la matrice. La forme et la fixation vont dépendre de l'emploi. On peut trouver des dents et des inserts sur un même outil par exemple sur des godets ou des tarières, par exemple chez Gaggiotti http://www.gaggiotti.com. Le métal dur peut également être mis en place par fil fourré, TIG ou MIG ou par dépôt par laser, en particulier sur des outils de forage comme chez TECHNOTUNNEL (http://www.technotunnel.it). Des centres de compétence comme la SAF (http://www.saf-airliquide.com) ont des moyens de développement et de production pour réaliser des essais de rechargement soudage et la société TECHNOGENIA (http://www.technogenia.fr/) réalise des dépôts laser depuis plus de 10 ans. LES MATERIAUX TENDRES De nombreuses sociétés présentaient des pièces en gomme en particulier pour tout ce qui est chenilles. DRB rubber track, STAR TRAX et bien d'autres, on équipe des engins jusqu'à 6t de façon classique. La société Rivolta équipe en gomme et céramique des engins (intérieur de bennes) et canalisations (http://www.rivolta.it). Les matériaux tendres équipent également tout ce qui est matériaux de criblage. DIMINUTION DE L'USURE PAR LA CONCEPTION La diminution de l'usure par la conception passe par plusieurs facteurs, par exemple la lubrification centralisée qui, en dosant de façon continue le lubrifiant, diminue l'usure des pièces. La mise en compression permanente des outils sur les marteaux hydrauliques évite la fatigue des cycles compression détente. L'azote contenu dans la chambre de la tête supérieure permet de récupérer l'énergie par la compression de gaz lorsque la masse battant est en phase de remontée. L'énergie accumulée par le gaz (2) est convertie en énergie d'impact dans la phase de descente de la masse battante (3). Le gaz joue le rôle de convertisseur d'énergie et d'amortisseur interne qui permet une propagation mineure de vibration dans l'outillage au bras et maintient l'outil en compression. . Mise en place d'une frète pour les pics. Forage par un liquide tel la société Wassara, tunnelier japonais (http://www.wassara.com) On le voit il existe de nombreuses solutions en Italie, le marché a été dopé par les grands travaux réalisés pour la mise en place des lignes TGV, mais les autres sociétés suivent les mêmes tendances. Références bibliographiques : Ductile.org http://www.ductile.org/didata/download.htm Comportement mécanique des aciers TRIP. Marcel Berveiller, Mohammed Cherkaoui and Étienne Patoor. J. Phys. IV France 106 (2003). Key To Steel, sélection de nuance pour protection contre l'usure http://www.key-to-steel.com/fr/Articles/Art139.htm Rapports de recherche sur le frittage de métaux http://www.bls.fr/amatech/Sciences/Mecanosynthese/Archives/free/lrfm2001/lrfm1001.pdf Magazine en ligne http://www.immnet.com/articles?article=2498 Powder Injection Molding : http://www.scientific.net/Powder_Injection_Molding.htm Densification and strength evolution in solid-state sintering Part I Experimental investigation. Xiaoping Xu, Wuwen Yi. Journal of Materials Science, 39 (6): 2113-2119, March 15 2004. Pièces d'usure pour engins de TP : http://www.cuttingedges.com/pages/techinfo/combi/combi.htm http://www.texconeqp.com/index_links.htm http://www.ramco-fr.com/produits.htm A critical review of drying models for coated paper (H. Noboa, J. Seyed-Yagoobi, Texas A&M University), Proceeding of ASME/IMECE, 1999, Nashville, USA. http://www.joiningtech.com/trans_arc.html http://www.mines.u-nancy.fr/metall2t/PTA.html http://igor.paoletti.free.fr/weltec/page2.htm http://www.saf-airliquide.com/fr/prod_mater/fiches/notvent/productivite/9230_1.pdf http://www.plasmaquebec.ca http://www.isotec.at http://www.weldplus.com/hardfacing.asp