Matériaux et traitements de surface

Qu’est-ce que le traitement de surface, quel est son rôle et quels sont ses avantages ?

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Le traitement de surface permet de réaliser des modifications des propriétés des matériaux contrôlées sur la couche superficielle de la pièce, de noter que le traitement de matériaux doit être adapté au domaine industriel d’utilisation. Ainsi on peut spécialiser les surfaces des pièces fines pour les adapter aux différentes exigences de l’industrie, grâce au différents types de procédés comme :

les traitements thermiques et thermochimiques,
le revêtement de surface (projection en flamme, plaquage, bardage, galvanization etc.),
les traitements mécaniques (ex. grenaillage, fonctionnalisation par laser... )
ou les activations par plasma de surface.

Qu’est-ce que le traitement de surface ?

Le traitement de surface est un ensemble d’applications qui ont comme but de modifier les propriétés chimiques et d’améliorer les propriétés mécaniques et physiques des pièces finies, en changeant leur composition ou la structure des couches plus externes. Cela permet d'améliorer plusieurs types de propriétés des pièces telles que :

la dureté,
la résistance à la corrosion et à l’usure,
les aspects esthétiques (couleur, brillance, etc.),
la rugosité, la mouillabilité ou l'hydrophobie.

Les traitements thermiques et thermochimiques font partie des traitements de surface pour les aciers, les alliages cuivreux, et bien d'autres types d’alliages métalliques. Le changement des propriétés de surface s'opère dans des fours spéciaux, exposant la pièce à différents cycles de température (phase de chauffe, phase de maintien en température, phase de refroidissement) et dans une atmosphère gazeuse de nature spécifique.

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Par quel moyen est-il possible de vérifier les changements obtenus ?

Pour vérifier et mesurer la modification des propriétés de surface après traitement, on doit réaliser deux types d’analyses :

non destructives : comme par exemple l’analyse visuelle de l’aspect extérieur, la mesure colorimétrique, défaut visibles, etc.,
destructives : mesure de dureté, de résistance à l'usure, de résistance à la corrosion ou analyse de la structure et composition du métal grâce aux microscopes optique ou électronique à balayage.

On réalise cela grâce à des prélèvements d'échantillons sur les pièces finies, et à la réalisation d’éprouvettes qui sont ensuite envoyées au laboratoire d’étude.

Dans les cas plus complexes, ou quand une validation de conformité aux normes internationales est requise, les pièces sont envoyées à des laboratoires certifiés où une équipe de scientifiques ou d’ingénierie spécialisée réalisent et valident les analyses.

Pour les centres de recherche qui mettent au point des nouveaux types de traitement de surface, les analyses peuvent être très poussées et couvrir plusieurs domaines tels que :

les analyses d’interfaces,
les caractérisations d’interfaces,
ou l’analyse des caractéristiques physico-chimiques (chimie du solide, aspect, phénomènes d’interactions, d’absorption d’énergie, etc.).

N’hésitez pas à contacter Air Liquide pour tout conseil concernant les traitements de surface, en particulier les traitements thermiques, les différents gaz à utiliser, et les différents gaz d'analyse pour les centres de recherche ou pour les laboratoires industriels.