Elaboration de carbures cémentés à gradient de propriétés par imbibition réactive : application aux inserts d'outils tricône pour le forage pétrolier et minier
Résumé
La gradation de carbures cémentés par le procédé d’imbibition réactive permet la génération d’importants gradients de dureté dans le volume des pièces de l’ordre de plusieurs centaines de HV sur des dizaines de millimètres.
Il devient alors tout à fait possible de surmonter la limitation imposée par l’antagonisme entre dureté et ténacité et donc de proposer des matériaux conçus pour des applications à la fois très abrasives et présentant de fortes sollicitations à l’impact.
La nuance initiale du matériau à graduer est le premier élément à prendre en compte pour l’imbibition réactive. Elle a en effet une forte influence sur l’imbibition et le revêtement réactif. Il est donc nécessaire d’adapter les cycles temps-température du traitement ainsi que les quantités de matériau d’imbibition dit « matériau d’apport » et de revêtement en fonction de la nuance de départ et du gradient recherché.
Des essais d’usure abrasive et de résistance aux chocs ont permis de démontrer la validité du concept avec un doublement à la fois de la résistance à l’abrasion et à l’impact de l’insert gradué par rapport au même carbure cémenté non traité.