{"id":8433,"date":"2024-07-30T18:45:09","date_gmt":"2024-07-30T18:45:09","guid":{"rendered":"https:\/\/ipsenglobal.com\/?post_type=knowledge-center&p=8433"},"modified":"2025-05-09T15:05:19","modified_gmt":"2025-05-09T15:05:19","slug":"quenching-technology-and-vacuum-heat-treating","status":"publish","type":"knowledge-center","link":"https:\/\/ipsenglobal.com\/fr\/knowledge-center\/quenching-technology-and-vacuum-heat-treating\/","title":{"rendered":"\u00c9tanchez votre soif de connaissances : La technologie de trempe sous gaz inerte et le processus de traitement thermique sous vide"},"content":{"rendered":"
Lorsque l'on parle de traitement thermique, on commence g\u00e9n\u00e9ralement par \u00e9voquer la temp\u00e9rature que doit atteindre un four pour transformer des pi\u00e8ces m\u00e9talliques. Mais c'est souvent le processus de trempe (ou de refroidissement) qui d\u00e9termine en grande partie les r\u00e9sultats finaux.<\/p>\n\n\n\n
Qu'est-ce que la trempe ?<\/h3>\n\n\n\n
La trempe est le processus de refroidissement des pi\u00e8ces m\u00e9talliques apr\u00e8s avoir atteint et maintenu une temp\u00e9rature sp\u00e9cifique pendant le traitement thermique. La m\u00e9thode et la vitesse de la trempe d\u00e9terminent g\u00e9n\u00e9ralement la cat\u00e9gorie d'un processus de traitement thermique. Les proc\u00e9d\u00e9s de traitement thermique les plus courants sont le recuit, la normalisation, la trempe, le revenu et la trempe superficielle. Chaque proc\u00e9d\u00e9 cr\u00e9e une qualit\u00e9 qui aura des utilisations diff\u00e9rentes ou fera partie d'un processus diff\u00e9rent de fabrication d'un produit final en plusieurs \u00e9tapes.<\/p>\n\n\n\n
Un temps de trempe plus lent, comme dans le cas du recuit ou de la normalisation, permet d'obtenir des pi\u00e8ces m\u00e9talliques \u00e9lastiques, pliables ou pouvant \u00eatre extrud\u00e9es sous forme de fil. En revanche, un processus de refroidissement plus rapide permet d'obtenir des pi\u00e8ces durcies en surface ou \u00e0 c\u0153ur, n\u00e9cessaires \u00e0 la fabrication de tout type de pi\u00e8ces, des boulons aux forets en passant par les arbres \u00e0 cames. Le revenu d'une pi\u00e8ce durcie en r\u00e9chauffant le m\u00e9tal \u00e0 des temp\u00e9ratures l\u00e9g\u00e8rement inf\u00e9rieures avec un temps de refroidissement plus lent peut aider \u00e0 rel\u00e2cher certaines des contraintes internes du m\u00e9tal tout en augmentant la r\u00e9sistance, g\u00e9n\u00e9rant un mat\u00e9riau moins cassant et tr\u00e8s ductile.<\/p>\n\n\n\n
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Souvent, une m\u00eame pi\u00e8ce peut subir plusieurs op\u00e9rations de traitement thermique. Il est utile d'imaginer un processus de traitement thermique en plusieurs \u00e9tapes de la mani\u00e8re suivante : Imaginez que vous preniez un disque de m\u00e9tal souple et que vous y tailliez des dents pour lui donner le profil d'un engrenage, puis que vous durcissiez l'engrenage dans un four \u00e0 haute temp\u00e9rature, que vous le rectifiiez pour obtenir les tol\u00e9rances requises, et enfin que vous le trempiez pour lui conf\u00e9rer de la ductilit\u00e9. La qualit\u00e9 du m\u00e9tal change au cours de chaque processus pour faciliter l'usinage, d\u00e9finir une ar\u00eate avec une grande pr\u00e9cision ou assurer la long\u00e9vit\u00e9 de la pi\u00e8ce achev\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n
Chaque processus et le produit final correspondant jouent un r\u00f4le important dans la fabrication d'aujourd'hui. Par cons\u00e9quent, Ipsen a continu\u00e9 \u00e0 trouver des moyens d'offrir plus d'options et un meilleur contr\u00f4le du processus de trempe \u00e0 ses clients.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\n
