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A. CORNET et J.-P. DEVILLE
2.1.2. Paramètres de l’usure abrasive
L’usure abrasive est due à la présence de particules dures qui peuvent soit provenir d u n e pollution externe, soit résulter de la dégradation des surfaces par
une autre cause, à laquelle il faut évidemment s’attaquer pour traiter le problème. En ce qui concerne la pollution externe des mécanismes, il est relativement facile de s’en affranchir par une étanchéité soignée et par l’emploi de
filtres, tant sur les circuits hydrauliques que sur les circuits de lubrification.
En fait, il y a toujours coexistence des deux modes d‘action (déformation et
coupe), la part de la coupe restant en général assez faible (10 à 20 %). Cette proportion dépend des duretés relatives surface abraséelabrasif ; pour un rapport
allant de 0,8 à 1,3 l’abrasion par coupe est négligeable. Si le matériau est fragile,
la rayure peut provoquer des effritements.
I1 existe une relation directe entre la charge appliquée et l’importance de
l’usure. Certains auteurs distinguent l’usure par low stress abrasion, qui correspond approximativement au mécanisme à trois corps et l’usure par high stress
abrasion, qui correspond approximativement au mécanisme à deux corps avec
déformation plastique car il faut une charge suffisante pour enchâsser les particules dures. L’usure abrasive augmente avec la taille (jusqu’à 100 pm) et le
nombre des particules.
2.1.3. Usure abrasive et ingénierie des surfaces
En ce qui concerne les surfaces il faut augmenter la dureté superficielle sur une
profondeur importante.
Dans le cas des alliages, l’usure dépend également de la microstructure qui
doit contenir des précipités durs au sein d’une matrice suffisamment résistante
pour qu’ils ne soient pas arrachés ; par exemple, dans le cas d u n acier on apportera un pourcentage important de phases dures (carbures, nitrures) dans une
matrice de dureté au moins égale à 600 H V .
L’usure abrasive dépend de l’état de surface initial ; on doit avoir une rugosité
aussi faible que possible ; la tenue est liée à la forme des saillies (arêtes vives,
angles aigus) et à la hauteur relative de ces saillies par rapport au jeu (risque
de traverser le film lubrifiant), le milieu ambiant peut jouer un rôle défavorable
en facilitant la formation de particules plus dures par oxydation des microcopeaux.
On observe généralement une augmentation de l’usure abrasive avec la température par transformation défavorable des couches superficielles en oxydes
durs ; on doit chercher à augmenter la tenue du matériau à cette oxydation.
I1 existe des cas où l’usure abrasive est provoquée comme dans le polissage
métallographique : on cherche alors à favoriser la coupe en minimisant la déformation (écrouissage superficiel) ; l’abrasif doit être très dur : alumine, diamant,
mais la pression doit être limitée sous peine d’émousser les arêtes de coupe.
A. CORNET et J.-P. DEVILLE
2.1.2. Paramètres de l’usure abrasive
L’usure abrasive est due à la présence de particules dures qui peuvent soit provenir d u n e pollution externe, soit résulter de la dégradation des surfaces par
une autre cause, à laquelle il faut évidemment s’attaquer pour traiter le problème. En ce qui concerne la pollution externe des mécanismes, il est relativement facile de s’en affranchir par une étanchéité soignée et par l’emploi de
filtres, tant sur les circuits hydrauliques que sur les circuits de lubrification.
En fait, il y a toujours coexistence des deux modes d‘action (déformation et
coupe), la part de la coupe restant en général assez faible (10 à 20 %). Cette proportion dépend des duretés relatives surface abraséelabrasif ; pour un rapport
allant de 0,8 à 1,3 l’abrasion par coupe est négligeable. Si le matériau est fragile,
la rayure peut provoquer des effritements.
I1 existe une relation directe entre la charge appliquée et l’importance de
l’usure. Certains auteurs distinguent l’usure par low stress abrasion, qui correspond approximativement au mécanisme à trois corps et l’usure par high stress
abrasion, qui correspond approximativement au mécanisme à deux corps avec
déformation plastique car il faut une charge suffisante pour enchâsser les particules dures. L’usure abrasive augmente avec la taille (jusqu’à 100 pm) et le
nombre des particules.
2.1.3. Usure abrasive et ingénierie des surfaces
En ce qui concerne les surfaces il faut augmenter la dureté superficielle sur une
profondeur importante.
Dans le cas des alliages, l’usure dépend également de la microstructure qui
doit contenir des précipités durs au sein d’une matrice suffisamment résistante
pour qu’ils ne soient pas arrachés ; par exemple, dans le cas d u n acier on apportera un pourcentage important de phases dures (carbures, nitrures) dans une
matrice de dureté au moins égale à 600 H V .
L’usure abrasive dépend de l’état de surface initial ; on doit avoir une rugosité
aussi faible que possible ; la tenue est liée à la forme des saillies (arêtes vives,
angles aigus) et à la hauteur relative de ces saillies par rapport au jeu (risque
de traverser le film lubrifiant), le milieu ambiant peut jouer un rôle défavorable
en facilitant la formation de particules plus dures par oxydation des microcopeaux.
On observe généralement une augmentation de l’usure abrasive avec la température par transformation défavorable des couches superficielles en oxydes
durs ; on doit chercher à augmenter la tenue du matériau à cette oxydation.
I1 existe des cas où l’usure abrasive est provoquée comme dans le polissage
métallographique : on cherche alors à favoriser la coupe en minimisant la déformation (écrouissage superficiel) ; l’abrasif doit être très dur : alumine, diamant,
mais la pression doit être limitée sous peine d’émousser les arêtes de coupe.