Développement de la trempe bi-fréquence simultanée pour décarboner le traitement des pignons automobiles

L’IRT M2P et ses partenaires du secteur automobile ont mené des travaux de développement de procédés de renforcement superficiel pour des composants de transmission de puissance dans le cadre du projet TRANSFUGE (2018-2024). L’un des axes de développement majeur de ce projet porte sur la technologie de trempe par induction bi-fréquence simultanée en substitution des procédés thermochimiques comme la cémentation pour des réductions significatives des coûts, des variabilités process et de l’impact environnemental.

Figure 1. Profils de traitement de denture et signaux de courant associés

Figure 2. Plateforme Induction Eldec® pour le traitement bi-fréquence simultanée, à l’IRT M2P de Metz

Figure 3. Évolution des points de transformation austénitique Ac1 et Ac3 en fonction de la vitesse de chauffe (échelle logarithmique) pour 3 nuances d'aciers

Figure 4. Profils de dureté, micrographie et profil de contraintes résiduelles de contours de trempe induction sur trois nuances d'aciers

Figure 5. Modélisation thermique de la surface du pignon hélicoïdal traité par induction avec un inducteur simple spire.

Figure 6.  Évolution microstructurale en fond de dent du pignon hélicoïdal : 
a) état de réception, b) après trempe induction bi-fréquence simultanée, 
c) après remise en solution partielle par induction, 
d) après remise en solution partielle et trempe induction bi-fréquence simultanée.

Figure 7. Étapes de la trempe induction du pignon hélicoïdal.

Figure 9. a) Limite d'endurance b) limite à la rupture des pignons trempés par induction comparés aux pignons cémentés de série.

Figure 10. Ensemble des opérations constituant les gammes investiguées (CBP en haut et TPI en bas), et aperçu des différents types de périmètres.

Figure 11. a) Impacts relatifs des deux gammes, détaillant les parts d’impact respectives de leurs différentes étapes, pour les cinq catégories d’impact retenues ; 
b) Focus sur la catégorie changement climatique (calculs effectués avec la méthode EF3.1, et en considérant un mix électrique français).

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