Contraintes résiduelles : comment les atténuer pour garantir la qualité des pièces usinées
giugno 14, 2023
Les contraintes résiduelles sont un phénomène courant qui peut se produire lors des processus d'usinage des matériaux. Les internes restent dans le matériau après avoir été soumis à des processus tels que le tournage, le taillage ou le rasage. Bien que la surface de la pièce semble stable, les contraintes résiduelles peuvent causer des problèmes importants si elles ne sont pas traitées correctement.
Comment se manifestent les contraintes résiduelles ?
Celles-ci se manifestent sous différentes formes et avec diverses sonnettes d'alarme. Parmi les plus courantes figurent les distorsions géométriques. Une pièce usinée peut se déformer ou prendre une forme différente de celle souhaitée en raison des contraintes résiduelles présentes à l'intérieur. Par exemple, un arbre tourné pourrait se plier ou s'écarter de sa rectitude attendue même plusieurs heures après l'usinage.
Les déformations dimensionnelles sont un autre symptôme des contraintes résiduelles. Ceux-ci peuvent provoquer des variations non désirées des dimensions de la pièce après usinage. Une pièce tournée, par exemple, pourrait se contracter ou se dilater, entraînant des écarts par rapport aux tolérances requises.
De plus, les contraintes résiduelles peuvent provoquer des déformations imprévues après la phase de traitement thermique. Surtout dans les traitements qui ont lieu à des températures élevées telles que la cémentation et la trempe, des contraintes résiduelles excessives peuvent entraîner des déformations indésirables qui compromettent la qualité de la pièce.
Comment contenir l'impact des contraintes résiduelles ?
Heureusement, plusieurs techniques peuvent être utilisées pour atténuer les contraintes résiduelles dans les pièces usinées et assurer leur qualité.
Voici certaines des stratégies les plus courantes :
Traitements thermiques ciblés : leur application peut contribuer à réduire les contraintes résiduelles. Le processus de recuit ou de trempe et de revenu de l'ébauche peut permettre au matériau de se détendre progressivement, réduisant ainsi les contraintes internes.
Redressement ou déformation contrôlée : Dans certains cas, ils peuvent être appliqués pour réduire les contraintes résiduelles. Ces procédés impliquent la déformation plastique de la pièce de manière contrôlée, permettant de corriger les effets des contraintes résiduelles.
Usinage séquentiel contrôlé : peut aider à réduire les contraintes résiduelles. Cela peut inclure l'utilisation d'étapes d'usinage progressives ou l'alternance entre les opérations de coupe et de relaxation des contraintes pour minimiser l'accumulation de contraintes.
Optimisation des conditions de coupe : la vitesse de coupe, l'avance et l'utilisation d'outils adaptés peuvent contribuer à réduire les contraintes résiduelles. Le choix correct des outils et des paramètres d'usinage peut réduire l'accumulation de contraintes pendant le processus.
Il est important de prendre en compte le matériau, la géométrie de la pièce et les spécifications d'usinage pour choisir les techniques d'atténuation des contraintes résiduelles les plus appropriées. Parfois, une combinaison de plusieurs stratégies peut être nécessaire pour obtenir des résultats optimaux.
En conclusion, les contraintes résiduelles peuvent être un problème important pour les pièces usinées . Cependant, avec l'adoption des bonnes stratégies d'atténuation, il est possible de garantir la qualité des pièces, en minimisant les effets négatifs des contraintes résiduelles. Chez GSI, grâce à notre bureau technique, nous sommes en mesure d'accompagner les projets pour adopter la bonne stratégie et prévenir les contraintes résiduelles.
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