La trempe fait partie des plus anciennes méthodes de traitement thermique des métaux et compte parmi les plus utilisées. Elle sert avant tout à améliorer la résistance mécanique des pièces ainsi que leurs performances de manière générale. Les pièces à traiter sont disposées dans des fours de technologies différentes dont : sous atmosphère ou bien sous vide. Ces deux techniques présentent des avantages et des limites différents, comment choisir entre la trempe sous atmosphère et la trempe sous vide ?
Trempe sous atmosphère : renforcer la résistance mécanique des pièces grâce à l’utilisation de gaz spécifiques
La trempe sous atmosphère consiste, comme son nom l’indique, à injecter une atmosphère particulière dans le four de traitement des pièces. Celles-ci sont alors chauffées à une température gravitant autour de 1 000 degrés selon les alliages, plus précisément entre 850 et 1200 °C dans le cas de l’acier, et on diffuse, au même moment, des gaz bien précis pour éviter qu’elles ne se détériorent.
Un traitement qui préserve la composition chimique des pièces
En effet, lors du chauffage, en l’absence d’atmosphère protectrice, certains éléments chimiques composant l’acier peuvent conduire à des réactions, entre autres avec l’oxygène de l’air provoquant une certaine fragilisation des pièces. Par exemple, à la surface des pièces, le carbone peut “s’évaporer” à une température très élevée. De ce fait, la teneur de ces éléments chimiques diminue et les pièces traitées se révèlent beaucoup plus fragiles et sensibles à la casse. La trempe sous atmosphère permet d’empêcher ce phénomène grâce à la diffusion d’une atmosphère protectrice qui prévient à la fois l’oxydation des pièces, due à la présence d’oxygène, et aussi à la préservation de la teneur en carbone en surface de la pièce.
La trempe sous atmosphère permet donc d’éviter que les éléments chimiques additionnels contenus dans l’acier utilisé pour la fabrication des pièces se volatilisent pouvant engendrer une détérioration des caractéristiques. Ainsi, cette méthode garantit que les pièces finales conservent une bonne qualité et restent nobles car leur teneur en carbone détermine leur résistance mécanique. En effet, en cas de surcarburation ou de décarburation, c’est-à-dire d’ajout ou de perte de carbone dans un matériau, celui-ci s’avère fragilisé. La trempe sous atmosphère permet donc de préserver la composition chimique des pièces.
Pourquoi utiliser la trempe sous atmosphère ?
La méthode de trempe sous atmosphère protège donc la surface des pièces en évitant l’altération de leur composition chimique. L’un des autres grands avantages de cette technique réside dans sa capacité de production : la trempe sous atmosphère se déroule dans des fours prévus pour accueillir d’importantes quantités de pièces. Elle semble donc tout indiquée pour traiter de grandes séries, notamment pour le marché automobile. En revanche, elle repose souvent sur un chauffage au gaz, ce qui contribue à l’émission de CO2 dans l’atmosphère. De plus, les pièces traitées sont refroidies dans une huile spécifique, qui a besoin d’être nettoyée après utilisation. Cette dernière garantit que les pièces passent de 1 000 à 20 degrés Celsius (température ambiante) en l’espace de quelques minutes. Cette méthode présente donc malgré tout un risque de déformation des pièces. Pour compenser ces déformations, les fabricants de pièces prévoient alors une surépaisseur d’usinage, ce qui peut générer un surcoût final pour le client. Toutefois, ce procédé reste très économique pour la grande série.
Trempe sous vide : l’absence d’atmosphère pour un traitement plus vert
La trempe sous vide consiste, à l’inverse, à aspirer tout l’air présent dans le four avant de procéder au traitement. Des pompes spéciales évacuent tous les éléments de l’atmosphère à l’intérieur afin d’empêcher toute dégradation des pièces pendant l’opération. Il s’agit d’une technique idéale pour traiter les matériaux les plus délicats comme le titane, par exemple, extrêmement sensible à la présence d’oxygène. Cette méthode réduit le risque de contamination par des éléments chimiques tels que celui-ci et garantit une meilleure propreté des pièces finales. Les matériaux sont ensuite refroidis grâce à un gaz neutre comme l’azote ou l’argon si la nuance de l’alliage le permet, ce qui permet d’obtenir des pièces traitées totalement propres, qui n’ont pas besoin de nettoyage et peu ou pas de reprise d’usinage.
Les atouts de la trempe sous vide
Cette méthode garantit la suppression de tous les contaminants au cours du traitement, elle convient donc parfaitement aux pièces destinées au secteur médical, aéronautique, automobile, par exemple. Par ailleurs, la trempe sous vide présente également moins de risques de déformation des pièces, l’ajout d’une surépaisseur d’usinage ne s’avère donc plus systématiquement nécessaire, ce qui engendre un réel gain de temps et d’argent pour les clients. De ce fait, même si ce traitement peut paraître plus cher, il peut représenter le plus économique sur le long terme.
Enfin, la trempe sous vide s’avère nettement plus écologique que la trempe sous atmosphère. En effet, les fours employés fonctionnent uniquement grâce à l’électricité française, complètement décarbonée, ce qui évite le rejet de CO2.
Cependant, tous les aciers ne peuvent supporter la trempe sous vide avec refroidissement sous gaz. Les aciers faiblement alliés, par exemple, ne tolèrent pas toujours ce traitement et ont besoin d’un refroidissement à l’eau ou à l’huile. Ils ne peuvent donc être traités que sous atmosphère, voire en trempe sous vide, mais avec refroidissement huile.
Fours sous vide et sous atmosphère : Thermi Lyon investit pour l’avenir
Animé par la volonté de préserver la planète mais aussi la qualité de ses prestations, le groupe Thermi Lyon continue de proposer à ses clients des traitements de trempe sous atmosphère et de trempe sous vide. Nos usines vont prochainement accueillir un nouveau four sous atmosphère, destiné au traitement de pièces pour le marché automobile, et cinq fours sous vide, pour les marchés automobile et aéronautique. Ces investissements nous assurent de proposer des solutions objectives et adaptées à chacun de nos clients et confirment la volonté de Thermi Lyon de se tourner vers l’industrie verte et innovante, grâce aux technologies sous vide.
