Technique de cémentation ou nitruration du métal

[guiguihrz]

Salut à tous,
J'ai fait faire des boules d'emboutissage, par martelage (marteau à restreindre). Je me rappelle de mes cours à ce sujet, mais il n'y avait pas la technique pour réaliser la cémentation (traitement de surface d'une matière métallique).
Donc, si quelqu'un connait la technique pour cémenter mes tas, ce sera le bien venu. Il faudra tout de même préciser :

- la température nécessaire à cette opération ;
- les produits utilisés ;
- le temps de chauffe.

Mon frère m'avait parlé de cémenter à la fiente de pigeon (contenant du phosphore) : cette technique date du Moyen-Age, donc cela a dû être perfectionné et la technique a dû bien changer...
Pourriez vous me donner une technique pour faire cette cémentation ?
Au revoir.

[BDelor]

Bonsoir,
Personnellement, je pense que la réalisation d'une cémentation est une opération difficilement exécutable avec des moyens artisanaux, quoique la carburation à la forge soit à priori possible si l'on maîtrise parfaitement la conduite du feu.

Une recherche sur wikipédia apporte la réponse aux questions que tu te poses (cf. texte ci-dessous).

La cémentation désigne deux procédés métallurgiques :

• historiquement, c'est une procédé de fabrication de l'acier par réaction de fer, obtenu en bas fourneau, avec du monoxyde de carbone ;
• acception moderne : procédé de métallurgie servant à durcir les aciers par ajout superficiel de carbone, avant une trempe superficielle.

Le mécanisme est le même dans les deux cas, mais dans le procédé historique, on attend « suffisamment longtemps » pour que le carbone pénètre à cœur.

Ce traitement est utilisé pour augmenter la dureté superficielle de pièces en acier doux et demi doux, c'est-à-dire en acier non allié contenant moins de 0,3 % de carbone (type C22). Pour cela on augmente la teneur superficielle en carbone (il faut cependant que cet acier contienne des éléments tels que : Cr, Mn, Ni, Mo, B).

Aspect métallurgique
Elle se réalise à une température comprise généralement entre 900 °C et 930 °C. La durée de traitement dépend de la profondeur désirée (de 0,1 à 3 mm). Le potentiel carbone recherché est communément de 0.85 %. Celui-ci est obtenu aujourd'hui par craquage de liquide organique directement dans le laboratoire de traitement. On utilise un mélange d'azote et de méthanol, en craquant le méthanol donnera le CO et le CO2. Le CO apportera le carbone naissant. Cette phase d'enrichissement est généralement suivie d'une trempe à l'huile ou au polymère et d'un revenu basse température. Un nouveau procédé dit de cémentation basse pression remplace progressivement la cémentation atmosphérique.
Autrefois, on pratiquait la cémentation solide. On utilisait à cet effet soit des poudres, mais l'action était inégale et laissait des plages douces, soit des grains de 6 à 8 mm de grosseur qui offraient un meilleur passage aux gaz et donnaient une meilleure conductivité thermique. Le cément de Caron était très utilisé (60 parties de charbon de bois et 40 parties de carbonate de calcium)

En plus d'une dureté superficielle élevée (58 à 63 HRC selon la température du revenu), la cémentation apporte résistance à l'usure et tenue à la fatigue.

Comme pour les traitements thermiques de trempe, il est préférable d'anticiper les variations géométriques des pièces en laissant une surépaisseur de rectification.
Après cémentation, les pièces peuvent être trempées, puis elles passent dans un four de revenu à des températures comprises entre 175 °C et 200 °C.

[guiguihrz]

salut BDelor,
Merci de ta réponse. J'avais vu cet article sur wikipédia, mais je me demandais plutôt s'il était possible de traiter l'acier avec la fiente de pigeon.
Quelqu'un le sait ?
Bon courage et bonne fin de journée.
Guigui

[BDelor]

Dans ce cas, il s'agirait plutôt de nitruration, traitement de surface qui permet lui aussi d'obtenir un durcissement de l'acier, mais cette fois par incorporation de nitrures.
Là encore le procédé est industriel, et la pénétration de l'azote dans l'acier est très lente (de l'ordre d'un centaine d'heures par mm).

[guiguihrz]

Oui, ça ne vaut pas vraiment le coup, ce sera plutôt une perte de temps.
Merci pour ta réponse.

[BDelor]

Effectivement, l'industrie a l'avantage de nous proposer aujourd'hui une multitude de nuances d'aciers, dont le premier intérêt est de nous permettre de travailler des matières dont les caractéristiques physiques et chimiques sont connues, ce qui était difficilement le cas avec les procédés empiriques évoqués ci-dessus.
On tire ainsi parti de bases sûres pour aller plus loin dans la réflexion sur le choix des aciers et des traitements thermiques pour tel ou tel usage, leur comportement lorsque utilisés dans tel ou tel damas, etc...

[guiguihrz]

Il faudrait sûrement des moyens complexes, et qui dit complexes, dit chers le plus souvent. Je suis un grand rêveur !
Bonne soirée.