Les fours modulaires pour le traitement thermique

Le principe des fours modulaires pour le traitement thermique sous vide

Les systèmes modulaires d’ECM Technologies permettent d’adapter l’installation en fonction du volume des pièces à traiter, du temps de cycle, de la capacité de production souhaitée.

La FLEX est la solution la plus populaire des fours de traitement sous vide ECM Technologies. Son architecture modulaire et compacte, basée sur un concept de tunnel, est pensée pour allier la qualité à la productivité.

L’architecture modulaire du système Flex permet de maintenir les fours à température, ce qui réduit le temps nécessaire à la phase de montée en température. Les procédés de traitement thermiques sont similaires à ceux des fours « batch » sous vide, cependant, le refroidissement s’effectue dans une cellule différente, donc en temps masqué. Cela rend le système Flex plus productif et permet une optimisation des consommations énergétiques (électricité / Gaz) en comparaison avec les fours batch.

Ce concept modulaire permet une grande flexibilité lorsqu’il s’agit d’augmenter la production. Il suffit d’ajouter de nouvelles cellules ou d’ajouter une nouvelle section de tunnel si nécessaire, ce qui permet de l’adapter en fonction des programmes de production et/ou d’investissement.

Les avantages d'utiliser des fours modulaires pour le traitement thermique

  • Temps de cycle plus court : temps de cycle total réduit de 50 % grâce à une montée en puissance plus rapide et à un refroidissement en temps masqué. Ce qui permet une amélioration de la productivité.
  • Pas de déformation de la cornue : ce qui permet de réaliser des économies considérables en matière de maintenance
  • Forte réduction de la consommation d’énergie et des émissions de CO2
  • Une installation évolutive : le concept modulaire permet de suivre les besoins de production et/ou les programmes d’investissement.

La cémentation basse pression :

Qualité des pièces

De meilleurs résultats métallurgiques, des propriétés mécaniques améliorées, une maîtrise de la déformation… les innovations d’ECM Technologies et les travaux de la R&D ont mis en valeur les différentes manières d’améliorer la qualité des pièces grâce aux traitements thermiques et à la trempe gaz. Et les résultats sont mesurables sur nos installations ICBP®!

Résultats métallurgiques

Avec les solutions ECM Technologies de Cémentation Basse Pression, vous vous débarrassez en premier lieu de l’oxydation, le traitement thermique étant réalisé sous vide ou pression partielle de gaz exempt d’oxygène. L’interface couche carburée avec le matériau de base est beaucoup plus régulier qu’après une cémentation conventionnelle.

Le profil carbone ne présente jamais de décarburation en surface : pas de profil en forme de cloche !

four modulaire ECM FLEX

De plus, la profondeur de cémentation peut être contrôlée précisément, les résultats ont démontré une très grande uniformité sur des lots de pièces et sur une même pièce. En particulier, l’écart de profondeur d’enrichissement entre le flanc et le fond de dent est supérieur à 30% après cémentation conventionnelle et trempe huile, et inférieur à 15% après cémentation basse pression et trempe gaz. Ceci permet de réduire la spécification de profondeur de cémentation et de facto le temps de cycle. Cela contribue également à diminuer les contraintes et la déformation de la denture après trempe.

Propriétés mécaniques

On constate de facto une excellente tenue au pitting, résultant de l’absence d’oxydation inter-granulaire (IGO).

Lorsque la tenue en fatigue ou au choc a de l’importance, par exemple pour augmenter le couple dans les nouvelles générations de boîtes de vitesses, les procédés d’ECM Technologies font la différence.

Par une parfaite maîtrise de l’enrichissement en carbone et azote (si carbonitruration), la CBP contribue à augmenter les contraintes de compression en surface qui favorisent la tenue à la fatigue. Sur nos systèmes, la carbonitruration basse pression® ainsi qu’une trempe gaz bien maîtrisée conduisent à l’amélioration des propriétés mécaniques (fatigue et choc).

Contrôle de la déformation

Le traitement thermique n’implique pas nécessairement que les pièces ne répondront pas aux tolérances dimensionnelles. Les procédés ECM Technologies, et plus particulièrement la trempe gaz permettent une meilleure maîtrise de la déformation des pièces car la vitesse de refroidissement après la cémentation peut être facilement ajustée pour chaque géométrie de pièce selon une recette spécifique. L’interruption momentanée de la trempe –STEP QUENCH- est un outil supplémentaire pour réduire les contraintes thermiques pendant la trempe dans la matière et réduire les déformations.

La nitrocarburation ferritique :

La nitrocarburation ferritique est un traitement thermochimique de diffusion réalisé à basse température. Ce traitement thermique vise à améliorer les propriétés mécaniques des pièces métalliques. Le processus consiste à enrichir la surface des pièces en azote et en carbone dans une phase ferritique, sans dépasser la température de transformation de l’acier.

