Qu’est-ce que le traitement WPC ?
Le traitement WPC est une technologie qui améliore la fonctionnalité des composants en projetant de minuscules particules sphériques, connues sous le nom de médias à particules fines, sur la surface des produits métalliques.
Plus précisément, la résistance à la fatigue du matériau est améliorée et la résistance au frottement est réduite, ce qui permet de diminuer le poids et d’allonger la durée de vie du produit. Le grenaillage de précontrainte est largement connu comme un traitement similaire, mais le traitement WPC utilise des particules plus fines.
Le grenaillage de précontrainte peut avoir un effet négatif sur la rugosité de la surface traitée, alors que le traitement WPC utilise des médias dont les particules ont une taille inférieure à 1/10e de celles utilisées dans le grenaillage de précontrainte, ce qui réduit l’augmentation de la rugosité de la surface.
De plus, de petites dépressions appelées micro fossettes sont formées, où l’huile lubrifiante s’accumule, améliorant ainsi les propriétés de glissement. Le traitement WPC est une marque déposée des développeurs, Fuji Manufacturing, Fuji Kihan et Fuji WPC.
Utilisations du traitement WPC
1. Utilisations dans le domaine industriel
Les applications visant à améliorer la résistance à la fatigue sont les suivantes :
- Outils de coupe (fraises en bout, fraises, broches, etc.)
- Matrices de forgeage
- Matrices de laminage
- Poinçons façonnés dans les presses
- Composants de moules (goujons pour moules de coulée sous pression, moules en caoutchouc et moules en plastique)
- Produits à ressorts
Les utilisations pour une meilleure résistance à l’usure comprennent :
- Alimentateurs de pièces
- Divers engrenages
2. Applications dans le secteur de l’esthétique et de l’équipement médical
- Guides de transport de produits chimiques
- Emballage médical et équipement de transport
- Moules pour comprimés
- Ciseaux de coiffure
- Os artificiels
- Boulons médicaux en titane
- Instruments chirurgicaux
- Miroirs dentaires
3. Autres utilisations
Les autres utilisations comprennent les transmissions, les produits alimentaires adhésifs et les liquides comestibles. Les utilisations dans les transmissions comprennent l’amélioration de l’efficacité de la transmission grâce à la réduction des pertes par frottement, l’amélioration de la sensation lors des changements de vitesse et les effets d’insonorisation. La résistance à la fatigue est également accrue, ce qui permet d’améliorer la durabilité.
Les utilisations prévues dans les aliments adhésifs et les liquides comestibles sont d’empêcher le collage et d’améliorer les propriétés de glissement.
Principes du traitement WPC
Le traitement WPC utilise des phénomènes tels que l’écrouissage, l’imposition de contraintes résiduelles de compression et l’affinement de la microstructure des métaux. En d’autres termes, le traitement n’est efficace que sur les métaux où ces phénomènes se produisent.
La surface d’un produit traité WPC est déformée plastiquement par l’impact répété des particules. La déformation plastique provoque l’écrouissage et l’affinement du grain dans la couche superficielle. En outre, des contraintes de compression résiduelles se produisent également.
Les contraintes résiduelles de compression à la surface ont pour effet d’empêcher l’apparition de fissures. Ces phénomènes entraînent une augmentation de la durée de vie en fatigue du métal. En outre, la formation de micro-dimples, qui sont des réservoirs d’huile microscopiques à la surface, améliore les performances de glissement. Le profil de la surface avec moins de convexités et de plus grandes concavités retient facilement l’huile lubrifiante, ce qui contribue à réduire la résistance au frottement et à améliorer la résistance à l’usure.
Plusieurs médias à particules fines utilisés dans le WPC sont disponibles pour différents usages. Tous ont une dureté de 600 HV et plus, et des céramiques de 1 000 HV et plus sont également utilisées. Le choix doit être fait en fonction de l’application.
Traitements WPC appliqués
Le traitement WPC utilise des particules plus fines que le grenaillage de précontrainte général, mais diverses techniques d’application ont été développées. Les méthodes de traitement alpha et de traitement thermique de finition de surface sont présentées ici.
1. Traitement alpha
Le traitement alpha améliore la résistance et la ténacité avec peu de changements dimensionnels ou de forme grâce à la nanocristallisation de la structure métallographique. La nanocristallisation consiste à réduire la taille des grains de la structure métallique.
La déformation plastique des métaux est causée par le mouvement des dislocations, des défauts dans l’arrangement des atomes, alors que les limites des grains avec des orientations différentes entravent le mouvement des dislocations. La nanocristallisation augmente le nombre de joints de grains en réduisant la taille des grains et, par conséquent, la déformation plastique est moins susceptible de se produire.
De plus, les fines irrégularités de surface, appelées microstructures, éliminent les défauts de surface causés par la coupe et réduisent également la résistance au frottement.
2. Traitement de surface méthode de traitement thermique
Cette technologie permet d’augmenter la température de surface du produit par la projection de particules fines, ce qui produit un effet de traitement thermique. L’effet du traitement thermique est obtenu par la répétition instantanée d’un chauffage et d’un refroidissement rapides de la surface du produit traité dans la plage de température supérieure au point de transformation A3, sous l’effet de l’impact des particules fines.
L’austénite résiduelle à la surface du métal est martensitisée, recristallisée et affinée, ce qui se traduit par une plus grande résistance et une meilleure ténacité.