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LES FICHES TECHNIQUES |
| Cémentations avancées en four
sous vide à trois chambres |
| EDF Industrie |
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NITRUVID
(Groupe USINOR)
ZI du Val
9, rue Jean Poulmarch
95100 ARGENTEUILTél.: 01
39 82 18 10
Fax.: 01 39 82 85 42 |
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Avantages de l'installation |
- Qualité métallurgique des pièces traitées
- Limitation des déformations
- Reproductibilité des traitements
- Flexibilité et polyvalence de l'outil de travail
Créée en 1985 à Argenteuil dans le Val
d'Oise, NITRUVID, filiale d'ASCOMÉTAL (Groupe USINOR), est spécialisée dans les
traitements de durcissement superficiel de pièces mécaniques utilisant la technologie
plasma ; traitements sous vide, traitements ioniques et implantations d'ions, qui assurent
une bonne tenue à l'usure, au grippage et à la corrosion.
Ses activités s'étendent à tous les
secteurs industriels : aéronautique, nucléaire, automobile, sidérurgie, chimie,
pétrole... pour le traitement à l'unité, en petites ou moyennes séries, de pièces en
acier de quelques grammes à 7 tonnes telles que : engrenages, pistons, vis, galets,
porte-outils, moules, prothèses médicales...
L’effectif de la société est de 45
personnes, pour les deux sites d'Argenteuil et de Fraisses (Loire).
La nouvelle installation de cémentation basse pression
et cémentation ionique |
En septembre 1997, NITRUVID a mis en service
à Argenteuil une nouvelle installation de cémentation basse pression et cémentation
ionique développée par IPSEN lui permettant de proposer une large gamme de traitements
"à la carte".
Cette installation présente des innovations
technologiques importantes dans le domaine des traitements de surface :
- Polyvalence des traitements (cémentations
basse pression, cémentations ioniques, carbonitrurations ioniques, surcarburations des
aciers d'outillages et inoxydables, tous types de traitement sous vide) dans une plage de
température variant de 500 °C à 1 300 °C.
- Grande flexibilité en raison du choix du
mode de trempe sous vide : trempe à l'huile froide ou chaude, trempe au gaz en
surpression ou étagée.
- Fonctionnement en mode traversant, la
chambre centrale de chauffe restant toujours chaude et la chambre de trempe libre servant
de sas d'entrée. Ce concept conduit à des gains appréciables de productivité.
- Respect de l'environnement grâce à une
technologie propre sans rejets polluants et offrant de bonnes conditions de travail.
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Principe des cémentations Carbuvid (R) |
Les cémentations Carbuvid ® s'effectuent dans un four à charge composé d'un
réacteur relié à un générateur de courant. Les pièces sont posées sur un plateau
(cathode), la masse du four faisant office d'anode.
| Sous vide, une haute tension est appliquée
entre anode et cathode. Un plasma d'ions carbone se forme, bombarde la surface des pièces
et pénètre dans le matériau sur une profondeur ajustable de quelques dixièmes de
millimètres à plusieurs millimètres. Il en résulte une forte augmentation de la dureté et, par
conséquent, de la résistance à l'usure. |
Vue d'ensemble coté trempe gaz |
Par ailleurs, ce traitement procure une
bonne tenue au grippage et un accroissement de la limite de fatigue.
Pièces traitées
Description
Le nouveau four de cémentation est constitué de trois chambres. La
chambre de chauffe centrale est située entre une chambre de trempe à l'huile et une
chambre de trempe au gaz.
Le chauffage de l'enceinte s'effectue au moyen de barreaux en graphite
disposés horizontalement le long des parois et englobant la charge.
Le bac de trempe à l'huile est maintenu à température constante par un système
bouclé comprenant un régulateur, des thermoplongeurs et un échangeur de chaleur.
Caractéristiques
Dimensions utiles des charges :
Longueur : 910 mm
Largeur : 610 mm
Hauteur : 610 mm
Charge brute maximale : 500 kg
Gamme de température four : 500 à 1 300 °C
Puissance installée : 150 kW
Groupes d'éléments chauffants : 3
Puissance par groupe : 50 kW
Nombre de zones : 1
Pression de travail : 10E-1 mbars
Capacité pompe mécanique : 510 m3/h
Capacité pompe Roots : 2580 m3/h
Volume du bac d'huile : 6000 litres
Puissance de chauffage : 40 kW
Température huile froide : 20 à 40 °C
Température huile chaude : - 100 °C
Pression du gaz : 1 à 6 bars
Schéma synoptique
Fonctionnement - Automatisme
Une fois l'enceinte chargée et fermée, un système informatique
assure la gestion du cycle de traitement en fonction des pièces traitées :
- Chargement des pièces dans la chambre de trempe (sas d'entrée) et
mise sous vide.
