La trempe par induction devient de plus en plus populaire dans l’industrie manufacturière en raison de la trempe contrôlée qu’offre cette technologie. L’amélioration des diverses propriétés physiques, mécaniques et chimiques de la pièce est bénéfique. Comprendre les avantages et les inconvénients de la trempe par induction permet d’obtenir le meilleur résultat en minimisant les défauts et les défaillances possibles. Cet article aborde tous les avantages et les inconvénients en profondeur.

Comment la trempe par induction influence-t-elle les propriétés physiques et mécaniques ?

Le chauffage de la pièce à haute température provoque la transformation de l’austénite, dans laquelle les atomes de carbone sont piégés à l’intérieur de la structure cristalline au niveau micro. L’alternance de la structure cristalline entraîne le renforcement des joints de grains. Par conséquent, les atomes de carbone piégés dans la structure cristalline augmentent la dureté, et les joints de grains serrés améliorent la résistance mécanique. Examinons les autres méthodes de trempe pour démontrer la supériorité de la trempe par induction.

Autres méthodes de trempe

Plusieurs méthodes différentes peuvent être utilisées pour durcir les métaux. Nous allons examiner les trois principales méthodes de trempe, outre la trempe par induction, la trempe à la flamme, la trempe au four et la trempe sous vide.

  • Durcissement au four

Le processus de trempe au four implique le chauffage de la pièce dans un four de traitement thermique dans un environnement contrôlé. La pièce est chauffée jusqu’à ce que l’austénite se transforme, après quoi une trempe rapide se produit. La trempe au four ne peut pas chauffer la pièce de manière aussi uniforme que la trempe par induction. Il chauffe toutes les parties de la pièce, alors que la trempe par induction peut chauffer des sections spécifiques de la pièce. La trempe par induction est une option de choix si vous devez durcir une partie particulière de la pièce.

  • Durcissement sous vide

La trempe sous vide consiste à chauffer la pièce en contrôlant la pression partielle, puis à la refroidir rapidement. Elle est souvent utilisée pour les pièces de haute précision, car elle permet de produire des surfaces résistantes et cohérentes avec une distorsion minimale. Comme la trempe au four, elle ne permet pas de chauffer la pièce à un endroit précis. Le vide empêche la pièce de réagir avec les gaz atmosphériques présents dans l’air, de sorte que le résultat n’est pas affecté.

  • Durcissement à la flamme

Le durcissement à la flamme implique également le durcissement de la surface extérieure à l’aide d’une flamme tout en maintenant la ductilité de la section centrale. La profondeur de trempe à la flamme peut aller jusqu’à 10 mm. Ce procédé est généralement utilisé pour durcir des pièces petites ou minces ou pour durcir des zones spécifiques d’une pièce plus importante. Comme la trempe par induction n’utilise pas une approche de chauffage ouvert comme la trempe à la flamme, elle est plus précise et n’entraîne pas de surchauffe, d’écaillage ou de dommages de décarburation.

Quels sont les avantages de la trempe par induction ?

La trempe par induction offre une série d’avantages par rapport à d’autres méthodes de trempe. Il est possible de durcir une zone spécifique de la pièce avec une profondeur de pénétration exacte en utilisant la trempe par induction. De nombreuses applications nécessitent de durcir la pièce uniquement sur une section particulière, ce qui peut être réalisé en contrôlant les variables opérationnelles, telles que la quantité de courant, le temps de chauffage et la fréquence du courant. En outre, une bobine personnalisée peut être conçue pour le processus en fonction d’une utilisation spécifique. Vous trouverez ci-dessous les autres avantages clés du processus de trempe par induction.

  • La trempe par induction permet de chauffer et de refroidir un composant métallique beaucoup plus rapidement que d’autres méthodes, telles que la trempe à la flamme ou au four.
  • Il adapte la dureté de la pièce d’acier au niveau souhaité.
  • La trempe par induction est la meilleure approche pour obtenir une trempe uniforme dans toute la structure du matériau.
  • Il nécessite peu de travail manuel et peut être entièrement automatisé, en fonction des besoins.
  • Elle est généralement plus efficace sur le plan énergétique que les autres méthodes, car elle chauffe et refroidit le composant plus rapidement et nécessite moins d’énergie pour maintenir les températures élevées.
  • La trempe par induction permet de mieux contrôler les taux de chauffage et de refroidissement, ce qui peut se traduire par une trempe plus cohérente et plus précise du composant.
  • Le processus de trempe par induction minimise le risque de pièces défectueuses et contribue directement au coût de la trempe. En outre, l’automatisation de la trempe par induction réduit le travail manuel et contribue à réduire le coût global.

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Quels sont les inconvénients de la trempe par induction ?

La géométrie de la pièce et le chauffage uniforme sont liés aux principaux inconvénients de la trempe par induction. Si la géométrie de la pièce est complexe, la région proche de la bobine d’induction est plus chaude que les autres sections. Cependant, l’utilisation d’une bobine d’induction personnalisée en fonction de la forme de la pièce élimine la possibilité d’un chauffage inégal. La fissuration de la pièce est un autre inconvénient possible de la trempe par induction. La dilatation thermique, la contrainte thermique et une trempe inégale en sont quelques-unes des raisons. Vous trouverez ci-dessous les autres inconvénients majeurs du processus de trempe par induction.

  • L’expansion thermique a provoqué la concentration d’impuretés aux joints de grains, ce qui a affaibli la structure des grains et provoqué des fissures intergranulaires.
  • Le processus de chauffage et de refroidissement rapide de la trempe par induction peut déformer le composant trempé. Cela peut poser un problème si le composant doit avoir des dimensions précises ou s’il est susceptible de se déformer.
  • Le coût peut être un inconvénient si l’on compare le coût d’installation de la technologie de trempe par induction avec d’autres approches, telles que la trempe à la flamme et la trempe au four.
  • La trempe par induction n’est pas compatible avec tous les types de métaux et d’alliages. Elle est limitée à des qualités spécifiques d’alliages d’acier. Les alliages à faible teneur en carbone tels que les aciers 8620, 1010, 12L14 et 1008 ne sont pas adaptés à la procédure de trempe par induction.
  • L’acier doit avoir une certaine teneur en carbone (> 0,40 %) pour obtenir une augmentation significative du niveau de trempe.
  • Elle nécessite un niveau élevé d’attention et d’expertise pour s’assurer que le composant est chauffé et refroidi de manière adéquate afin d’obtenir les résultats souhaités.
  • Le contrôle minutieux des paramètres du processus peut prendre du temps et nécessiter une surveillance et des ajustements fréquents pendant le processus de trempe par induction.

Résumé

Il ne fait aucun doute que la trempe par induction est l’une des approches pratiques pour durcir les alliages d’acier avec un niveau spécifique de teneur en carbone. Elle offre un durcissement uniforme, un faible coût énergétique, un délai de mise en œuvre rapide et plusieurs autres avantages. Elle présente également quelques inconvénients, à savoir la possibilité de fissuration et des coûts d’installation élevés. Cependant, l’utilisation de la machine de trempe par induction sophistiquée de FOCO rend le processus rentable grâce à sa durabilité. En outre, la géométrie de la pièce et la personnalisation de la bobine d’induction contribuent à prévenir le risque de formation de fissures.