Aéronautique

Le train d'atterrissage d'un avion est l'ensemble des roues, des pneus, des jantes, des freins et de la suspension associée. D’une part, le train d'atterrissage soutient l'avion pendant le décollage, d'autre part, il est l'un des éléments les plus importants pendant l'atterrissage, car c'est précisément à ce moment-là que des forces importantes agissent sur toutes les pièces du train d'atterrissage. En plus de la charge d’impact, le train d'atterrissage est exposé à des énergies cinétiques et potentielles élevées lors de l'atterrissage.

Des procédés de traitement thermique spécifiques permettent d'améliorer les propriétés de résistance des pièces du châssis.

Les vilebrequins transforment le mouvement linéaire d'un piston en mouvement rotatif. Par conséquent, ils doivent être capables de résister aux sollicitations qui surviennent lors des opérations de vol et ils sont exposés à des forces de compression et de traction ainsi qu'à des forces radiales. Il faut donc s'assurer que le vilebrequin présente une résistance suffisante à la flexion et à la torsion et que les points d'appui ont une bonne capacité de charge. Un traitement de surface ou thermique des vilebrequins peut être nécessaire pour améliorer les propriétés du matériau afin de répondre aux exigences plus élevées du secteur aéronautique. Les procédés thermochimiques appropriés sont la nitruration au gaz R.NIT+^®, la nitrocarburation R.NIT+^®, la nitruration au plasma PLASNIT^® et la cémentation R.CARB+^®. Le stockage d’azote entraîne une augmentation de la résistance et une accumulation des contraintes de compression, ce qui permet d’améliorer la résistance du vilebrequin. Dans le cas de la cémentation R.CARB+^®, la couche superficielle est cémentée afin d’obtenir une résistance plus élevée.

Les roulements sont des composants qui relient les pièces de la machine et qui glissent ou roulent les uns sur les autres. Ils permettent de relier entre eux des éléments mobiles et non mobiles et de transmettre des forces. On distingue les paliers lisses et les paliers à roulements. Dans l'industrie aéronautique, les roulements à billes, à rouleaux ou à aiguilles sont soumis à des charges élevées. En particulier, les éléments roulants et les coussinets de paliers, entre lesquels les éléments roulants sont enfoncés, sont soumis à des contraintes élevées. À long terme, cette charge entraîne une usure et limite ainsi la durée de vie des pièces. Un traitement thermique adéquat, l’association de matériaux à faible frottement et la lubrification permettent ainsi de réduire la résistance générée. Les techniques de trempe RÜBIG nitruration gaz R.NIT+^® et nitruration au plasma PLASNIT^® ou cémentation R.CARB+^® ainsi que la trempe sous vide R.VAC+^® augmentent la résistance des pièces. En outre, les bagues de roulement ne peuvent supporter le roulement constant de l'élément roulant sans être endommagées qu'après un traitement thermique. Un revêtement de surface peut être utilisé pour minimiser le frottement. Les procédés de revêtement dur PLASTIT^® sont particulièrement adaptés à cet effet.

Les arbres à cames commandent les soupapes d'admission et d'échappement des moteurs à combustion interne. Les arbres à cames sont donc exposés à la fois à des charges d'usure et de contact élevées et à des charges de frottement accrues. Une combinaison appropriée de résistance à l'usure, de ténacité et de solidité est ici essentielle. En raison de la géométrie (arbre long, petit diamètre), le composant risque de se déformer pendant le traitement thermique. Les procédés à basse température (<550°C) tels que la nitruration au gaz R.NIT+^® et la nitruration au plasma PLASNIT^® minimisent la déformation thermique qui en résulte.

Les arbres de turbine sont nécessaires pour transmettre les mouvements de rotation et les couples et pour fixer ou monter des pièces rotatives telles que les aubes de turbine. Contrairement aux essieux, les arbres transmettent le couple. Selon la conception du moteur, la structure de l'arbre peut être différente (par exemple, simple, coaxiale, en plusieurs parties). En raison des contraintes élevées, un traitement thermique et une sélection des matériaux appropriés et soigneuse sont essentiels. La technique de trempe RÜBIG propose des procédés de traitement thermique adaptés aux exigences des composants afin d'augmenter la durée de vie et la sécurité des arbres de turbines.

