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Prolonger la durée de vie des équipements de formage de métaux

Des chercheurs financés par l'UE ont conçu de nouveaux matériaux et méthodes de traitement de surface, destinés aux machines de formage de métaux. Ils devraient prolonger la durée de vie et réduire les coûts de fabrication.
Prolonger la durée de vie des équipements de formage de métaux
L'industrie utilise très largement des composants métalliques. Ils sont fabriqués entre autres par emboutissage et coulée sous pression.

L'emboutissage est un processus de mise en forme d'une pièce métallique par martelage sous des forces élevées entre deux matrices, comme dans le processus classique du marteau et de l'enclume. La coulée sous pression utilise de hautes pressions pour introduire un métal fondu dans un moule et lui faire prendre la forme voulue.

Vu les conditions particulièrement sévères d'utilisation des matrices et des moules, on durcit leur surface par diverses méthodes afin d'augmenter leur résistance à l'usure et donc leur durée de vie. Citons ainsi un alliage par laser, suivi d'une nitruration ou nitrocarburation.

L'alliage par laser utilise des sources laser focalisées pour fondre un revêtement en poudre métallique aux propriétés particulières, et l'intégrer à d'autres métaux (un alliage est un mélange de plusieurs métaux). La nitrocarburation et la nitruration sont des traitements thermiques qui durcissent la surface du métal en y introduisant de l'azote, respectivement avec ou sans carbone et oxygène.

Les chercheurs du projet européen FORBEST («Increased service lifetime of forging tools by combined surface treatments») se sont attachés à mettre au point de meilleurs traitements de surface, basés sur de nouveaux processus et compositions de matériaux et utilisant l'alliage laser et la nitruration, pour prolonger la durée de vie des matrices d'emboutissage et des moules de coulée sous pression en aluminium.

L'équipe a étudié de nouveaux additifs et leurs propriétés dans le cadre d'un processus d'alliage laser, sur des échantillons de structure simple. Après l'application de l'alliage laser, les chercheurs ont effectué une nitruration ou une nitrocarburation par plasma.

Les chercheurs ont alors appliqué les nouveaux traitements de surface à certains moules et matrices, optimisant les paramètres en fonction de chaque utilisation et comparant les traitements et leurs combinaisons avec des méthodes classiques, en termes techniques et économiques.

Les matériaux et les techniques mis au point par FORBEST ont été jusqu'à tripler la durée de vie des matrices et moules, avec une meilleure résistance à l'usure et un moindre coût de fabrication.

Les nouveaux matériaux et les processus modifiés conçus par le projet FORBEST dans ce domaine ont le potentiel de renforcer la compétitivité des fabricants européens dans ce secteur très important.

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