Traitement thermique sous vide dans l'industrie automobile

Le cœur dur de la technologie de transmission moderne

Le monde automobile d’aujourd’hui connaît d’énormes changements. Les voitures électriques, les réglementations plus strictes en matière d’émissions et le désir d’avoir des véhicules plus efficaces font avancer l’industrie. Mais l’un des plus grands défis reste la conception et la fabrication de transmissions modernes. C’est là que les connaissances traditionnelles en matière d’ingénierie rencontrent les exigences d’une nouvelle mobilité durable.

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Contexte

Une boîte de vitesses moderne doit non seulement être performante, mais aussi légère. Cela est d’autant plus difficile si l’on considère que les voitures sont aujourd’hui souvent équipées de moteurs plus petits mais plus puissants. Le défi consiste à construire une boîte de vitesses qui supporte cette puissance accrue avec le moins de perte d’énergie possible sur la route. Pour que les pièces d’un engrenage soient à la fois dures et résistantes et restent flexibles, on utilise le principe de la « carburation de la couche superficielle ». La surface d’une pièce en acier est durcie par l’incorporation d’atomes de carbone. Le noyau reste ductile, la surface de la pièce devient plus dure et plus résistante à l’usure.

Aperçu

Secteur d’activité :

Automobile

Procédure :

Cémentation à basse pression avec trempe au gaz à haute pression

Prestations :

Analyse et simulation, nouvelle conception, production de supports de chargement CFC / supports de marchandises / supports de charges / supports de pièces / supports CFC

résultat :

Amélioration significative des étirements

Le défi

Pour une pièce annulaire filigrane à paroi mince, la cémentation selon la technologie de cémentation basse pression (NDA) avec trempe gazeuse haute pression (HDGA) a été choisie en raison des exigences de qualité élevées (tolérances de forme et de dimensions, paramètres de dureté). Le traitement a été effectué dans une installation moderne de traitement thermique sous vide . Lors du processus de cémentation, les composants sont chauffés dans le four à des températures avoisinant les 900° C. Le carbone est alors libéré dans l’air. Cela permet au carbone du gaz de traitement de se diffuser dans la surface du composant. Le composant est ensuite rapidement refroidi afin de fixer les atomes de carbone diffusés dans la structure de la surface.

Les défis suivants sont à prendre en compte :

  • La qualité : Réduction maximale des déformations de la pièce après le traitement
  • La sécurité des processus : Des résultats reproductibles de manière fiable
  • l’efficacité des coûts : Optimisation des coûts de production

La tâche concrète : durcir des bagues métalliques à paroi mince

Un anneau à paroi mince a été cémenté sous vide en une seule couche sur un support CFC . Le procédé utilisé n’était pas encore adapté à une production en série. Il en résultait une dispersion intolérable de la concentricité.
Graphite Materials Fallstudie Härten Grafik Rundheitsabweichung
Graphite Materials - Fallstudien - Härten - CFC Gestell beladen

Processus et résultats commerciaux

Lors de la analyse approfondie du processus existant nous avons pu constater que des optimisations étaient possibles à différents endroits.

Conception du support adaptée au composant

Le positionnement des anneaux a été repensé. Dans une série de tests, 700 anneaux de quatre lots différents ont été mesurés et évalués après le traitement thermique sur le support optimisé. Les écarts de forme et de dimensions sont tous restés dans les tolérances requises.

Graphite Materials Team bei der Arbeit

Le résultat

Grâce à la conception optimisée de la poutre a permis de réduire les valeurs maximales d’écart de circularité de 25 % et l’écart moyen de 50 %.

Aucune bague n’a dû être déclarée comme rebut.

Le nouveau design de la poutre a reçu l’approbation libération de la série et a été adopté comme nouveau standard a été mis en œuvre.

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