La trempe sous presse sert un objectif très précis : empêcher les déformations des pièces lors de la phase de refroidissement rapide induit par la trempe. Cette méthode permet d’améliorer les performances des aciers en les dotant d’une structure martensitique et sans besoin de reprise d’usinage. Destinée aux grandes séries de pièces à géométrie complexe, la trempe sous presse se révèle à la fois très efficace et économique.
Comment fonctionne la trempe sous presse ?
Mise au point dans les années 1970, la trempe sous presse inclut, comme son nom l’indique, une opération de trempe habituelle. Les pièces à traiter font l’objet d’un chauffage à une température comprise entre 800 et 1000 degrés puis d’un refroidissement rapide, les pièces et l’outillage étant plongés dans un fluide (huile). La particularité de cette méthode tient à la disposition des pièces, qui sont installées dans des outillages spécifiques, intégrés dans des presses, conçus pour s’adapter à leur géométrie. Les pièces sont solidement maintenues entre un poinçon et une matrice et la pression ainsi exercée sur les matériaux au cours de la phase de refroidissement limite grandement, voire empêche totalement l’apparition de déformations et maintient ainsi leur stabilité dimensionnelle. Suite à un traitement par trempe sous presse, la microstructure des pièces se compose de martensite fine et homogène, ce qui leur confère une très grande dureté. L’ensemble de l’opération est monitoré par un robot, qui surveille en temps réel la température de l’atmosphère et assure la manutention des pièces.
Ce procédé a initialement été développé pour les constructeurs automobiles, afin de traiter des grandes séries de pièces à géométrie complexe. En effet, cette méthode permet tout à fait de traiter de nombreuses pièces à la chaîne : dans la mesure où le cycle de refroidissement est programmé automatiquement, il peut se voir répété à l’infini. De plus, la circulation du fluide de trempe autour de la pièce maintenue dans la presse entraîne un refroidissement uniforme et contrôlé, facile à reproduire de nombreuses fois.
Avantages de la trempe sous presse
La trempe sous presse reste une technique très populaire car elle présente plusieurs avantages particulièrement intéressants : en plus de limiter le risque de déformations et d’écarts de forme de façon considérable, elle offre la possibilité de traiter de grandes séries de pièces et, in fine, de réaliser de véritables économies.
Une technologie de précision qui s’applique aux grandes séries
Comme évoqué plus haut, la trempe sous presse se destine à de grandes séries de pièces à géométrie complexe car les outillages, spécialement fabriqués pour ces dernières, permettent de les traiter à la chaîne. Les pièces ne présentent pas de déformations en sortie de traitement et n’ont donc pas besoin de surépaisseur d’usinage, ce qui induit un réel gain de temps pour le client final. Ce procédé autorise ainsi une réelle économie financière et de matière.
Par ailleurs, puisque les outillages de presse doivent parfaitement épouser la forme des éléments à traiter, leur coût de fabrication peut se révéler assez élevé. Cette méthode s’avère donc nettement plus intéressante pour des grandes séries. De nombreux composants d’essieux, pignons, couronnes dentées par exemple, reçoivent une trempe sous presse, car il s’agit d’éléments coûteux et difficiles à retravailler par usinage ou rectification.
Un procédé économique sur le long terme
S’il demeure plus intéressant d’utiliser cette technique pour de grandes quantités de pièces à traiter, l’investissement de départ s’avère très vite rentabilisé. En sortie de traitement, les pièces ouvragées et complexes n’ont plus besoin de reprise d’usinage, ce qui implique des économies de matière, de main-d’œuvre, de temps, d’énergie et, de fait, d’argent pour le client.
La trempe sous presse avec chauffage par induction, l’innovation écologique de Thermi-Loire
Il y a quelques années, Thermi-Loire a développé un procédé de trempe sous presse avec chauffage par induction. Ce procédé ne nécessite plus l’utilisation de fours mais de dispositifs spéciaux, chauffant à la demande. De ce fait, la trempe sous presse avec chauffage par induction assure de réaliser davantage d’économies d’énergie : plus besoin de maintenir de vastes fours en fonctionnement de manière continue, le système repose sur l’induction d’un champ magnétique pour chauffer les pièces. Il s’active et s’éteint sur commande, contrairement aux fours traditionnels, qui ont besoin d’une semaine pour s’éteindre et redémarrer, et ne dépend que d’un générateur électrique. De ce fait, la méthode de l’induction ne rejette pas de CO2.
En plus de préserver l’environnement, une démarche qui fait partie de l’ADN de Thermilyon, la trempe à induction garantit aussi des pertes minimes. Comme les pièces font l’objet d’un traitement individuel, si l’une d’entre elles rencontre le moindre problème, le robot en charge de surveiller l’opération s’occupe de la situation afin d’empêcher que le reste du lot ne subisse aussi des complications. Une seule pièce s’avère ainsi impactée, pas la série entière.
La trempe sous presse a bien évolué depuis sa création dans les années 1970. Conçue pour traiter efficacement les grandes séries de pièces ouvragées dotées d’une géométrie complexe, cette méthode garantit d’économiser du temps et de l’argent puisque les composants ne requièrent pas de reprise d’usinage en sortie de traitement. Fidèle à sa volonté d’innover au bénéfice de ses clients et pour préserver la planète, la filiale Thermi-Loire du groupe Thermilyon a d’ailleurs mis au point une technique de trempe sous presse avec chauffage par induction. Cette méthode, qui ne consomme que de l’électricité, se révèle beaucoup plus propre et économique que la version habituelle de la trempe sous presse avec fours continus. Le site de Thermi-Loire constitue d’ailleurs le seul en France à maîtriser cette technologie.