C’est un traitement thermochimique innovant et particulièrement utile pour renforcer la résistance à l’usure, aux frottements et à la fatigue en minimisant les déformations.

Principe du traitement

La nitrocarburation ferritique repose sur une réaction chimique entre les gaz nitrurant et carburant introduits dans le four et la surface des pièces métalliques. La température lors du traitement est entre 500 et 580°C, permettant une formation de composés nitrurés et une zone de diffusion en profondeur.

Avantages de ce traitement thermochimique

  • Forte résistance à l’usure et à la fatigue
  • Protection contre la corrosion
  • Maîtrise des déformations grâce à la faible température du procédé

Le brasage sous vide :

Autre traitement thermique applicable par les équipements ECM et incontournable dans le traitement de certaines pièces métalliques, le brasage.

Chez ECM Technologies, la technologie de brasage utilisée est le brasage sous vide ou sous atmosphère contrôlée, à haute température.

Principe du procédé

Le brasage sous vide s’effectue dans une chambre hermétique où l’oxygène est éliminé, empêchant l’oxydation des pièces. Le traitement thermique est effectué à une température élevée, les alliages de brasage fondent et forment une liaison homogène entre les composants métalliques.

Les avantages du brasage sous vide

Le brasage sous vide permet de garantir une bonne homogénéité et une grande qualité de résultat. Les avantages du brasage sous vide avec les équipements ECM sont nombreux :

  • Homogénéité des températures
  • Absence d’oxygène (idéal pour les pièces sensibles à l’oxydation)
  • Contrôle du procédé : vitesse de montée en température, durée, vitesse de refroidissement.

Les procédés de métallurgie des poudres :

Le frittage sous vide

Procédé essentiel dans la métallurgie des poudres, le frittage est proposé chez ECM par la technologie des fours sous vide offrant des avantages considérables dans le traitement et le résultat par rapport au traitement par des fours à tapis.

Le frittage repose sur la consolidation de poudres métalliques par l’action de la chaleur, permettant d’obtenir une pièce robuste. Le procédé de frittage peut être réalisé en phase solide ou liquide et permet d’éliminer des étapes de finition coûteuses.

Grâce à l’utilisation des fours sous vide que nous proposons, le frittage bénéficie d’un contrôle de l’atmosphère et permet de s’affranchir des limites des fours à tapis. Les fours sous vide permettent le traitement sous haute température tout en éliminant les traces d’oxygène, ce qui offre un avantage considérable pour le traitement des alliages sensibles à l’oxydation.

Avec les fours sous vide, il est également possible d’intégrer directement des étapes complémentaires pour le traitement des matériaux, tels que la cémentation basse pression, la trempe au gaz ou trempe à l’huile.

Intégrer ces différentes étapes dans le processus d’optimiser la durée du traitement global et d’améliorer la qualité finale des pièces.

Le traitement post-fabrication additive

Les pièces issues de la fabrication additive nécessitent un traitement thermique post-fabrication additive pour obtenir un résultat final optimal en termes de performance, solidité et durée de vie des pièces.

Un premier traitement de détentionnement est effectué pour éliminer les contraintes internes, suivi de traitements complémentaires comme la mise en solution et le vieillissement. Ces traitements thermiques permettent d’améliorer la densité et les propriétés mécaniques des pièces.

four trempe huile ecm

Les procédés de trempe huile et trempe gaz :

La trempe huile

La trempe huile sous vide est une technique avancée de traitement thermique. En effet, elle répond à des exigences de qualité pour les industriels de divers secteurs tels que l’aéronautique, l’automobile…

Ce procédé est optimal pour les composants nécessitant une dureté élevée, une bonne résistance à la fatigue et une structure uniforme. La trempe huile est particulièrement adaptée aux pièces complexes ou alliages sensibles à l’oxydation.

La trempe gaz

La trempe gaz consiste en un refroidissement permettant une grande qualité de résultat dans le traitement des pièces.

En trempe gaz, les résultats sont très uniformes, d’une pièce à l’autre et d’une charge à l’autre. Les déformations sont majoritairement prévisibles, leur amplitude et leur direction plus homogènes, permettant, dans certaines situations, de les anticiper à l’usinage avant traitement.

Dans le meilleur des cas, l’usinage final toujours coûteux est supprimé.
En général, la quantité de matière à enlever est réduite et le nombre de passes d’usinage fortement diminué.

Les fours industriels de traitement thermique sous vide ECM Technologies :

Les fours industriels de traitement thermique d’ECM Technologies permettent d’allier la qualité des procédés à une meilleure productivité tout en optimisant leur consommation énergétique grâce à leur design modulaires pouvant s’adapter aux besoins spécifiques en production et en traitement thermique des industries.

four industriel traitement thermique flex
four industriel traitement thermique eco