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Traitement thermique sous vide

Processus de modification des propriétés physico-chimiques d’un matériau, par chauffage à haute température dans un four sous vide.

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Qu’est-ce que le traitement thermique sous vide ?

Au fil du temps, tout matériau absorbe l’air auquel il est exposé, ainsi que la poussière et la vapeur d’eau qu’il contient. Le matériau réagit chimiquement et des oxydes, des nitrides ou d’autres composés indésirables sont produits. Ils peuvent être considérés comme des impuretés ou des contaminants.

Chauffer le matériau sous vide permet de le nettoyer et de le protéger. En effet, les polluants se vaporisent lorsqu’ils sont chauffés ou se décomposent thermiquement en l’absence d’oxygène. Les impuretés et les contaminants ainsi dissociées peuvent ensuite être évacuées du four à l’aide du vide.

L’avantage du traitement thermique sous vide, c'est qu’aucune atmosphère gazeuse coûteuse ou inflammable comme l’hydrogène ou l’argon n’est nécessaire pour empêcher l’oxydation du matériau lorsqu’il est chauffé.

Processus de traitement thermique dans des fours sous vide

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Un four sous vide se compose d’une chambre étanche où a lieu le processus de traitement thermique. La chambre est raccordée à un système de vide qui élimine l’azote et l’oxygène, empêchant ainsi l’oxydation et la contamination du matériau traité.

Les types de traitement thermique les plus courants dans les fours sous vide incluent le recuit, le durcissement par précipitation, la trempe, la normalisation et le soulagement des contraintes. Chaque processus se déroule en plusieurs étapes, en fonction des exigences du matériau à manipuler. Les étapes comprennent le chauffage et le trempage à des températures spécifiques, ainsi que le refroidissement à des vitesses précises. Cela permet d’obtenir les propriétés souhaitées, ainsi qu’une finition brillante et sans contamination.

Le traitement thermique dans les fours sous vide garantit des produits homogènes et de haute qualité, parfaits pour les secteurs tels que l’aérospatiale et l’automobile, ainsi que les hôpitaux et les établissements de santé.

TECHNOLOGIE DE VIDE BUSCH POUR LE TRAITEMENT THERMIQUE

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Pour une utilisation dans le traitement thermique sous vide, Busch propose des pompes à vide individuelles ainsi que des systèmes de vide complets, y compris la tuyauterie et le contrôle. Les systèmes de vide pour le traitement thermique se composent généralement de trois éléments : une pompe primaire, un booster de vide et, enfin, une pompe à vide à diffusion conçue pour les niveaux de vide poussé.
Nos solutions

En savoir plus sur le traitement thermique sous vide

Comment fonctionne le traitement thermique sous vide ?

Le traitement thermique sous vide est le processus de traitement thermique des matériaux sous vide. Il permet d'éviter les contaminations ou d'améliorer les propriétés physico-chimiques ou métallurgiques du matériau traité thermiquement.

Qu'est-ce qu'un four sous vide ?

Les fours sous vide sont des types de fours spécialisés utilisés pour les processus de chauffage à haute température dans un environnement exempt d’air ou d’autres gaz.

Où peut-on utiliser le traitement thermique sous vide ?

Le vide est utilisé à l’intérieur de la chambre sous vide étanche dans laquelle le chauffage a lieu. Un système de vide entièrement automatisé est utilisé pour générer le vide nécessaire. Un système de commande permet de surveiller et de régler le niveau de vide en fonction du cycle de chauffage et de l’application. Par exemple, certains matériaux nécessite un dégazage une fois qu’ils atteignent une certaine température. Par conséquent, le système de commande chauffe et maintient le produit à ces températures pendant une période définie pour permettre l’évolution du gaz. Le dimensionnement et la conception de la pompe à vide sont essentiels pour s’assurer qu’elle peut gérer la charge de gaz du produit et du four.

Quels sont les avantages du traitement thermique sous vide ?

L’environnement propre sous vide convient parfaitement à de nombreux processus métallurgiques tels que le brasage, le collage par diffusion, le frittage ou le durcissement. Divers matériaux de pointe et complexes, tels que le titane, l’inconel ou des aciers inoxydables de haute qualité et leurs alliages, sont traités sous vide. Cela permet de créer un produit avec un fini brillant et sans oxyde.

