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1. L’influence de la temperature et de la corrosion sur les ressorts

   01/03/2019 18:48 Commentaires fermés sur L’influence de la temperature et de la corrosion sur les ressorts

   

   
   

   La combinaison de la durée de vie demandée et des conditions dans lesquelles le ressort doit fonctionner est l’un des défis sur lesquels nous n’exerçons que peu d’influence en tant que fabricant de ressorts. En fonction des exigences du système, nous déterminons tout d’abord quel matériau est suffisamment résistant à la corrosion et/ou est utilisable dans l’application. Alcomex détermine en même temps dans la plage de température indiquée si le matériau choisi a encore suffisamment de propriétés mécaniques pour fonctionner. Pour ceci, la combinaison adéquate s’avère très souvent très difficile à trouver.

   Materiau et traitement de surface comme solution

   Après le premier examen, on se penche sur l’application dans laquelle le ressort va être utilisé. Il peut arriver que l’environnement de travail du ressort soit si corrosif que certains matériaux apportent simplement « une réponse ». La solidité des ressorts et des produits de ressort est principalement déterminée par l’épaisseur du fil par rapport à la résistance à la traction [N/mm2]. L’épaisseur du fil et la résistance à la traction ont des conséquences sur la constante de ressort, donc le fonctionnement du ressort, et influent aussi sur la durée de vie. En choisissant un autre matériau, vous pouvez souvent résoudre un problème. Attention, dans des applications aux coûts très élevés, c’est souvent trop cher parce que des matériaux spécifiques, plus exotiques ne sont simplement pas disponibles en fil d’acier ou en feuillards.

   Il est souvent possible de choisir un traitement de surface comme solution alternative. Les traitements de surface les plus fréquents sont : la galvanisation, le phosphatage, le nickelage, le chromage, le revêtement en poudre, l’étamage et l’argenture/dorure. Tous ces traitements de surface ajoutent des propriétés spécifiques au ressort, ce qui augmente la durée de vie et rend le produit adéquat pour l’application, avec comme base que les propriétés mécaniques ne soient pas influencées négativement.

   Fragilisation par l’hydrogène pour materiaux de ressorts

   L’utilisation de traitements de surface n’est pas sans risque et si ce n’est pas bien réalisé, cela peut entrainer la fragilisation des matériaux. On appelle ce phénomène la fragilisation par l’hydrogène et on le rencontre dans tous les cas où l’hydrogène peut se développer sur la surface de l’acier. L’effet de la fragilisation par l’hydrogène sur l’acier est que l’acier se casse à une résistance à la traction beaucoup plus basse qu’à la normale, malgré le fait que l’acier a des valeurs de durabilité normales aux tests de durée de vie. La fragilisation par l’hydrogène peut être causée par des processus de traitement de surface et apparait lorsque les ressorts sont exposés à des acides non oxydés, au nettoyage et revêtement cathodique. Remarque : les ressorts à lames, qui ont durci après avoir pris forme y sont sensibles.

   La réalisation de traitements de surface n’est pratiquement jamais sans risque. Alcomex réalise toujours ces traitements en concertation avec des partenaires spécialisés pour garantir la qualité de nos produits et solutions de ressort.

2. Comment determiner le materiau adequat pour un ressort?

   15/01/2019 10:43 Commentaires fermés sur Comment determiner le materiau adequat pour un ressort?

   

   
   

   En fonction de l’application et des exigences fixées, on choisit l’utilisation d’un matériau déterminé ou d’un traitement de surface spécifique. Les propriétés mécaniques et thermodynamiques et la résistance à la corrosion jouent un rôle important ici, mais chez Alcomex on se penche également sur la disponibilité et sur les coûts. Un matériau exotique, qui serait probablement parfait pour une utilisation déterminée de ressort, est souvent trop cher et non disponible sous forme de fil.

