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Automobile

Introduction

L'industrie automobile est un moteur économique mondial important. Les exigences et les contraintes auxquelles sont soumis les composants de ce secteur augmentent chaque jour. Des sujets tels que le confort de conduite, la durée de vie et l'environnement sont aujourd’hui plus importants que jamais. Afin de répondre à ces exigences élevées, il est important que les composants métalliques qui sont utilisés en grande quantité dans l'industrie automobile (blocs moteurs, arbres, culasses, engrenages, etc.) reçoivent le traitement thermique correct qui leur est spécifique. RÜBIG se veut le spécialiste dans la fourniture de composants avec le traitement thermique approprié en fonction de leur profil d'application afin de répondre aux exigences élevées.

Composants

Arbres de transmission / Joints

Ces composants transmettent le couple de la boîte de vitesse aux roues. On distingue les arbres d'entraînement rigides et mobiles, les arbres mobiles étant également appelés arbres à cardan. Les arbres de transmission, notamment, sont des composants automobiles pour lesquels un niveau élevé de sécurité est requis, car une défaillance en cours de fonctionnement peut entraîner des accidents graves. Afin d'augmenter la durée de vie de ces composants et ainsi de contrer l'usure, ils sont traités thermiquement. Selon le domaine d'application et les besoins du client, des procédés de traitement thermique coordonnés sont utilisés à cet effet. La cémentation R.CARB+®, la trempe sous vide R.VAC+®, la cémentation sous vide UDAK (carburation sous vide) ou la nitruration au plasma PLASNIT® ainsi que la nitruration au gaz R.NIT+® sont particulièrement adaptées.

Suspensions

Une suspension de roue sert de liaison entre la carrosserie du véhicule et la roue correspondante et contient des éléments de guidage. Elles assurent un comportement de conduite sûr, amortissent les irrégularités de la route et atténuent la transmission du bruit. Les pièces des suspensions sont les supports de roue, les bras de contrôle, les joints, les ressorts et les amortisseurs. Afin de garantir une longue durée de vie des composants, ces derniers sont traités thermiquement. Les méthodes suivantes sont particulièrement adaptées à cet effets : Cémentation R.CARB+® (cémentation et trempe sous gaz inerte) et trempe sous vide R.VAC+®.

Pièces d'accouplement

L'embrayage veille à ce que le couple approprié atteigne les roues. Une partie de l'embrayage est le plateau de pression, qui fonctionne avec le volant et le disque d'embrayage comme un système de friction. Le plateau de pression d'embrayage est boulonné directement sur le carter d'embrayage et, après un changement de vitesse, il provoque le renvoi du couple moteur vers l'arbre de la boîte de vitesses. Un plateau de pression dans l'embrayage actionne l'embrayage lui-même et est soumis à des contraintes d'usure élevées. Les supports de lamelles font également partie de l'embrayage ; on distingue les supports de lamelles intérieurs et extérieurs. Une bonne résistance et ténacité sont essentielles en raison des contraintes auxquelles ces composants sont soumis. Le traitement thermique suivant convient à cet effet : Nitruration au plasma PLASNIT®.

Culbuteur

Les culbuteurs sont utilisés pour changer la direction d'une force. Dans les moteurs à combustion, le culbuteur déplace les soupapes d'entrée et de sortie et fonctionne comme une bascule. Le levier est exposé à des forces dynamiques et à des charges thermiques élevées. Afin d'améliorer la durée de vie et la résistance du composant, un traitement thermique est essentiel. Les méthodes suivantes sont adaptées à cet effet : Nitruration au gaz R.NIT+® et nitruration au plasma PLASNIT® ou cémentation R.CARB+® ainsi que revêtements durs PLASTIT®.

Vilebrequins

Les vilebrequins transforment le mouvement linéaire d'un piston en mouvement rotatif. Ils doivent donc être capables de résister aux sollicitations qui surviennent lors du fonctionnement du moteur et 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 des vilebrequins peut être nécessaire pour augmenter la résistance du matériau dans la couche superficielle et améliorer le comportement à l'usure. 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 la cémentation R.CARB+®, la couche superficielle est cémentée, ce qui est principalement utilisé dans les sports de courses.

Roulement

Les roulements sont des composants qui relient les pièces de la machine et qui glissent ou roulent les uns sur les autres. Ils transfèrent les mouvements et transmettent les forces. À cet effet, on distingue les paliers lisses et les paliers à roulements. Dans l'industrie automobile, les roulements à billes, à rouleaux ou à aiguilles sont soumis à des charges 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 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.

Moyeux

Les moyeux sont des éléments de machine qui sont poussés sur des arbres, des axes ou des tourillons. Dans un véhicule, le moyeu de roue constitue le centre de la roue et tourne autour de son propre axe. Les moyeux étant soumis à de fortes charges, le traitement thermique sert à prolonger la durée de vie du composant. De bonnes propriétés d'usure et de résistance sont importantes dans ce cas et elles peuvent être obtenues grâce aux processus de traitement thermique suivants : Cémentation R.CARB+® (cémentation, trempe sous gaz inerte) et trempe sous vide R.VAC+® (UDAK).

Arbres à cames

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.

Soupapes

Les soupapes assurent l'étanchéité de la chambre de combustion. On distingue à cet effet les soupapes d'admission, qui ouvrent la chambre de combustion du moteur et les soupapes d’échappement qui ouvrent et ferment la sortie d'échappement. Celles-ci sont contrôlées par un arbre 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+®.

Arbres

Les arbres sont nécessaires pour transmettre les mouvements de rotation et les couples et pour fixer ou monter des pièces rotatives. Contrairement aux essieux, les arbres transmettent le couple. Dans le secteur automobile, il s'agit notamment de vilebrequins, des arbres à cames, des arbres à cardan, des arbres homocinétiques et des arbres à doubles articulation. 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 de prolonger la durée de vie des pièces.

Engrenages / Engrenages planétaires

Les engrenages sont utilisés pour transmettre le couple d'un moteur à l'unité d'entraînement. L'exigence pour les engrenages est qu'ils ne doivent pas se briser, même sous une contrainte extrême. Afin de résister aux chocs ou de pouvoir céder de manière élastique en cas d'augmentation brutale du couple, les dents nécessitent à la fois une certaine résistance sur le bord et une ténacité à l'intérieur.

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. Les engrenages planétaires servent essentiellement de rapports de transmission, d'engrenages de division ou sommateur ou font partie d'une transmission automatique.

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.

Culasses

Les culasses des moteurs modernes sont fabriqués en aluminium. Une culasse comprend des canaux d'entrée et de sortie, des soupapes pour les opérations d'échange de gaz et des conduits à huile pour la lubrification de la commande des soupapes. Dans les moteurs à refroidissement par eau, les conduits de refroidissement, dans les moteurs à essence, les bougies d'allumage et dans les moteurs diesel, les injecteurs et les bougies de préchauffage sont situés dans les culasses. 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.