Les soupapes assurent l’étanchéité de la chambre de combustion dans les moteurs d'avion équipés de moteurs à combustion interne. Dans ce cas, on distingue les soupapes d'admission, qui ouvrent la chambre de combustion du moteur de l'avion et les soupapes d’échappement qui ouvrent et ferment la sortie d'échappement. Elles sont contrôlées par un ou plusieurs arbres à cames. Les soupapes fonctionnent sous l'influence de gaz agressifs, de températures extrêmes et sont exposées à des forces de frottement élevées. Il s'agit de pièces soumises à de très fortes contraintes thermiques et mécaniques. Des soupapes défectueuses peuvent entraîner une surchauffe et une fonte dans le compartiment moteur. Le traitement thermique est utilisé pour atteindre un niveau élevé de résistance à l'usure et à la corrosion, de résistance à la chaleur et à l'oxydation, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de ces pièces. Les méthodes suivantes conviennent à cet effet : par exemple, la nitruration au gaz R.NIT+^® et la nitruration au plasma PLASNIT^® ou la cémentation R.CARB+^® ainsi que la trempe sous vide R.VAC+^®.

Les engrenages sont utilisés pour transmettre les couples. La transmission peut avoir lieu sous la forme d'un mouvement rotatif (deux engrenages) ou, associée à une crémaillère, un mouvement linéaire.

Les exigences relatives aux engrenages sont différentes. D'une part, un degré élevé de dureté doit être atteint pour le mouvement de roulement et les forces qui s'exercent sur la surface de la dent ; d'autre part, un noyau résistant est nécessaire pour la transmission de puissance. Les charges d'impact ou les augmentations brusques de couple complètent le profil d'exigences.

Dans les engrenages planétaires, plusieurs engrenages sont installés dans un cadre rotatif qui tournent autour d'une roue solaire située au centre. La roue solaire transfère ensuite l'énergie aux engrenages planétaires. En principe, les engrenages planétaires servent essentiellement de rapports de transmission et sont souvent utilisés dans le secteur aéronautique en tant que réducteurs pour les turboréacteurs (par exemple Boeing 747). Dans ces moteurs, la majeure partie du mouvement d'avance est générée par un ventilateur, qui est contrôlé par un engrenage planétaire.

Le traitement thermique améliore à la fois la résistance et le comportement à l'usure du composant. Les engrenages planétaires sont utilisés pour des rapports de réduction très élevés. Cela impose des charges très élevées sur les engrenages. Ces propriétés peuvent être ajustées à l'aide de procédés de traitement thermique spécifiques. La cémentation R.CARB+^® et la nitruration PLASNIT^® et R.NIT+^® sont particulièrement utilisées à cet effet.

Les cylindres ou les culasses des moteurs d'avion modernes sont en aluminium. Une culasse comprend des canaux d'entrée et de sortie, des soupapes pour les opérations d'échange de gaz, ainsi que des canaux pour le refroidissement de la culasse. Les cylindres, qui servent d’élément de liaison entre le carter et la culasse et constituent en même temps le cadre pour le mouvement de course du piston, sont souvent refroidis exclusivement à l'air et sont par conséquent pourvus d'ailettes de refroidissement. Étant donné que des températures supérieures à 250°C peuvent être atteintes dans la zone de la chambre de combustion, cela peut entraîner une fatigue thermique à long terme. Pour contrer les charges élevées, les valeurs de ténacité et de résistance jouent un rôle décisif. Celles-ci peuvent être homogénéisées au moyen d'un traitement thermique approprié. RÜBIG ALU propose principalement des conditions T6 et T7 pour le traitement thermique des pièces moulées en aluminium. Les conditions T6 et T7 convainquent par leurs temps de passage courts avec la plus haute qualité.