C'est une histoire plut\u00f4t sympa<\/h3>\n\n\n\n
En 1978, lorsque Craig Moller, ing\u00e9nieur en chef pour Ipsen USA, a commenc\u00e9 \u00e0 travailler chez Ipsen, les fours \u00e0 vide avaient la capacit\u00e9 de traiter une solution de refroidissement par gaz \u00e0 pression positive allant jusqu'\u00e0 dix psi en utilisant des moteurs de 40 chevaux. C'est \u00e0 peu pr\u00e8s l'\u00e9quivalent d'un plongeon dans la partie profonde d'une piscine de trois m\u00e8tres, ou de la pression d'air \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un pneu de voiture tr\u00e8s plat. \"C'\u00e9tait une technologie de pointe \u00e0 l'\u00e9poque\", se souvient M. Moller.<\/p>\n\n\n\n
Aujourd'hui, Ipsen a fabriqu\u00e9 des fours avec des moteurs de refroidissement de 600 hp fournissant jusqu'\u00e0 15 bars de pression de trempe. C'est environ dix fois la pression des machines d'il y a 45 ans.<\/p>\n\n\n\n
La pression des gaz est importante en raison de la thermodynamique. Plus un mat\u00e9riau est dense, qu'il s'agisse d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz, plus la chaleur se transf\u00e8re facilement d'une substance \u00e0 l'autre. C'est la raison pour laquelle une tasse thermique isol\u00e9e sous vide peut garder les boissons chaudes chaudes et les boissons froides plus longtemps qu'un gobelet en plastique - le vide minimise le transfert de chaleur.<\/p>\n\n\n\n
Moller a expliqu\u00e9 pourquoi la pression de trempe est un aspect si important de l'innovation au fil des ans : \"Lorsque vous triplez la pression du gaz, vous doublez la vitesse de refroidissement d'un syst\u00e8me de trempe et des pi\u00e8ces \u00e0 tremper\".<\/p>\n\n\n\n
Et lorsqu'il s'agit de durcir des m\u00e9taux sp\u00e9cifiques utilis\u00e9s pour fabriquer des fili\u00e8res, un syst\u00e8me de trempe rapide et propre est essentiel. Par exemple, \"lorsque les clients recherchent des fili\u00e8res pour l'extrusion d'aluminium afin de fabriquer des pi\u00e8ces utilis\u00e9es dans un v\u00e9hicule \u00e9lectrique, ces fours sous vide \u00e0 haute pression fournissent des fili\u00e8res propres qui sont durcies en surface pour assurer la long\u00e9vit\u00e9 de la fili\u00e8re\", explique M. Moller. Ces fili\u00e8res propres peuvent garantir un niveau \u00e9lev\u00e9 de pr\u00e9cision dans les pi\u00e8ces extrud\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n
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Jouer la carte de la fra\u00eecheur<\/h3>\n\n\n\n
Pendant un certain temps, la course \u00e0 la cr\u00e9ation d'un processus de trempe plus rapide \u00e9tait ax\u00e9e sur la pression - plus de pression signifiait que les pi\u00e8ces \u00e9taient refroidies plus rapidement. Au d\u00e9but, 90 % des innovations en mati\u00e8re de traitement thermique portaient sur le processus de chauffage. Finalement, la n\u00e9cessit\u00e9 de r\u00e9duire les pi\u00e8ces rebut\u00e9es en raison de fissures et de distorsions thermiques a exig\u00e9 de meilleures solutions pour le processus de trempe. \"Cela a \u00e9t\u00e9 un grand changement\", explique Jim Grann, directeur technique d'Ipsen. \"Aujourd'hui, l'\u00e9quilibre est plus proche de 50\/50 lorsqu'il s'agit de d\u00e9velopper des technologies de chauffage et de trempe.<\/p>\n\n\n\n
M. Grann participe au processus d'innovation depuis 1978, date \u00e0 laquelle il a travaill\u00e9 pour Abar avant sa fusion avec Ipsen. \"Ce qui stimule l'innovation dans le domaine de la trempe, c'est la n\u00e9cessit\u00e9 de cr\u00e9er le refroidissement le plus rapide possible, tout en permettant de contr\u00f4ler le processus. Des vitesses de refroidissement non contr\u00f4l\u00e9es peuvent ajouter des contraintes inh\u00e9rentes aux pi\u00e8ces. Refroidir plus vite sans d\u00e9formation est la cl\u00e9\".<\/p>\n\n\n\n
