(pourchaînes à maillons rondsUtilisés dans des applications exigeantes telles que les élévateurs à godets dans les cimenteries et les convoyeurs à cendres/racleurs dans les centrales électriques, ces composants nécessitent une combinaison unique : une dureté de surface élevée pour la résistance à l’usure et un noyau dur et ductile pour résister aux chocs et à la fatigue.
L'objectif est de créer une enveloppe profonde et métallurgiquement saine, parfaitement liée au noyau. Le processus comprend plusieurs étapes critiques :
Étape 1 : Prétraitement (facultatif)
- Processus : Normalisation.
- Objectif : Affiner la structure granulaire et améliorer l'usinabilité/la soudabilité des maillons de chaîne bruts.
- Paramètre de référence : Chauffer les liaisons à 880–920°C et les laisser refroidir à l'air libre.
Étape 2 : Cémentation
Il s'agit du procédé principal au cours duquel le carbone est diffusé en surface. La cémentation gazeuse est la méthode la plus courante et la plus facile à contrôler pour ces applications.
- Objectif : Enrichir la teneur en carbone de la surface, lui permettant de devenir extrêmement dure après trempe.
- Température : 880–930 °C. Un contrôle constant de la température est essentiel pour une profondeur de trempe uniforme.
- Atmosphère : Une atmosphère riche en carbone, généralement un gaz endothermique enrichi en hydrocarbures comme le méthane ou le propane. Le potentiel carbone doit être contrôlé avec précision.
- Potentiel de carbone : Maintenir entre 0,8 et 1,0 % pour obtenir la concentration optimale de carbone en surface et une dureté maximale sans formation excessive de carbures.
- Durée : Déterminée par la profondeur de pénétration souhaitée. La diffusion dépend du temps. Par exemple :
- Pour une profondeur de boîtier de 1,0 mm : Environ 8 à 10 heures.
- Pour une profondeur de boîtier de 1,5 mm : Temps proportionnellement plus long.
- Spécification de profondeur : Pour les chaînes à usage intensif, une profondeur de boîtier importante est requise.
- Règle générale : Les fabricants spécifient souvent une profondeur de cémentation minimale de 0,1 à 0,21 fois le diamètre de la barre.
- Profondeur absolue : Elle varie généralement de 0,5 mm à 2,0 mm, les valeurs de 1,0 à 1,5 mm étant courantes pour les applications de laitier et de ciment.
Étape 3 : Trempe
- Objectif : Transformer la couche superficielle à haute teneur en carbone en une structure martensitique dure et résistante à l'usure.
- Moyen : La trempe à l’huile est le procédé de trempe privilégié pour ces aciers alliés. Elle permet un refroidissement suffisamment rapide pour atteindre une dureté élevée tout en minimisant les risques de déformation et de fissuration associés à la trempe à l’eau.
- Température : On utilise souvent de l'huile préchauffée à 60–80°C pour obtenir une vitesse de refroidissement plus uniforme.
Étape 4 : Trempe
- Objectif : Soulager les contraintes internes induites par la trempe, réduire la fragilité et atteindre l'équilibre final entre dureté et ténacité.
- Température et durée :
- Pour une dureté de surface maximale (par exemple, 58-62 HRC), effectuer un revenu à basse température de 150 à 200 °C pendant 1 à 2 heures.
- Si une dureté légèrement inférieure mais une ténacité supérieure est requise, une température de revenu de 400 à 450 °C peut être utilisée.
Étape 5 : Après le traitement (facultative mais recommandée)
Grenaillage : ce procédé consiste à bombarder la surface de la chaîne avec de petites billes sphériques, induisant des contraintes résiduelles de compression. Cela améliore considérablement la résistance à la fatigue, un facteur essentiel pour les chaînes soumises à des charges cycliques répétées.
Mesure de la profondeur du boîtier
Il s'agit du test le plus critique pour garantir que la couche cémentée est suffisamment profonde pour résister à l'usure sans que le boîtier ne s'effondre sous la charge.
- Profondeur de traitement effective : Il s'agit de la distance perpendiculaire entre la surface et un point où la dureté atteint une valeur spécifique, généralement 550 HV (ou 52 HRC).
Procédure : Une section transversale d’un maillon de chaîne est polie, attaquée (souvent au nital) et examinée au microscope. Des empreintes de microdureté sont réalisées afin de déterminer la profondeur exacte à laquelle la dureté chute à 550 HV.
- Critères d'acceptation : La profondeur de boîtier effective mesurée doit respecter la valeur minimale spécifiée (par exemple, ≥ 1,0 mm ou selon la règle « 0,1 x diamètre ») et être uniforme sur toute la circonférence de la liaison.
Analyse métallurgique
Microstructure : Un microscope métallurgique est utilisé pour examiner la section transversale après attaque chimique. L’objectif est de vérifier la présence d’une structure martensitique à grains fins, avec une transition progressive vers une structure à cœur dur. Il ne doit pas y avoir de réseau significatif de carbures aux joints de grains, susceptibles d’entraîner une fragilité.
Essais mécaniques
- Force de rupture : Les chaînes d'échantillon sont tirées jusqu'à rupture dans une machine d'essai de traction pour vérifier qu'elles respectent ou dépassent la charge de rupture minimale spécifiée par des normes comme DIN 764 ou DIN 766 pour la nuance concernée (par exemple, nuance 2 ou 3).
Date de publication : 23 mars 2026
