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Nitruration

 

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Thermochimie - Nitruration

Fort de son expérience de plus 50 ans dans le domaine des traitements thermochimiques, le groupe HEF est le leader mondial dans le domaine de la nitrocarburation en milieu liquide ionique.
 
Les différents traitements brevetés et commercialisés par le groupe HEF sous les noms ARCOR®, TENIFER®, TUFFTRIDE®, MELONITE®, NUTRIDE® ou encore QPQ® sont rassemblés sous le nom de famille CLIN ayant comme signification « Controlled Liquid Ionic Nitrocarburizing » ou « Nitrocarburation en milieu ionique liquide ».
 
 
Les traitements CLIN ainsi que les équipements industriels associés se sont facilement adaptés aux différentes contraintes environnementales et techniques, et leurs applications ne cessent de se développer dans notre industrie.
 
 
Ces traitements concernent principalement les alliages ferreux (acier, fonte, acier inoxydable,…), et sont réalisés entre 500°C et 630°C.
 
 
Les traitements de nitrocarburation CLIN ont pour objectif, à partir d’une réaction hétérogène de surface, de transférer dans l’alliage métallique solide des atomes d’azote et de carbone contenus dans le sel fondu.
 
 
Suite au transfert de l’azote dans l’acier, on obtient 2 phases bien distinctes :
- Une couche de nitrures de fer (essentiellement de type Ɛ-Epsilon mais aussi de type ϒ’-Gamma prime) et nitrures d’éléments d’alliages, appelée « couche de combinaison », qui a la particularité d’être poreuse en surface,
- Une zone de diffusion sous-jacente à la couche de combinaison, dans laquelle l’azote est présente sous forme solide entre les atomes de fer (ou éléments d’alliages).
 
 
Nitruration
 
 
En effet, on obtient, à partir de la surface, un gradient de dureté et un gradient de contraintes de compression qui permettent d’améliorer, en particulier, les résistances à l’usure et à la fatigue.
 
 
Les épaisseurs de couches de combinaison et profondeurs de diffusion dépendent de la nature du substrat, ainsi que du procédé CLIN réalisé. Cependant celles-ci sont de l’ordre de 0 à 30 µm pour la couche de combinaison, et peuvent atteindre quelques dixièmes de millimètre pour la diffusion.
 
 
Dans le but d’offrir, en complément, une excellente résistance à la corrosion (en milieu atmosphérique, alcalin ou acide), sont réalisées postérieurement une étape de passivation dans un bain oxydant créant des oxydes Fe304 (magnétite) imbriqués dans la couche poreuse, et une imprégnation finale anticorrosive de type organique qui viendra combler cette porosité tout en offrant à la surface un aspect sec au toucher.
 
 
La résistance à la corrosion peut dépasser 700 heures en brouillard salin sur pièces simples et peut couramment atteindre les 400 heures en brouillard salin sur pièces plus complexes.
 
 
Dans le cas d’exigences particulières de rugosité (par exemple frottement face à des polymères, élastomères), une étape de polissage post traitement est nécessaire. On parle alors de procédés de type QP ou QPQ.