- Transfert vers la chambre de chauffe.
- Chauffage sous vide primaire.
- Homogénéisation de la température et décapage sous hydrogène.
- Maintien en température (cycles de cémentation-diffusion). Gaz cémentant :
hydrocarbure
- Refroidissement avant trempe et homogénéisation.
- Trempe gaz ou trempe huile.
- Remplissage de la chambre à l'azote.
- Déchargement.
Cycle type de cémentation
basse pression assisté plasma
Le cycle est sélectionné par l'opérateur s'il est mémorisé, ou
programmé s'il s'agit d'un nouveau.
La puissance est pilotée en trains d'ondes par un régulateur à
action PID qui compare en permanence la consigne à la valeur mesurée dans l'enceinte.
Le micro-ordinateur dialogue avec l'automate de commandes
séquentielles pour le suivi en temps réel de la production et le contrôle-qualité en
mémorisant les paramètres et procédures de traitement.
Les courbes de température sont imprimées en continu au moyen d'un
enregistreur à diagramme déroulant et l'opérateur peut à tout moment commander
l'affichage de synoptiques.
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Performances du procédé Carbuvid |
Les cémentations avancées mises en œuvre dans la
nouvelle installation sont développées sous l'appellation Carbuvid®. Ces traitements
"à la carte" remplacent les cémentations gazeuses conventionnelles avec des
avantages spécifiques :
- Absence d'oxydation interne
procurant une métallurgie saine et d'excellentes caractéristiques mécaniques.
- Conservation de l'état de
surface après traitement.
- Limitation et maîtrise des
déformations en trempe au gaz.
- Diminution des coûts de
fabrication en limitant, voire supprimant les reprises d'usinage après traitement.
- Amélioration de la fiabilité
et réduction des coûts des cémentations localisées grâce à l'emploi de caches
mécaniques remplaçant les techniques habituelles (peinture, cuivrage électrolytique,
surépaisseur).
- Obtention plus rapide de
cémentations profondes (jusqu'à 3 mm) en raison des températures de traitement plus
élevées.
- Maîtrise des traitements de
surcarburation des aciers inoxydables et des aciers à outils.
Les performances peuvent encore
être étendues en choisissant une nuance d'acier adaptée à la trempe au gaz qui réduit
fortement les déformations et simplifie ainsi les gammes de fabrication.
Le procédé à trois chambres Carbuvid®, qui présente la
particularité de fonctionner en mode traversant ou en mode alterné, répond parfaitement
à notre attente en terme de productivité et nous permet de satisfaire dans les meilleurs
délais aux demandes les plus urgentes de nos clients.
Cette installation innovante est
ainsi parfaitement adaptée à notre mission de prestataire de services et s'inscrit dans
notre objectif de disponibilité avec un fonctionnement toute l'année, 24 heures sur 24,
7 jours sur 7. Du fait de sa conception, elle permet, d'une part une excellente
répétabilité des cycles, ce qui est un gage de productivité et de qualité, et d'autre
part, une grande flexibilité pour passer d'une fabrication de série à une fabrication
unitaire. Notre rôle s'étend en outre à l'assistance technique et au partenariat.
Les multiples avantages de la
technologie offrent à nos clients un "plus" en terme d'adaptation parfaite du
traitement au problème posé, mais aussi en terme de qualité métallurgique.
Nous pouvons aujourd'hui proposer
l'alternative de la trempe au gaz en chambre froide ce qui, en plus des gains en coût de
production, permet de diminuer les déformations et de simplifier les gammes de
fabrication.
Références
IPSEN INDUSTRIES
39, rue du Bois Chaland
ZI Evry Lisses - 91029 EVRY Cedex
Tél. 01 60 87 26 00
EDF INDUSTRIE
Centre EDF industrie
Immeuble Élysées La Défense
7, Place du Dôme - La Défense 7
92056 PARIS LA DÉFENSE Cedex
Tél. 01 47 44 97 49
EDF GDF SERVICES - ASNIÈRES
29, quai Aulagnier
92601 ASNIÈRES Cedex
Tél. 01 41 32 92 72
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