Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article décrit les caractéristiques mécaniques du régime poches-plateaux où coexistent le long de l’interface des poches de lubrifiants d’épaisseur significative, de l’ordre du micromètre, et sur la partie complémentaire de l’aire apparente de contact des filmstrès minces, d'une épaisseur de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres.Les caractéristiques de ces films minces engendrés par la réactivité chimique des additifs du lubrifiant sont ensuite présentées.
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This article describes the mechanical characteristics of the pockets-plateaus scheme, where lubricant pockets of significant thickness- in the micrometer range- coexist along the interface and extremely thin films, some tens of nanometers thick, can be found on the complementary part of the apparent contact area . This article then proceeds to presenting the characteristics of these thin films produced by the chemical reactivity of the lubricant additives.
Auteur(s)
-
Éric FELDER : Ingénieur Civil des Mines de Paris - Docteur ès Sciences - Maître de Recherches Groupe Surfaces et Tribologie CEMEF (Centre de Mise en Forme des Matériaux) UMR 7635 CNRS – École des Mines de Paris
INTRODUCTION
Ce dossier doit se lire à la suite du fascicule [M 3 017] consacré à la description du régime de lubrification par films épais. Dans cette partie, nous décrivons, sur un plan mécanique, les caractéristiques du régime poches-plateaux (mixte) où coexistent le long de l'interface :
-
des poches de lubrifiants d'épaisseur significative (de l'ordre du micromètre) ;
-
et sur la partie complémentaire de l'aire apparente de contact des films très minces (épaisseur de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres).
Ensuite, nous précisons les caractéristiques de ces films minces engendrés par la réactivité chimique des additifs du lubrifiant.
Cet exposé se compose de quatre dossiers :
-
[M 3 018] Régime de lubrification mixte
Les symboles utilisés dans ce texte ont, pour la plupart, été introduits en [M 3 015]. Le lecteur se reportera à son tableau de symboles.
Les références bibliographiques sont données dans la fiche « Pour en savoir plus » : Lubrification en mise en forme- Régime de lubrification mixte[Doc. M 3 018].
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Régime poches-plateaux ou mixte : aspects mécaniques2. Régime poches-plateaux ou mixte : aspects physico-chimiques
2.1 Additifs et réactivité de surface du « métal »
2.1.1 Modes d'action et nature des additifs
L'expérience montre que l'addition, en petite quantité, au lubrifiant de certains composés chimiques, dits additifs de lubrification, diminue le frottement et la vitesse d'usure. Leur action est chimique; de ce fait, elle est très spécifique de la composition chimique des corps en présence et dépend principalement de la concentration c de l'additif dans le lubrifiant et de la température θ. On distingue deux types principaux de mode d'action des additifs (figure ) :
-
l'adsorption à la surface des corps solides pour former un tapis protecteur de faible épaisseur (1 à 5 nm) : la force de la liaison formée est caractérisée par l'enthalpie de liaison ; le processus d'adsorption est réversible et une élévation de température produit la désorption et le retour des molécules adsorbées dans la base. A priori, ce mode d'action ne requiert qu'une très faible concentration en additif et, idéalement, est stable dans le temps si l'additif n'évolue pas chimiquement du fait d'une élévation de température excessive ;
-
la réaction chimique avec les atomes des surfaces solides qui produit de manière irréversible un film lubrifiant solide protecteur d'épaisseur plus ou moins grande ; ces réactions sont thermiquement activées et consomment l'additif : les performances du lubrifiant se dégradent donc progressivement si on ne le remplace pas régulièrement.
Le phénomène d'adsorption concerne tous les composés présents dans le lubrifiant, y compris la base : il y a donc en général co-adsorption, la concentration superficielle de chaque composé et la stabilité du film qu'il forme augmentant avec son enthalpie d'adsorption. La formation par adsorption de films superficiels très minces, outre son caractère protecteur des corps solides, modifie les propriétés de mouillage de la surface métallique et peut donc avoir d'autres conséquences intéressantes. Ainsi, la dispersion d'huile dans l'eau pour former une émulsion nécessite l'addition d'un agent émulsifiant qui, en se localisant...
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Régime poches-plateaux ou mixte : aspects physico-chimiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FELDER (E.) - Interactions métal-cylindres en laminage. - Cahiers CESSID 85-171, Maizières les Metz, 166 p. (1985).
-
(2) - FELDER (E.) - Tribologie de l'emboutissage. - [BM 7 535] Techniques de l'Ingénieur (1994).
-
(3) - SUTCLIFFE (M.P.F.) - Surface asperity deformation in metal forming processes. - Int. J. Mech. Sci., 30, no 11, p. 847-868 (1988).
-
(4) - KUDO (H.) - A note on the role of microscopically trapped lubricants at the tool work interface. - Int. J. Mech. Sci., 7, p. 383 (1965).
-
(5) - EMMENS (W.C.) - The influence of surface roughness on friction. - InControlling sheet metal forming processes, Proc. 15th Bienn. Congr. of IDDRG Deadborn, American Soc. For metals, Metals Park Ohio, p. 63-70, mai 1988.
-
(6) - FERRON (M.) - La lubrification dans le formage des métaux en feuilles –...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
-
Sites généraux sur la productique et la mise en forme
-
Annuaires généraux de sociétés proposant des lubrifiants pour la mise en forme
-
Sites de sociétés proposant des lubrifiants pour la mise en forme
Acheson Company http://www.achesonindustries.com
Castrol International http://www.castrol.com
Chemetall Foote Corporation http://www.chemetall.com/
Chemtool Inc./Metalcote http://www.chemtool.com
Condat Corporation http://www.condatcorp.com
Fuchs Lubricants Company http://www.fuchs.com
Fuchs http://www.fuchs-oil.de
HEF, France http://www.hef.fr/
Houghton International Inc. http://www.houghtonintl.com
Kluber Lubrication http://www.kluber.com
Metal...
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