   Connaissance des materiaux et du traitement de surface

   Au sein du département technique d’Alcomex on cherche toujours les options pour améliorer les matériaux existants en concertation avec les fabricants de fil. Au fil des ans, le fil utilisé chez Alcomex a été considérablement amélioré (de meilleures résistances à la traction par rapport à EN 10270-1 par exemple). Nous pouvons dès lors autoriser des charges plus importantes sur les ressorts que nous avons conçus. Outre l’amélioration des propriétés mécaniques, nous regardons également s’il est possible d’adapter des ressorts à une application déterminée en utilisant un traitement de surface spécifique. Le dépôt sous forme de vapeur de l’or en est un exemple simple ; c’est comme cela que les ressorts reçoivent une fine couche d’or, ce qui garantit une bonne résistance à la corrosion (l’or est aussi un excellent conducteur d’électricité et est assez résistant à l’usure). Pourtant, le facteur prohibitif dans cet exemple est le coût trop élevé pour la plupart des applications.

   Le vaste programme de test d’alcomex

   Comme les applications représentent de plus en plus des défis, la connaissance des matériaux est devenue primordiale au cours des dernières années chez Alcomex. Les exigences spécifiques concernant la résistance à la température et à la corrosion et la durée de vie prévisible nous obligent à tester les comportements des matériaux.

   Chez Alcomex, nous disposons d’un vaste programme de test pour définir la durée de vie et la relaxation. En collaboration avec nos partenaires, il est même possible de tester des ressorts directement dans l’application. L’un des exemples relatifs au test direct dans l’application du client a été la question : Quelle est la durée de vie d’un ressort de compression en INOX 316 à 80°C dans de la vapeur d’eau avec 40% d’acide sulfurique (H2SO4)? Il est ressorti des résultats du test qu’après 80 heures, les ressorts en INOX 316 étaient fortement corrodés et qu’il ne leur était dès lors plus possible de fournir la force nécessaire.

   La solution pour cette application spécifique choisie par Alcomex en concertation avec son partenaire fut l’utilisation de simples ressorts en acier avec revêtement spécial. La durée de vie que le test a révélé fut d’environ 2000 heures.

   Un autre défi qu’Alcomex doit régulièrement relever est celui des ressorts qui sont en contact avec des températures relativement élevées dans une application. En chauffant en continu les ressorts (environ 250°C), ils sont pratiquement constamment recuits sans tension, la recuisson sans tension fait à présent partie du processus de production. Pourtant, chauffer jusqu’à 250°C de manière constante est une autre histoire. A des températures encore plus élevées, les propriétés mécaniques diminuent très vite, ainsi que la constante du ressort (N/mm). En d’autres termes, les ressorts ne font plus ce à quoi ils servent, il existe naturellement des matériaux standards pour cela mais même ceux-là ne sont parfois pas suffisants et il faut chercher une solution dans la conception totale dont le ressort fait partie.

   Module d’élasticité modifié sous température

   (E(application)=E20 * [1-r *(t-20)] => t [temp-application] à 20°C température ambiante et r=0,25×10¯³ pour le ressort en acier et r=0,4×10¯³ pour RVS).

   Dans ce type de cas spécifiques, il importe de regarder l’ensemble du système et puis de choisir seulement le matériau. Car on peut souvent choisir un matériau existant pour les ressorts par une simple modification du concept. L’application d’ailettes de refroidissement ou d’une isolation est par exemple parfois déjà suffisante pour garantir le temps de réglage souhaité du ressort.

   Dans chaque segment du marché, il y a des exigences techniques spécifiques, il existe d’innombrables applications, ce qui fait qu’il est impossible de les clarifier. Nous pouvons par contre affirmer qu’au cours de l’existence d’Alcomex, l’équipe technique a résolu de très nombreux puzzles. De plus, nous cherchons constamment de nouvelles techniques et de nouveaux traitements de surface que l’on peut utiliser pour nos clients, en plus de notre longue expérience.

   Par : Marco Dekker | Responsable recherche et developpement