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Nitruration gazeuse - R.NIT+®

RÜBIG R.NIT+®

R.NIT+® représente les procédés de nitruration en phase gazeuse et les procédés similaires haut de gamme. Les procédés R.NIT+® se distinguent par leur extrême flexibilité, leurs excellentes valeurs en matière de résistance à l'abrasion et à la corrosion ou par leurs propriétés améliorées pour répondre aux exigences dans le secteur des charges de glissement et de roulement.

Vous êtes intéressés par nos procédés de nitruration gazeuse?

N'hésitez pas à nous contacter. 

Les procédés suivants sont à la disposition des clients RÜBIG :

 

Vous trouverez tous les détails concernant ces procédés dans leur fiche technique à télécharger (lien)

Avantages des procédés R.NIT+® pour vos pièces


  • Temps d'usinage courts
  • Augmentation de la protection anticorrosion grâce au Gasox®
  • Nitruration sans précipitation pour des applications individuelles
  • Reproduction en série avantageuse grâce à un taux d'enfournement élevé

Nitruration en phase gazeuse

Lors de la nitruration au gaz, l'azote est mis à disposition sous forme d'ammoniac gazeux. Le processus est effectué dans des fours à cuve et des fours à hotte à une température située entre 500°C et 600°C. Lors de la décomposition chimique de l'ammoniac sur le composant, l'azote se diffuse dans la surface et une couche de diffusion ainsi qu'une couche blanche se forment.  Il n'est pas possible de nitrurer des surfaces métalliques passivées et il convient d'accorder beaucoup d'importance au nettoyage des pièces avant le traitement.  Les aciers faiblement et moyennement alliés peuvent être nitrurés.

La durée du procédé et la température ont une influence directe sur le résultat. La maitrise ciblée du processus peut influencer la trempe, la trempe par nitruration et l'épaisseur de la couche. L'enrichissement supplémentaire de la surface en carbone s'appelle la trempe par nitruration et cémentation. Une post-oxydation est également possible. Elle peut être effectuée lors du processus de refroidissement ou séparément. Un système moderne de gestion de processus garantit une excellente reproductibilité par la surveillance et la documentation. Les processus standard proposés chez RÜBIG sont la nitruration courte, la nitruration normale et la nitruration longue. Bien entendu, nous procédons également à des traitements par nitruration répondant aux exigences du client. N'hésitez pas à nous contacter pour nous communiquer vos exigences en matière de nitruration.

Nitruration

Le traitement thermique qu'est la nitruration fait partie des procédés de traitement thermochimique. La surface de la pièce à usiner est modifiée chimiquement en insérant de l'azote par diffusion. Si on ajoute encore du carbone à l'azote dans le gaz de processus, on parle alors de trempe par nitruration et cémentation. L'azote entraine une augmentation de la trempe en établissant une liaison, en l'occurrence les nitrures spéciaux, avec des éléments tels que l'aluminium, le chrome ou le vanadium. Au cours du processus, aucune transformation structurelle n'a lieu dans le noyau (formation de martensite comme lors du processus de cémentation ou de trempe sous vide), ce qui n'entraine que des déformations minimes de la pièces à usiner. La trempe est également augmentée par l'insertion interstitielle d'azote dans la structure en réseau du fer, sa concentration dans l'augmentation de la trempe étant cependant minime. Avec du fer, l'azote peut également former une nouvelle phase qui croît de préférence sur la surface de la pièce à usiner, la fameuse couche blanche. Cette couche présente les mêmes propriétés qu'une couche céramique. Elle entraine une amélioration de la résistance à l'usure et une légère augmentation de la résistance à la corrosion. Cette couche est principalement composée de deux types de nitrures, le Fe4N (nitrure γ‘) et le Fe2-3N (nitrure ε).  

La durée et la température du procédé influencent le degré de pénétration de l'azote dans la surface de l'acier. La profondeur de l'azote est généralement déterminée par un mesurage du procédé de trempe au cours duquel la profondeur de trempe par nitruration est mesurée. Les procédés de nitruration suivants permettent de traiter les composants : Nitruration au bain de sel (Procédé PQP, Tenifer, ...), nitruration au gaz et nitruration au plasma. La nitruration au bain de sel n'est pas proposée chez RÜBIG pour des raisons écologiques.  

Si une augmentation plus importante de la résistance à la corrosion est nécessaire, une oxydation de la surface des pièces à usiner peut être effectuée après le procédé de nitruration. La couche blanche produite lors de la nitruration est transformée en oxydes ferreux à la surface. La stabilité chimique de la liaison d'oxydes ferreux complique le procédé de corrosion. Aciers adaptés pour les procédés de nitruration : Aciers de construction, aciers d'amélioration, aciers pour travail à chaud et aciers à outils. L'important est que la température de revenu des matériaux soit supérieure à la température de nitruration.

