Domaine d'application

Pour des engrenages fortement sollicités nécessitant une dureté de surface suffisante sur les flancs des dents et, en raison des fortes contraintes au pied des dents, une résistance à la flexion adéquate, ainsi qu'une bonne résilience pour résister aux chocs. Les engrenages fabriqués en acier CV58Z présentent une résistance élevée à l'usure et sont exempts de tendance à la formation de piqûres (pitting). Cet acier est également adapté à d'autres composants, tels que les cames.

Description

Les composants avec ces exigences spécifiques sont généralement fabriqués en acier de cémentation. Toutefois, pour des raisons économiques, le traitement par trempe à la flamme ou trempe par induction est également utilisé, dans lequel les flancs des dents sont chauffés par procédé continu et trempés. Cependant, ce procédé est fiable uniquement pour des roues dentées avec un module supérieur à 6. Les roues coniques et les roues dentées avec un module inférieur à 6 ne donnent pas des résultats satisfaisants avec ce procédé.

C'est ainsi que la méthode de trempe par rotation a été développée pour obtenir des résultats de trempe irréprochables même dans ces cas. Cependant, il était nécessaire de développer un acier capable d'atteindre une dureté de surface élevée tout en conservant des propriétés élastiques suffisantes pour absorber les chocs qui surviennent inévitablement en service.

Propriétés

Il s'agit d'un acier trempé à l'huile, spécialement conçu pour la trempe par rotation. Il n'est donc pas adapté aux procédés nécessitant une trempe à l'eau. Le respect de conditions métallurgiques spécifiques et l'application de méthodes de contrôle appropriées sont indispensables pour garantir des propriétés constantes, ce qui est essentiel pour la trempe par rotation.

Le CV58Z est livré soit à l'état recuit, soit à l'état trempé et revenu.

Propriétés mécaniques à l'état de livraison

Recuit sur cémentite globulaire, puis trempé et revenu. Des résistances plus élevées sont possibles, mais ne sont pas recommandées pour des raisons d'usinabilité. Elles ne sont pas non plus nécessaires, car une résistance d'environ 1470 N/mm² est atteinte au pied des dents après la trempe par rotation.

Quelques recommandations pour l'état de traitement avant la trempe par rotation :

• Le traitement de trempe et revenu est recommandé pour les petites roues dentées, jusqu'à un diamètre extérieur d'environ 200 mm, et lorsque l'alésage est réalisé par brochage (profil de rainure) ou que les dents sont usinées par fraisage. La distorsion due à la trempe est alors réduite.
• La dureté obtenue est légèrement supérieure, avec une valeur de 62 à 64 HRC, soit environ 2 à 3 unités HRC de plus.
• Dans tous les autres cas, le matériau recuit peut être utilisé, car pour les roues plus grandes, la durée de chauffage (temps de montée et de maintien) est suffisamment longue pour garantir des résultats de trempe parfaits.

Déformation à chaud et traitement thermique

*) avec un refroidissement au four jusqu'à 600 °C

Une homogénéité de l'acier, nécessaire pour obtenir des résultats reproductibles, est garantie pour le CV 58 Z grâce à une fusion spéciale et un traitement thermique soigneux.

Distorsion de trempe

La distorsion de trempe est évaluée en pratique par la mesure de l'angle d'engagement et de la variation de pas avant et après la trempe. Les résultats de ces essais, comparés à ceux de l'acier 16 MnCr 5, montrent que la distorsion de trempe du CV 58 Z est en moyenne inférieure de 45 % et 30 % respectivement par rapport au 16 MnCr 5.

Trempe par rotation

La trempe par rotation, également appelée trempe en rotation, consiste à durcir les corps rotatifs sur leur surface extérieure. Ce procédé est similaire à la trempe statique, mais avec la différence que la pièce tourne pendant le processus de chauffage et de trempe. Dans ce procédé, l'ébauche d'engrenage préalablement usinée à l'état recuit ou revenu est localement chauffée, puis trempée dans de l'huile. Objectif : obtenir une dureté de surface élevée (résistance à l'usure), une résistance à la flexion élevée et une bonne résilience aux chocs.

Zones de durcissement

Sur l'acier de cémentation 16 MnCr 5, on distingue nettement la couche durcie et le noyau mou comme deux zones de microstructure différentes. Sur le CV 58 Z, on observe également une microstructure pratiquement durcie en profondeur sur la dent, avec une transition progressive vers une structure plus douce au niveau de la couronne dentée.