Le traitement thermique chimique des pièces moulées en acier consiste à placer les pièces moulées dans un milieu actif à une certaine température pour conserver la chaleur, afin qu'un ou plusieurs éléments chimiques puissent pénétrer dans la surface. Le traitement thermique chimique peut modifier la composition chimique, la structure métallographique et les propriétés mécaniques de la surface de la pièce moulée. Les procédés de traitement thermique chimique couramment utilisés comprennent la carburation, la nitruration, la carbonitruration, la boronisation et la métallisation. Lors de l'exécution d'un traitement thermique chimique sur des pièces moulées, la forme, la taille, l'état de surface et le traitement thermique de surface de la pièce moulée doivent être pris en compte de manière globale.
1. Carburation
La cémentation fait référence au chauffage et à l'isolation de la pièce moulée dans un milieu cémenté, puis à l'infiltration d'atomes de carbone dans la surface. L'objectif principal de la cémentation est d'augmenter la teneur en carbone à la surface de la pièce moulée, tout en formant un certain gradient de teneur en carbone dans la pièce moulée. La teneur en carbone de l'acier de carburation est généralement comprise entre 0,1 % et 0,25 % pour garantir que le noyau de la pièce moulée a une ténacité et une résistance suffisantes.
La dureté superficielle de la couche carburée est généralement de 56HRC-63HRC. La structure métallographique de la couche carburée est constituée de martensite à aiguilles fines + une petite quantité d'austénite retenue et de carbures granulaires uniformément répartis. Les carbures de réseau ne sont pas autorisés et la fraction volumique d'austénite retenue ne dépasse généralement pas 15 à 20 %.
La dureté à cœur de la pièce moulée après carburation est généralement de 30HRC-45HRC. La structure métallographique du noyau doit être une martensite à faible teneur en carbone ou une bainite inférieure. Il n'est pas permis d'avoir de la ferrite massive ou précipitée le long des joints de grains.
Dans la production réelle, il existe trois méthodes de cémentation courantes : la cémentation solide, la cémentation liquide et la cémentation gazeuse.
2. Nitruration
La nitruration fait référence à un processus de traitement thermique qui infiltre des atomes d'azote dans la surface de la pièce moulée. La nitruration est généralement effectuée en dessous de la température Ac1 et son objectif principal est d'améliorer la dureté, la résistance à l'usure, la résistance à la fatigue, la résistance au grippage et la résistance à la corrosion atmosphérique de la surface de coulée. La nitruration des pièces moulées en acier est généralement réalisée entre 480°C et 580°C. Les pièces moulées contenant de l'aluminium, du chrome, du titane, du molybdène et du tungstène, telles que l'acier faiblement allié, l'acier inoxydable et l'acier à outils moulé à chaud, conviennent à la nitruration.
Afin de garantir que le noyau de la pièce moulée possède les propriétés mécaniques et la structure métallographique nécessaires, et de réduire la déformation après nitruration, un prétraitement avant nitruration est nécessaire. Pour l'acier de construction, un traitement de trempe et de revenu est nécessaire avant la nitruration afin d'obtenir une structure de sorbite revenue uniforme et fine ; pour les pièces moulées qui se déforment facilement pendant le traitement de nitruration, un traitement de recuit de détente est également requis après la trempe et le revenu ; pour l'acier inoxydable et les pièces moulées en acier résistant à la chaleur, elles peuvent généralement être trempées et revenues pour améliorer la structure et la résistance ; pour l'acier inoxydable austénitique, un traitement thermique en solution peut être utilisé.
Heure de publication : 21 juillet 2021