Les aciers résistants à la corrosion peuvent être nitrurés dans des installations à plasma. Pour ces matériaux, il convient de faire particulièrement attention aux propriétés résultantes des matériaux (trempe, profondeur de trempe par nitruration et résistance à la corrosion). Pour plus d'informations à ce sujet, n'hésitez pas à nous contacter.

Nitruration au gaz GASOX®

Lorsque la couche de nitruration ne satisfait pas encore vos exigences, une amélioration secondaire de la résistance à la corrosion et du coefficient de frottement peut être obtenue grâce à une post-oxydation (directement dans le procédé de nitruration ou comme procédé séparé). Lors de la post-oxydation ciblée, la couche de nitrures de fer sur la surface de la pièce à usiner est transformée en une couche d'oxydes ferreux grâce à l'atmosphère oxydante (p.ex. par l'ajout de H2O ou d'O2). Le choix judicieux de la température, de la durée et de l'atmosphère peut multiplier par 10 la résistance à la corrosion par rapport à la couche nitrurée. La surface des pièces à usiner oxydées est de couleur anthracite et possède un coefficient de frottement plus bas que les surfaces nitrurées.

 

 

Informations techniques

  • Dimensions maximales: Ø 850mm x 2.000 mm profondeur 
  • Temperaturé: à 600°C

 

Plus d'informations sur demande en vertu de ht.office[at]rubig[dot]com.

 

 

Nitruration gazeuse (NG) des aciers résistants à la corrosion

Le maintien de la résistance à la corrosion est le mot-clé essentiel à la nitruration gazeuse des aciers inoxydables. La couche passive, qui se forme normalement à partir d’une teneur en chrome d’environ 12 %, est responsable de la résistance à la corrosion de ces matériaux. Néanmoins, cette couche passive doit être brisée afin de nitrurer la surface sous-jacente - c’est le grand défi que nous devons relever. Il y a plusieurs façons de le faire: sablage à sec et par voie humide, décapage, bains d’immersion au sel fondu ou réduction chimique. Une autre tâche consiste à maintenir la résistance à la corrosion par un traitement thermochimique des composants en cours d’utilisation. Une perte possible résulte de la réaction du chrome pendant le traitement thermique avec l’azote afin de former des nitrures ou avec le carbone pour former des carbures. Le chrome ainsi lié cesse d’être disponible pour la formation de la couche passive par réaction avec l’oxygène. RUBIG a réussi à développer un procédé qui assure une rupture temporaire de la couche passive au cours de la nitruration, mais garantit toujours la formation de la couche passive en cours d’utilisation.

 

Aciers martensitiques, austénitiques, ferritiques et duplex

 

Les aciers résistants à la corrosion sont divisés en quatre sous-groupes selon leur composition chimique et leur structure :

  • Les aciers martensitiques ont une teneur en chrome de 12 à 18 % et une teneur en carbone de plus de 0,05 %
  • Les aciers austénitiques ont une teneur en chrome de 17 à 25 % et une teneur en nickel (Ni) de plus de 8 %
  • Les aciers ferritiques ont une teneur en carbone inférieure à 0,1 % et une teneur en chrome supérieure à 13 %
  • Les aciers duplex sont une combinaison d’aciers austénitiques et ferritiques

Le défi consistant à soumettre ces aciers à un traitement thermochimique réussi dépend, notamment, du groupe d’aciers. La conséquence est donc la nécessité d’un contrôle adéquat du processus en tenant compte des matériaux/composants à nitrurer.

 

Les installations RUBIG - la fiabilité des processus la plus élevée

 

Les systèmes RUBIG GASCON K2 permettent à la fois la nitruration et la nitrocarburation au gaz des aciers résistants à la corrosion. Outre le maintien de la résistance à la corrosion après le processus de nitruration, la conception et le développement sont avant tout axés sur la sécurité (des installations). Des systèmes de surveillance et des fonctions de contrôle les plus modernes sont utilisés afin de surveiller, à tout moment au cours du processus, la concentration des gaz chimiques. Un interrupteur à clé sert d’instance de sécurité supplémentaire. Il doit être déclenché par l’opérateur de l’installation afin d’enclencher la réduction chimique de la couche passive. En cas de panne de l’alimentation électrique ou des moyens d’alimentation importants pour la sécurité, l’alimentation en gaz est immédiatement interrompue et l’installation est remplie d’azote et refroidie.

 

Les installations RUBIG sont disponibles dans les versions suivantes : Brochure ou visitez le site Web RUBIG Ingénierie

 

Faits en bref

 

Températures de traitement300-450 °C
Épaisseur de couche1-30 µm (S-Phase; Austénite expansée; Zone de diffusion)
Dureté des couches600 - 1 600 HV (selon le matériau et la procédure d’essai)

 

Exemples d’aciers inoxydables

Les aciers martensitiques:1.4122, X39CrMo17-1; 1.4104, X14CrMoS17, AISI 430F
Les aciers austénitiques:1.4571, X6CrNiMoTi17-12-2, AISI 316Ti; 1.4301, X5CrNi18-10, AISI 304