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Hightech by Gerster:

SolNit-A®.SolNit-M®.

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Hightech by Gerster:Les nouveaux procédés contre la corrosion et l’usure.

La demande d’un procédé de durcisse-ment des aciers inoxydables, pour améliorer leur durée de vie lorsqu’ils sont soumis à de fortes sollicitations, notamment d’usure, existe depuis fort longtemps. Dans la plupart des cas de figure, il ne s’agit pas seulement d’attein-dre une dureté plus élevée, mais également d’améliorer la résistance à la corrosion.Avec les procédés récemment développés SolNit-A et SolNit-M, ces exigences sont maintenant remplies dans divers domaines.

Les avantages.e La résistance à la corrosion et à l’usure

des aciers inoxydables sont améliorées par les traitements SolNit.

e Grâce à une trempe gazeuse douce, déformation moindre.

e La surface se maintient sous ses propres contraintes de compression.

e La profondeur de nitruration est réglable, selon l’application, entre 0,� et 3 mm.

e Pas d’oxydation superficielle (atmosphère d’azote).

e La dureté des perçages et des rétrécissements est régulière sur toute la profondeur.

e Le procédé n’est ni toxique, ni explosif.

Les installations de traitement.e Plusieurs fours sous vide.e Pression d’azote réglable entre �00

et 3000 mbar (absolue).e Trempe avec surpression d’azote

jusqu’à �0 bars.e Dimensions utiles: longueur 900 mm,

largeur 900 mm, hauteur 750 mm.

3

Installation de traitement SolNit.

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Hightech by Gerster:En quoi consiste le traitement SolNit?

SolNit-A et SolNit-M sont des traitements de diffusion thermochimiques. Il s’agit de nitrurer superficiellement des aciers inoxydables. Ces procédés rendent possibles de nouvelles combinaisons de propriétés. Dépendant de la composition de l’acier et de la teneur en azote que l’on a pu obtenir par diffusion, on cons-tate après refroidissement:e une surface cémentée de martensite

dure après traitement SolNit-M, ou,

e une surface austénitique très résistante mécaniquement et d’une grande ductilité, après traitement SolNit-A.

SolNit-A. Les aciers austénitiques comme le �.�30�, les aciers duplex ferritique-austénitiques comme le �.��6� ou les aciers martensi-tiques doux comme le �.���8, peuvent subir ce procédé. On obtient ainsi une surface austénitique avec une teneur élevée en azote, ductile, résistante à la corrosion et résistante mécaniquement. Cette combinaison de propriétés est nouvelle et conduit à une excellente résistance à l’érosion en milieu agressif.

SolNit-M.Ce traitement concerne les aciers marten-sitiques ou ferritique-martensitiques contenant du Cr ou du CrMo, comme par exemple le �.�0��. On peut ainsi obtenir une surface dure avec une âme ductile tout en conservant, voire même en amé-liorant dans certains cas, la bonne résis-tance à la corrosion. On peut également parler d’une cémentation avec de l’azote. Les valeurs de dureté atteintes se situent entre 660 et 700 HV (58 à 60 HRC). Un tel procédé n’a jusqu’à présent jamais été disponible sur le marché.

Les limites de la nitruration.Les aciers inoxydables peuvent être nitrurés par plasma ou en milieu liquide. Cela est automatiquement accompagné d’une précipitation de nitrures dans la phase ferritique, respectivement austénitique. Ces nitrures consomment du chrome et affaiblissent ainsi la résistance à la corrosion.Par contre, les procédés SolNit-A et SolNit-M laissent pénétrer dans la surface des aciers inoxydables de l’azote en solu-tion solide à des températures entre �050 et ��50 °C. Le refroidissement est ensuite si rapide que la précipitation des nitrures en est rendue impossible.

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Pièces de tournage en acier n° 1.4104

traitées par SolNit-M.

Flasque en acier n° 1.4435

traitée par SolNit-A.

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Hightech by Gerster:Les applications pratiques.

SolNit-A.Ce traitement a été appliqué à des aciers austénitiques (�.�30�, �.��35 et autres) dans les domaines d’activité suivants:e technique médicalee chirurgie dentairee implants, en particuliers des plaques

et des vise industrie chimiquee fabrication du papiere industrie textilee construction de pompes et de

compresseurse industrie alimentairee pièces pour les appareils ménagerse construction automobilee etc.

Cônes de régulation.Des cônes de régulation en acier austéniti-que �.��35 sont utilisés dans différentes vannes pour des installations dans le domaine de l’industrie alimentaire. Les versions améliorées par d’autres procédés conduisent à une rupture prématurée. Grâce au traitement SolNit-A la durée de vie des cônes de régulation a pu être sensiblement allongée(voir graphique ci-dessous).

Courbe d’évolution de la dureté des cônes de régulation

SolNit-M.Les principaux aciers traités jusqu’à présent avec SolNit-M sont le �.�0��, �.�0��, �.��0� et �.�0�6 pour les applica-tions suivantes:e aciers de décolletage pour des pièces

soumises à un milieu corrosif dans la construction de machines

e engrenagese pièces en vrac telles que vis, boulons

et goupillese construction navalee technique médicalee instruments chirurgicaux de coupe

ou autree construction de pompes et compres-

seurse accessoires pour conduite d’eau ou

de vapeure instruments de cuisinee construction de turbines à eau

ou vapeure appareils pour l’industrie du papier,

du textile ou pour les laiteries

Engrenages.Engrenages, Ø �30 mm, module �,5, en matériau �.�0�� présentent après traite-ment SolNit-M des duretés de surface de 59 HRC, avec des valeurs à cœur de �5 HRC. La profondeur de la couche nitrurée est de 0,6 mm. En plus de l’amélioration de la résistance à la corrosion, la diffé-rence de �30 HV (�� HRC) entre la surface et le cœur amène à une répartition des contraintes interne qui agit favorable-ment sur la résistance à la fatigue (voir graphique p. 7).