Les commandes PLC d'aujourd'hui peuvent r\u00e9agir en temps r\u00e9el pour modifier une recette en cours de processus si les thermocouples d\u00e9tectent une r\u00e9action anormale pendant la trempe. \"Par exemple, une recette peut indiquer que la temp\u00e9rature \u00e0 c\u0153ur et la temp\u00e9rature de surface d'une pi\u00e8ce ne doivent pas d\u00e9passer un \u00e9cart de temp\u00e9rature tr\u00e8s pr\u00e9cis. L'automate programmable peut surveiller les temp\u00e9ratures et ralentir la trempe en r\u00e9duisant la pression, la circulation des gaz ou m\u00eame en r\u00e9chauffant le four. Les pi\u00e8ces chauffent d'abord \u00e0 l'ext\u00e9rieur, mais elles refroidissent aussi d'abord \u00e0 l'ext\u00e9rieur, ce qui permet au four de r\u00e9agir en cons\u00e9quence\", explique M. Grann.<\/p>\n\n\n\n
Les diff\u00e9rentes lignes de fours sous vide d'Ipsen, associ\u00e9es \u00e0 des syst\u00e8mes PLC modernes, permettent aux utilisateurs finaux de mieux contr\u00f4ler leur processus qu'auparavant. Les lignes TITAN, MetalMaster et TurboTreater ont une large gamme de capacit\u00e9s de trempe en utilisant une conception de flux \u00e0 360 degr\u00e9s qui peut servir des douzaines de processus de traitement thermique diff\u00e9rents. Les lignes sp\u00e9cialis\u00e9es comme le Turbo\u00b2Treater et le VUTK peuvent \u00eatre con\u00e7ues pour r\u00e9soudre des recettes sp\u00e9cifiques et fr\u00e9quemment r\u00e9p\u00e9t\u00e9es qui n\u00e9cessitent un contr\u00f4le important du flux de gaz de trempe, fournissant un refroidissement directionnel du gaz \u00e0 partir de n'importe quel angle \u00e0 l'int\u00e9rieur de la chambre.<\/p>\n\n\n\n
\"Parfois, un flux de gaz unidirectionnel est judicieux. Pensez \u00e0 la trempe d'un long tuyau. Si le gaz s'\u00e9coule simultan\u00e9ment des deux extr\u00e9mit\u00e9s, il se rencontre au milieu et cr\u00e9e une zone morte statique. Un flux de gaz alternant d'une extr\u00e9mit\u00e9 \u00e0 l'autre minimise les diff\u00e9rences de temp\u00e9rature\", explique M. Grann.<\/p>\n\n\n\n
Les options de gaz de trempe directionnels, les contr\u00f4les de pression variables et la surveillance active de la temp\u00e9rature peuvent permettre aux op\u00e9rateurs de s'assurer que les pi\u00e8ces \u00e0 g\u00e9om\u00e9trie simple ou complexe ont le m\u00eame taux de r\u00e9ussite. \"Si vous nous dites ce que vous voulez faire, quel mat\u00e9riau vous utilisez, combien de pi\u00e8ces vous voulez traiter en un jour, une semaine ou un mois - dites-nous ce que vous voulez accomplir, et nous pourrons trouver une solution\".<\/p>\n\n\n\n
Avec une gamme de conceptions de fours et d'options de contr\u00f4le PLC, Grann est certain qu'Ipsen peut concevoir un four pour \u00e0 peu pr\u00e8s n'importe quel proc\u00e9d\u00e9. \"Il y a encore des taux de trempe que nous ne pouvons pas atteindre pour la m\u00eame raison que ma Toyota 4Runner ne peut pas aller \u00e0 240 mph... nous ne pouvons pas vaincre la physique\", pense Grann.<\/p>\n\n\n\n
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Les innovations, telles que celles dont Moller et Grann ont \u00e9t\u00e9 t\u00e9moins au cours de leur carri\u00e8re, sont en grande partie le fruit des efforts d\u00e9ploy\u00e9s pour r\u00e9pondre aux demandes uniques des clients sur un march\u00e9 en constante \u00e9volution.<\/p>\n\n\n\n
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