Matériaux de friction
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hydrodynamique…). Son apparition peut être progressive si les matériaux sont
adaptés, mais aussi brutale et conduire rapidement au grippage, s’ils ne le sont pas.
La nature et les propriétés des matériaux sont donc impliqués d’une manière
directe dans les situations d’usure adhésive. Plusieurs orientations sont à considérer
pour la prévenir ou la limiter:
• Eviter le contact direct métal/métal.
• Limiter les paramètres de fonctionnement: pression, vitesse, géométrie du
contact, de façon à éviter les déformations plastiques locales et les échauffements.
• Limiter l’aptitude à l’adhésion des matériaux par un choix bien orienté des
éléments formant le couple de contact et par l’utilisation des traitements et
revêtements de surface.
• Respecter la cinématique des surfaces et veiller à ce que la grande surface
soit suffisamment dure et lisse.
• Se préoccuper de l’évacuation de l’énergie dissipée dans le contact en choisissant des matériaux possédant une bonne conductibilité thermique, notamment pour l’élément le plus facile à ventiler.
25.3.2 Matériaux de glissement résistant à l’adhésion
D’une manière générale, la résistance à l’usure adhésive exige des matériaux
certaines propriétés spécifiques:
• énergie superficielle basse;
• compatibilité tribologique, c’est-à-dire peu d’affinité chimique ou métallurgique avec l’antagoniste; ceci implique l’utilisation préférentielle de matériaux différents dans un contact;
• aptitude à former des films réactionnels;
• structure appropriée: la structure hexagonale est généralement bénéfique.
Dans le cas des aciers, la structure, la dureté et l’état d’oxydation sont les facteurs les plus influents. On s’orientera vers des structures aussi différentes que possible. Les structures fines telles que les perlites, bainites ou martensites sont préférables aux structures à gros grains telles que ferrite ou austénite dont les nombreux
plans de glissement ne demandent qu’à émerger et créer des surfaces actives.
L’addition d’éléments tels que le carbone, le chrome, le vanadium, le niobium, le
molybdène et le tungstène améliore la résistance à l’usure.
La dureté du substrat doit être suffisante pour éviter la rupture des films
d’oxyde et les déformations locales. On préconise généralement une dureté minimale de 350 à 450 HV pour les aciers hypoeutectoïdes et 250 HV pour les aciers
hypereutectoïdes. Une dureté de 350 à 450 HV est aussi admissible dans le cas d’un
écrouissage induit par le frottement lui-même. Pour des duretés supérieures à
700 HV, il est rare d’observer de l’usure adhésive sévère. On admet donc généralement que pour accroître raisonnablement la résistance à l’usure de deux surfaces
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hydrodynamique…). Son apparition peut être progressive si les matériaux sont
adaptés, mais aussi brutale et conduire rapidement au grippage, s’ils ne le sont pas.
La nature et les propriétés des matériaux sont donc impliqués d’une manière
directe dans les situations d’usure adhésive. Plusieurs orientations sont à considérer
pour la prévenir ou la limiter:
• Eviter le contact direct métal/métal.
• Limiter les paramètres de fonctionnement: pression, vitesse, géométrie du
contact, de façon à éviter les déformations plastiques locales et les échauffements.
• Limiter l’aptitude à l’adhésion des matériaux par un choix bien orienté des
éléments formant le couple de contact et par l’utilisation des traitements et
revêtements de surface.
• Respecter la cinématique des surfaces et veiller à ce que la grande surface
soit suffisamment dure et lisse.
• Se préoccuper de l’évacuation de l’énergie dissipée dans le contact en choisissant des matériaux possédant une bonne conductibilité thermique, notamment pour l’élément le plus facile à ventiler.
25.3.2 Matériaux de glissement résistant à l’adhésion
D’une manière générale, la résistance à l’usure adhésive exige des matériaux
certaines propriétés spécifiques:
• énergie superficielle basse;
• compatibilité tribologique, c’est-à-dire peu d’affinité chimique ou métallurgique avec l’antagoniste; ceci implique l’utilisation préférentielle de matériaux différents dans un contact;
• aptitude à former des films réactionnels;
• structure appropriée: la structure hexagonale est généralement bénéfique.
Dans le cas des aciers, la structure, la dureté et l’état d’oxydation sont les facteurs les plus influents. On s’orientera vers des structures aussi différentes que possible. Les structures fines telles que les perlites, bainites ou martensites sont préférables aux structures à gros grains telles que ferrite ou austénite dont les nombreux
plans de glissement ne demandent qu’à émerger et créer des surfaces actives.
L’addition d’éléments tels que le carbone, le chrome, le vanadium, le niobium, le
molybdène et le tungstène améliore la résistance à l’usure.
La dureté du substrat doit être suffisante pour éviter la rupture des films
d’oxyde et les déformations locales. On préconise généralement une dureté minimale de 350 à 450 HV pour les aciers hypoeutectoïdes et 250 HV pour les aciers
hypereutectoïdes. Une dureté de 350 à 450 HV est aussi admissible dans le cas d’un
écrouissage induit par le frottement lui-même. Pour des duretés supérieures à
700 HV, il est rare d’observer de l’usure adhésive sévère. On admet donc généralement que pour accroître raisonnablement la résistance à l’usure de deux surfaces