Optimisation des traitements de « trempe laser » des aciers. II. Validation expérimentale des modélisations et recherche d'un revêtement optimal

« Laser hardening » optimization of steels. II. Experimental validation of modelizations and investigation on optimal coating

Résumé

Dans une première partie, publiée dans un numéro précédent, a été présenté une modélisation « semi- phénoménologique » reliant simplement les paramètres opératoires aux effets induits durant une opération de « trempe laser ». Cette seconde partie a pour objectif de démontrer expérimentalement le bien fondé de la modélisation et d'en souligner les conséquences pratiques afin de contribuer à l'industrialisation de ce procédé et de guider dans leur choix les éventuels utilisateurs. La modélisation a été plus particulièrement appliquée à l'analyse de l'efficacité de divers revêtements absorbants déposés pour améliorer le couplage rayonnement-matériau dans le cas de l'utilisation d'une source laser CO₂. Un revêtement « nitrure » trouvé particulièrement performant a ensuite été utilisé pour le traitement de « trempe laser » d'un acier du type 55Cr4 avec différentes conditions opératoires. La confrontation des observations réalisées après traitements avec les prévisions issues de la modélisation démontre la validité et les possibilités de l'analyse. L'extension de cette modélisation simplifiée à l'ensemble des traitements de trempe superficielle d'alliages ferreux avec des faisceaux laser issus de sources CO₂, ou autres, et présentant des répartitions énergétiques plus ou moins complexes, paraît tout à fait raisonnable ; des essais réalisés avec un dispositif optique permettant d'éclairer avec une répartition de type « bande gaussienne » confirme ce point. Ce travail devrait aider les utilisateurs potentiels dans leur choix et sa poursuite pourrait aider des équipementiers à concevoir les installations de « traitements laser contrôlé » qu'il reste à développer pour que cette technique puisse s'implanter dans l'industrie.