La cémentation à l'huile sous vide est un procédé qui consiste à chauffer des pièces métalliques dans un four rempli d'huile et de composé de cémentation. L'objectif de ce procédé est d'améliorer la dureté de la surface, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion des pièces métalliques.
Le processus se compose de quatre étapes principales : la préparation, le chauffage, le refroidissement et le nettoyage. Lors de l'étape de préparation, les pièces métalliques sont nettoyées et dégraissées pour éliminer la saleté, l'huile ou la rouille. La cimentation est un mélange de matières carbonées telles que le charbon, le graphite ou le coke et d'additifs tels que le chrome, le manganèse ou le silicium. Le produit de cimentation est placé dans un récipient et recouvert d'huile. Les pièces métalliques sont ensuite placées dans le récipient et immergées dans l'huile.
Lors de l'étape de chauffage, le récipient est placé dans un four sous vide et chauffé à une température comprise entre 800°C et 1000°C pendant plusieurs heures. Le vide empêche l'oxydation et réduit la formation de gaz dans l'huile. L'huile agit comme un vecteur de carbone et d'autres éléments depuis le composé de cimentation jusqu'à la surface des pièces métalliques. Le carbone se diffuse dans le métal et forme une couche dure appelée gaine. Les autres éléments forment des composés d'alliage qui améliorent les propriétés de la gaine.
Lors de l'étape de refroidissement, le récipient est retiré du four et refroidi lentement jusqu'à la température ambiante. La vitesse de refroidissement affecte la microstructure et la dureté du récipient. Une vitesse de refroidissement plus lente produit un boîtier plus mou et plus ductile, tandis qu'une vitesse de refroidissement plus rapide produit un boîtier plus dur et plus cassant.
Lors de l'étape de nettoyage, les pièces métalliques sont retirées du conteneur et nettoyées à l'aide de solvants ou de solutions alcalines afin d'éliminer l'excès d'huile ou de ciment. Les pièces métalliques sont alors prêtes à être usinées ou utilisées.
La cémentation à l'huile sous vide est une technique largement utilisée pour le durcissement superficiel des pièces en acier telles que les engrenages, les arbres, les roulements et les outils. Elle offre plusieurs avantages par rapport à d'autres méthodes telles que la cémentation ou la nitruration. Certains de ces avantages sont les suivants :
- Elle produit une profondeur de cémentation et une dureté uniformes sur des formes et des géométries complexes.
- Elle réduit la distorsion et la fissuration des pièces métalliques grâce à de faibles contraintes thermiques.
- Améliore le pouvoir lubrifiant et les propriétés anti-friction des pièces métalliques grâce à la présence d'huile.
- Permet un contrôle précis de la teneur en carbone et d'autres éléments dans le boîtier en ajustant la composition et la quantité de l'agent de cimentation.
- Réduit la pollution de l'environnement et la consommation d'énergie en utilisant moins de pétrole et de gaz que les méthodes conventionnelles.