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Revêtements autolubrifiants

Les systèmes de transmission de mouvement, tels que les boîtes de vitesses et les vis à billes, d'un emploi très courant dans l'industrie aérospatiale et dans l'usinage industriel, doivent tourner à haute vitesse. Des liquides hydrauliques sont utilisés pour prévenir les défauts de contact de surfaces métalliques en mouvement relatif. Les revêtements autolubrifiants ont été conçus pour réduire la quantité de liquides hydrauliques utilisées, minimisant ainsi la production de déchets et les coûts de leur élimination.

Technologies industrielles

Pour prévenir l'usure et la détérioration de systèmes de transmission de mouvement à haute contrainte, on utilise des liquides hydrauliques comme lubrifiants. C'est au moment de la mise en route ou de l'arrêt que les moteurs nécessitent le plus de lubrifiant, car c'est à ce moment là que le régime de lubrification élasto-hydrodynamique nécessite des quantités pléthoriques de liquide hydraulique. Bien que durant le temps restant de l'exploitation normale il n'y ait nul besoin de telles quantités, il n'y a pas moyen de s'en passer. Cet excès de liquides se traduit naturellement par une résistance frictionnelle accrue et restreint la vitesse de marche effective maximale du système mécanique. Les liquides hydrauliques deviennent, après usage, une source de déchets majeure, difficile et onéreuse à éliminer. Des revêtements haute résistance à faible frottement peuvent réduire substantiellement les quantités de liquides hydrauliques utilisées. Le projet en question a développé deux revêtements, l'un à base de carbone et l'autre à base de MoS2, qui peuvent être appliqués aux composants mécaniques, tout en pouvant être utilisés pour les outils de formage et de découpage. Les revêtements sont pulvérisés au magnétron et peuvent être déposés pour enduire des géométries complexes. Leurs propriétés, comparées aux revêtements durs traditionnels TiN ou TiC, sont supérieures. Ils présentent un frottement réduit et un faible taux d'usure à contraintes extrêmement élevées ainsi que de très bonnes propriétés tribologiques dans l'huile minérale ordinaire et dans les environnements secs. Ils peuvent être utilisés avec moins de lubrifiant, voire sans liquide lubrifiant. Les conséquences immédiates sont une longévité accrue des composants, une diminution de l'énergie consommée du fait du frottement réduit et une réduction des risques pour l'environnement puisque les quantités de liquides utilisées sont minimisées. Le projet propose également une nouvelle génération de vis à billes faites d'éléments enduits de matériau autolubrifiant à base de MoS2, disponibles pour démonstration et test. Ces systèmes de vis à billes, soumis à un facteur DN de 120 000mm/rpm, ont présenté une augmentation de température d'environ 35 degrés Celsius dans l'écrou. Lorsque la température est limitée à 25 degrés Celsius en raison de l'extrême précision requise pour le positionnement, le facteur DN correspondant peut monter à 90 000.

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