Dans le domaine de la fabrication industrielle, l'amélioration de la résistance à l'usure des matériaux pour remédier aux problèmes d'usure localisée est devenue une approche technique importante. Les procédés de rechargement traditionnels ont principalement pour double objectif de restaurer les dimensions des pièces et d'améliorer l'état de surface. Ces technologies utilisent diverses sources de chaleur, notamment les flammes, les arcs électriques et les arcs plasma, pour appliquer les matériaux de rechargement sur la surface de la pièce.

1. Principes fondamentaux des procédés de revêtement traditionnels

La couche de revêtement s'accumule sous son propre poids sur la surface de la pièce, formant une couche fonctionnelle offrant une excellente résistance à l'usure et à la corrosion. Actuellement, dans les procédés de revêtement, le carbure de tungstène est couramment utilisé comme matériau auxiliaire essentiel à la préparation de matériaux spécifiques. On distingue deux principaux types de matériaux : les électrodes de revêtement en carbure de tungstène et les fils de soudage en carbure de tungstène.

Les électrodes de revêtement en carbure de tungstène sont principalement produites selon deux approches techniques principales :

• Utilisation de fil d'acier à faible teneur en carbone comme matériau de base et en ajoutant des particules de carbure de tungstène au revêtement pour en améliorer la fonctionnalité.
• Remplissage direct de tubes en acier à faible teneur en carbone ou en acier allié avec des particules de carbure de tungstène pour former des électrodes composites.

2. Méthodes de revêtement et caractéristiques techniques

En plus des méthodes de préparation des matériaux de revêtement en carbure de tungstène, les procédés de revêtement courants comprennent également trois méthodes typiques : le soudage à l’arc manuel, le soudage oxyacétylénique et le soudage TIG (Tungsten Inert Gas).

La principale différence entre ces méthodes de soudage par dépôt réside dans l'absence de pré-dépôt de particules de carbure de tungstène lors du processus de rechargement. De ce fait, le procédé de soudage induit des différences significatives en termes de combustion et de décarburation, ce qui entraîne des variations de la résistance à l'usure finale de la surface rechargée.

Le soudage à l'arc manuel utilise des paramètres similaires aux procédés de soudage à l'arc manuel conventionnels. Par exemple, avec une électrode de 4.0 mm de diamètre, le courant de gainage est généralement contrôlé autour de 170 A et la température de l'arc peut atteindre environ 4 000 °C.

3. Mécanisme d'impact thermique des particules de carbure de tungstène

Pour obtenir l'effet d'amélioration de l'usure souhaité, il est essentiel de prendre en compte le comportement thermique des particules de carbure de tungstène pendant le processus de soudage :

• fines particules de carbure de tungstène, en raison de leur surface spécifique plus importante, ont tendance à subir une brûlure importante lors du soudage.
• Après combustion, les fines particules se régénèrent en cristaux de carbure de tungstène et autres structures composites.
• Particules grossières de carbure de tungstène Elles subiront moins de combustion, mais une couche de décarburation se formera à leur surface.
• La formation de cette couche de décarburation entraîne directement une diminution de la résistance à l'usure du matériau.

4. Évaluation du processus et état actuel de la demande

Compte tenu des limitations techniques mentionnées ci-dessus, les méthodes traditionnelles n'ont pas permis d'obtenir des résultats optimaux pour le dépôt de couches renforcées de carbure de tungstène. Cependant, en raison de leur simplicité de mise en œuvre et de la large disponibilité des équipements, ces méthodes restent utilisées dans certains cas.

Greenstone-Tech mène des recherches approfondies et une optimisation technique des procédés traditionnels et développe une nouvelle génération de technologie de rechargement laser. L'objectif est de pallier les limitations inhérentes aux méthodes traditionnelles et d'offrir aux clients des solutions de traitement de surface plus performantes.