Procédé de fabrication de moules - traitement thermique des pièces

(1) Quel est le traitement thermique ?

Le traitement thermique désigne une technique de transformation thermique des métaux qui modifie la composition chimique et la structure de la surface ou de l'intérieur d'un matériau par chauffage, maintien en température et refroidissement à l'état solide afin d'obtenir les propriétés souhaitées. Le traitement thermique comprend généralement trois étapes : chauffage, maintien en température et refroidissement, et parfois seulement deux étapes : chauffage et refroidissement.

(2) Quel est le type de traitement thermique ?

• Trempe

Il s'agit d'un traitement thermique consistant à chauffer le fer à une température incandescente de 800 à 850 °C, à le maintenir à cette température pendant un certain temps, puis à le plonger rapidement dans l'eau ou l'huile pour un refroidissement rapide. Ce procédé est désigné par l'abréviation HQ dans la table des symboles JIS. Après ce traitement, l'acier devient très dur, mais aussi cassant. C'est pourquoi un revenu est nécessaire après la trempe. De plus, lors du refroidissement pendant la trempe, la dilatation et la contraction de la structure métallique peuvent entraîner des fissures et des déformations ; il convient donc d'être vigilant. Enfin, comme les pièces deviennent très dures après la trempe, cette opération est généralement effectuée après la découpe et les autres usinages, en dernière étape de la fabrication.

• Trempe

Il s'agit d'un procédé consistant à chauffer puis refroidir une pièce trempée. Ce procédé est désigné par le symbole JIS HT. Lors du revenu, la dureté de la pièce diminue légèrement, mais sa fragilité est éliminée, permettant ainsi d'obtenir simultanément dureté et ténacité. Le revenu permet également d'éliminer les contraintes internes (dues notamment à un retrait irrégulier) générées lors d'un refroidissement rapide. On distingue deux types de revenu : le revenu à basse température et le revenu à haute température. Le revenu à basse température consiste à maintenir la pièce à une température de 150 °C à 200 °C pendant une heure, puis à la refroidir à l'air. Le revenu à haute température, quant à lui, consiste à chauffer la pièce à une température de 550 °C à 650 °C, à la maintenir pendant environ une heure, puis à la refroidir rapidement.

• recuit

Le recuit est l'opération inverse de la trempe et sert à adoucir l'acier afin de faciliter son usinage ou d'adoucir la structure durcie par traitement. Il s'agit d'homogénéiser la structure interne de la pièce par chauffage et d'aplanir les aspérités. Il existe plusieurs types de recuit. Selon le type de recuit et la structure de l'acier, la température requise se situe entre 550 °C et 950 °C environ. Dans tous les cas, le chauffage et le maintien à température sont effectués pendant une heure, puis l'acier est refroidi lentement dans le four.

• Normalisation

La normalisation vise principalement à uniformiser la structure irrégulière du fer produite lors de la fabrication des produits sidérurgiques et à l'adapter à l'usinage et à l'emboutissage ultérieurs. Elle est désignée par le symbole HNR dans la table des symboles JIS. Le procédé consiste à chauffer le fer à environ 800 °C à 900 °C, puis à le refroidir à l'air.

(3)Quand les pièces ont-elles besoin d'un traitement thermique ?

• réduire la difficulté de traitement
• améliorer les performances globales des pièces (notamment leurs propriétés mécaniques)
• améliorer la résistance aux chocs des pièces (résistance à l'usure et dureté)
• un grand nombre de soudures sur des composants importants