Article

1 - SOLLICITATIONS TRIBOLOGIQUES

2 - PROPRIÉTÉS DES SURFACES

3 - CHOIX D'UN TRAITEMENT OU D'UN REVÊTEMENT DE SURFACE

4 - TRAITEMENTS DE SURFACE

5 - REVÊTEMENTS DE SURFACE

6 - TRAITEMENTS MIXTES

Article de référence | Réf : TRI5100 v1

Traitements et revêtements de surface à usage tribologique

Auteur(s) : René GRAS

Relu et validé le 09 mai 2019

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RÉSUMÉ

En cours de fonctionnement, les surfaces des composants mécaniques sont soumises à des sollicitations de type mécanique, thermique et physicochimique. Pour les composants à fonctions tribologiques, à ces sollicitations s'ajoutent celles générées par les actions de contact, ce qui impose alors des propriétés des couches superficielles supérieures à celles requises pour les matériaux en volume. Les traitements et les revêtements de surface, choisis en fonction des risques majeurs d’endommagement (abrasion, adhésion, érosion…), peuvent apporter aux surfaces une résistance mécanique ou physico-chimique adaptée, sans nécessité à cœur de matériaux onéreux. De nos jours, les avancées technologiques permettent d’offrir un grand choix de possibilités de traitements et de revêtements de surface à usage tribologique.

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ABSTRACT

Treatments and surface coatings for tribological usage

During operations, the surfaces of mechanical components are subjected to mechanical, thermal and physicochemical stress. In the case of components with tribological functions, stress generated by contact actions add up to the above-mentioned stresses which requires that the properties of the surface layers be superior to the ones required for materials in volume. Treatments and surface coatings, chosen according to the major risks of damage (abrasion, adhesion, erosion, etc.) can provide the surfaces with an adapted mechanical or physicochemical resistance without the need for costly materials at core. The current technological advances allow for offering a wide choice of treatments and surface coatings for tribological usage.

Auteur(s)

INTRODUCTION

En cours de fonctionnement, les surfaces des composants mécaniques sont soumises à des sollicitations de type mécanique, thermiques et/ou physicochimique.

Les efforts mécaniques se traduisent par des contraintes qui deviennent maximales près des surfaces ; c'est le cas en sollicitations de flexion ou de torsion. De plus, les irrégularités de surface, forme et rugosité, peuvent entraîner des concentrations de contraintes qui induisent des zones de fragilité supplémentaires.

Les sollicitations thermiques peuvent avoir pour origine l'environnement général ou la chaleur générée par le frottement dans le contact.

Les sollicitations physicochimiques sont le fait des agressions environnementales du milieu extérieur pouvant se traduire par des phénomènes de corrosion ou d'oxydation ou dans certaines circonstances par des phénomènes de fragilisation.

Pour les composants à fonctions tribologiques, à ces sollicitations s'ajoutent celles générées par les actions de contact et qui peuvent être d'origines mécaniques, thermiques, électriques et physicochimiques.

Il importe donc que les propriétés des couches superficielles soient supérieures à celles requises pour les matériaux en volume. Réaliser des propriétés de haut niveau sur tout le volume des composants, exigerait, en effet, des matériaux d'un coût trop élevé et de mise en œuvre difficile ou pourrait même entraîner des inconvénients tels qu'une fragilisation ou un manque de souplesse du composant.

Ces difficultés peuvent être résolues par les traitements ou revêtements des surfaces qui permettent de donner aux surfaces des propriétés leur assurant une résistance satisfaisante aux différents types de sollicitation qu'elles subissent, tout en gardant à cœur des matériaux aux propriétés moins élevées, moins onéreux ou de mise en œuvre plus facile.

Les traitements et revêtements de surfaces ont fait l'objet, au cours des dernières décennies, de développements et modifications qui ont permis d'offrir un choix important de possibilités pour améliorer les propriétés mécaniques des composants, leurs propriétés de résistance aux agressions physicochimiques, ou leurs propriétés pour remplir des fonctions tribologiques. On se propose dans ce dossier de regrouper des éléments permettant de réaliser ce dernier point.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-tri5100


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - PIEUCHOT (A.), BLOUET (J.), GRAS (R.), COURTEL (R.) -   *  -  Méc. Mat. Élec. Gami, Paris, oct. 1964.

  • (2) - CAUBET (J.J.) -   Théorie et pratique industrielle du frottement.  -  Dunod-Technip, Paris (1964).

  • (3) - RABINOWICZ (E.) -   *  -  J. Inst. Met., 95 (1967).

  • (4) - EYRE (T.S.) -   Wear resistance of metals.  -  Treat. on Mat. Sc and Tech., p. 363-442 (1979).

  • (5) - FINNIE (I.) -   Some observations on the erosion of ductile metals.  -  Wear 19, p. 81-90, janv. 1972.

  • (6) - ZUM GAHR (K.L.) -   Microstructure and wear of materials.  -  Tribology Series 10, Elsevier (1987).

  • (7) - LANSDOWN...

NORMES

  • Définition des épaisseurs de traitements de surfaces. - NF EN ISO 2064 -

  • Mesures des épaisseurs de traitements et revêtements de surfaces. - NF EN ISO 1463 -

  • Contrôle de l'adhérence des dépôts. - NF EN ISO 2819 -

  • Ductilité des revêtements. - NF EN ISO 8401 -

  • Essais de corosion. - NF EN ISO 9212 -

  • Projection thermique : mesure de l'adhérence par essais de traction. - NF EN ISO 14916 -

  • Méthode normalisée de mesure de la porosité des revêtements obtenus par projection thermique. - NF EN ISO 26946 -

  • Évaluation des propriétés d'adhésivité/cohésion de plasma pulvérisé sur des revêtements métalliques et inorganiques. - NF...

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