Effectuée dans des fours sous vide à parois froides, offre de nombreux avantages par rapport à la cémentation sous atmosphère traditionnelle : absence d’oxydation, meilleure homogénéité de cémentation, excellente reproductibilité du traitement de charge à charge, resserrement des tolérances métallurgiques comme la profondeur de cémentation et au final, maîtrise des duretés à cœur des pièces. Ce process est favorable aux normes environnementales par une diminution importante des rejets CO2 et d’espèces chimiques nocives.
La Cémentation Basse Pression (CBP)
QU'EST-CE QUE LA CEMENTATION BASSE PRESSION ?
Le procédé Infracarb® d’ECM Technologies est le procédé breveté utilisé dans les installations de cémentation sous vide ICBP®. Plus précisément, Infracarb® consiste en une injection en alternance d’hydrocarbure C2H2, pour créer un enrichissement en surface par craquage des molécules à haute température et d’un gaz neutre N2 pour la diffusion.
L’objectif est de maintenir la concentration en carbone monoatomique issue de la dissociation du gaz réactif sur la surface des pièces à un niveau élevé sans atteindre la limite de solubilité du carbone dans l’acier donc sans formation de suie. Ainsi le rendement de la réaction est bien supérieur à l’atmosphère de cémentation traditionnelle basée sur l’équilibre CO/CO2, tout en étant moins sujet aux variations d’atmosphère. L’absence de notion de potentiel carbone en CBP élimine la nécessité de contrôler l’atmosphère in situ et rend le procédé fondamentalement plus simple.
Le procédé Infracarb® d’ECM Technologies garantit un contrôle précis des paramètres physiques simples : température, durée des phases d’injection de gaz, débits, pressions, pour des résultats optimaux.
La température du process est généralement plus élevée qu’en cémentation classique, entre 880 et 1 050°C, car la technologie des zones de chauffe en graphite des fours sous vide le permet. Le temps de cycle est réduit significativement, jusqu’à 50% selon la profondeur de cémentation.
L’acétylène C2H2 pour la cémentation basse pression et l’azote N2pour la diffusion sont les gaz les plus couramment utilisés dans le procédé Infracarb® dans des conditions standards.
L’acétylène a le mérite d’être un gaz de synthèse, donc de pureté contrôlable et d’offrir une réactivité chimique remarquable (taux de dissociation supérieur à 60%) permettant de cémenter des pièces très complexes et exigeantes comme les composants d’injection diesel. Il est, en outre, peu sensible à une hétérogénéité éventuelle de lavage avant traitement et prévient de l’apparition des plages douces.
Il peut cémenter de grandes surfaces avec un fort pouvoir d’enrichissement.
Le nombre et la durée des étapes dépendent de la profondeur de cémentation requise. Des simulations avec Infracarb® permettent un ajustement précis des paramètres de recette pour atteindre un parfait contrôle de la profondeur de cémentation.
CARACTÉRISTIQUES PRINCIPALES D’INFRACARB®
- Injections alternées de C2H2, N2 et NH3 dans le cas de carbonitruration
- Pression et température constante pendant l’enrichissement
- Le nombre et la durée des phases d’enrichissement dépendront de la concentration en carbone et de la profondeur de cémentation
LES AVANTAGES D’INFRACARB® PAR RAPPORT AUX PROCÉDÉS ATMOSPHÉRIQUES
- Meilleure efficacité pour la réaction de dissociation du gaz
- Pas d’oxydation inter-granulaire
- Une profondeur parfaitement contrôlée et reproductible avec des tolérances limitées
- Meilleure uniformité sur la profondeur de cémentation entre le pied et le sommet de dent
- Possibilité de choisir, charge par charge, la teneur en carbone à la surface
- Procédés propres : consommation de gaz réduite et pas de rejets CO/CO2
- Mélange de C2H2 avec N2 permettant d’ajuster la profondeur de pénétration à chaque charge (brevet ECM)
- Durée du traitement thermique réduite considérablement grâce à des températures plus élevées
- Excellent aspect esthétique des pièces
- Résistance à la fatigue augmentée grâce à la combinaison de la carbonitruration basse pression et du stop-quench®