Distance par rapport à la surface [mm]

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Courbe d’évolution de la dureté des cônes de régulation Courbe d’évolution de la dureté des roues dentées.

Distance par rapport à la surface [mm]

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Hightech by Gerster:Les applications pratiques.

Les paramètres du procédé.Les traitements SolNit sont effectués dans des fours sous vide spécialement équipés. L’exigence est que le four puisse être chauffé par convection jusqu’à une tem-pérature de ��00 °C. La pression d’azote doit pouvoir être réglée entre �00 et 300 mbars (valeur absolue) avec une précision de ±�0 mbars. En ce qui concerne la tem-pérature de nitruration, une régularité

constante de celle-ci de ±�0 °C est néces-saire. La trempe doit être faite avec des pressions de gaz entre 6 et �0 bars. Les températures de traitement se situent en-tre �050 et ��50 °C pour profiter pleine-ment du domaine de haute solubilité de l’azote.

Perçages étroits, rainures.Sur des pièces à perçages borgnes, ou perçages fins et longs, on a mesuré une profondeur de nitruration constante sur toute la longueur du perçage. Sur la surface interne de tubes avec un diamètre intérieur de �,5 mm et une longueur de �� mm, des profondeurs de nitruration identiques sur les deux extrémités ainsi qu’au centre ont été mesurées. Ces résultats permettent ainsi des charge-ments relativement denses des fours sans perte de qualité.

Flasques.Flasques, Ø ��0 mm, en matériau �.��0�, X��CrMoS�7, présentent après traitement SolNit – M des valeurs de dureté super-ficielle de 58 HRC avec une dureté à cœur de 35 HRC et une épaisseur de la couche nitrurée de �,5 mm (voir graphique ci-dessous).

Courbe d’évolution de la dureté des flasques.

Diagramme d’équilibre calculé par Thermo-Calc Matière X�0Cr�3 (université de Bochum)

Distance par rapport à la surface [mm]

Température (°C)

Teneur en azote (% masse)

ferrite (F) + Lliquidus (L)

austénite (A)

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Courbe d’évolution de la dureté des perçages fins.

Distance par rapport à la surface [mm]

diamètre externe diamètre interne E

�0

Hightech by Gerster:Les applications pratiques.

Les tests de corrosion.Des feedback positifs concernant le comportement à l’usure et à la corrosion ont été reçus de la part des utilisateurs concernant les diverses pièces traitées par SolNit. Pour obtenir des résultats d’une source neutre, des analyses, selon un programme de test détaillé, ont été effec-tuées chez Sulzer Innotec. Les premiers résultats sont les suivants: La résistance à la corrosion pour les éprouvettes traitées par SolNit, en comparaison avec celles qui ont subi une hypertrempe ou celles qui ont subi une trempe-revenu, a été considérablement augmentée.

SolNit-MMatériau n° �.�0��Tests analogues en solution saline, d’acide sulfurique et d’eau de mer. La perte de masse des échantillons traités par SolNit – M est, suivant le milieu, entre �� et 78% inférieure.

SolNit-AMatériau n° �.��35Méthode de test: essai par immersion selon DIN 50905, durée 7 jours, dans de l’acide sulfurique.Le graphique montre une perte de masse inférieure de 96% pour l’éprouvette traitée par SolNit-A.

hypertrempe Perte de masse (valeurs en mg)

traité par SolNit-A trempe-revenutraité par SolNit-M

eau de mer (température ambiante)

acide sulfurique H�SO�

solution saline 0,9% NaCl (�0 °C / pH �)

acide sulfurique H�SO�

��

Couteau en acier n° 1.4021

traité par SolNit-M.

Flasque en acier n° 1.4305

traitée par SolNit-A.

trempe-revenutraité par SolNit-M

eau de mer (température ambiante)

��

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Härterei Gerster AG Güterstrasse 3Case postaleCH-�6�� Egerkingen Téléphone +�� (0)6� 388 70 00Fax +�� (0)6� 398 3� �� gersterag@gerster.chwww.gerster.ch

Système de gestion de la qualitéISO 900�:�000Système de gestion de l’environnement ISO ��00�:�00�

Trempe à cœurE Trempe sous gaz de protectionE Trempe sous vide avec refroidissement sous pressionE Traitement d’amélioration E Recuit sous gaz de protectionE RevenuE Cryogénisation jusqu’à –�80 °CE Durcissement structural des alliages d’aluminium

BrasageE Sous videE Sous gaz de protectionE Par inductionE Au chalumeau

Trempe superficielleE Trempe par inductionE Trempe à double fréquencesE Trempe à la flamme

E Mesure de la profondeur de pénétration de trempe par une méthode non destructive

Technologie laser E Trempe au laser

Traitements de diffusion thermochimiqueE CémentationE CarbonitrurationE Cémentation-trempeE Nitruration gazeuseE OxynitrurationE Nitrocarburation gazeuseE PronoxE Nitruration par plasma micropulséE PlasoxE BorurationE Traitement d’aciers inoxydables SolNit-A®, SolNit-M®, Hard-Inox®

Conseil et prestations supplémentaires

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