Quelles sont les meilleures pompes à vide pour le traitement thermique ?

Les fours de traitement thermique sous vide nécessitent généralement un système composé de trois types de pompes à vide : les pompes à vide les plus fréquemment utilisées pour le premier étage sont les pompes à vide à vis sèches. Les boosters de vide sont ensuite utilisés pour atteindre une pression de travail inférieure. Le vide poussé est enfin obtenu à l’aide d’une pompe à vide à diffusion.

Comment fonctionnent les systèmes de traitement thermique des fours sous vide ?

  • Un système de four sous vide comprend généralement les composants centraux suivants :
  • Une chambre sous vide utilisée pour maintenir l’environnement sous vide.
  • Une zone chaude, qui est une résistance chauffante isolée, utilisée pour chauffer les matériaux à 1 200 °C pour la plupart des applications et à plus de 2 000 °C pour certains processus spécialisés. L’élément chauffant à résistance isolée se compose d’une série d’éléments chauffants fabriqués à partir de matériaux à haute température tels que l’inconel, le graphite, le molybdène ou le tungstène en fonction de la température du procédé et de l’application. Les éléments s’échauffent sous l’effet de la résistance au courant électrique. Pour éviter les déperditions de chaleur à l’intérieur de la zone chaude, une barrière d’isolation thermique est utilisée pour les environnements sous vide et à haute température.
  • Un système de vide fournit le vide requis. Il se compose principalement d’une pompe primaire, d’un booster de vide et d’une pompe à vide à diffusion.
  • Un système de trempe à gaz utilisé pour refroidir rapidement le produit à la fin du cycle, améliorant ainsi les propriétés des matériaux ou les temps de cycle. Le produit peut également être refroidi en construisant la chambre sous vide décrite ci-dessus comme réservoir sous pression. À des fins de refroidissement, ce réservoir est rempli de gaz haute pression à la fin du cycle.
  • Un système de commande numérique basé sur des automates industriels programmables (API) et un système SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
  • Un système de refroidissement par eau qui permet de maintenir le four frais pendant le fonctionnement.

Quels sont les points clés à prendre en compte lors de l'achat d'un système de vide pour le traitement thermique ?

Il n'existe pas de solution universelle lors de l'achat d'un système de traitement thermique sous vide. Les paramètres suivants doivent être pris en compte pour fournir la solution la plus efficace possible :

  • Puissance de chauffage
  • Température de fonctionnement
  • Compatibilité des processus et des matériaux
  • Uniformité de la température
  • Pureté du gaz et point de rosée
  • Vitesse du gaz de refroidissement
  • Classification du four (pour les applications aérospatiales)
  • Temps d’évacuation et niveau de vide
  • Fonctions de sécurité
  • Chargement et fixation de la charge
  • Aménagement de l’usine et ergonomie

Quelles pompes à vide de Busch sont particulièrement adaptées aux processus de traitement thermique ?

Le choix de la pompe à vide dépend des exigences du procédé respectif. Les produits les plus adaptés sont les pompes à vide à vis sèches COBRA, les pompes à vide à palettes lubrifiées à l’huile R5 et les pompes à vide à diffusion RANGU, ainsi que les boosters de vide PANDA/PUMA.

Quels sont les exemples d’utilisation de la technologie de vide Busch dans les applications de traitement thermique ?

Les pompes à vide Busch sont utilisées dans de nombreux processus thermiques. Du brasage sous vide haute performance de composants de moteurs aéronautiques à l’infiltration de vapeur chimique de freins en fibre de carbone pour les applications aérospatiales et de sport automobile, Busch propose une large gamme de systèmes de vide adaptés à chaque application spécifique.

Comment fonctionne le traitement thermique sous vide ?

Le traitement thermique sous vide est le processus de traitement thermique des matériaux sous vide. Il permet d'éviter les contaminations ou d'améliorer les propriétés physico-chimiques ou métallurgiques du matériau traité thermiquement.

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