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Traitement de surface : moins de frottement pour moins d’usure

Schaeffler a procédé à l’extension de son centre de compétences « Techniques de Surfaces » sur le site de Herzogenaurach. Dorénavant le groupe dispose de possibilités accrues en termes de développement de solutions personnalisées. Parallèlement, il augmente ses capacités de production en série pour répondre rapidement à une demande croissante de composants avec revêtement de qualité.

Mis en service en 2007, le centre de techniques de surfaces de Schaeffler s’est particulièrement développé ces dernières années. Le chiffre d’affaires des pièces avec revêtement a augmenté de 50%. « Nos investissements en R&D nous permettent d’offrir aux clients une plus grande valeur ajoutée grâce à des surfaces fonctionnelles », a déclaré le Dr. Ing. Peter Gutzmer, membre du conseil d’administration et responsable des développements techniques produits chez Schaeffler, lors de la mise en service des nouvelles installations. Schaeffler propose maintenant un vaste panel de revêtements qui permettent d’optimiser, soit individuellement, soit en combinaison, les surfaces des composants et des systèmes. Ces revêtements augmentent la durée de vie des composants et protègent contre la corrosion et le passage de courant. Par ailleurs, ils minimisent le frottement, les détériorations dues au glissement et l’usure.

Poussoirs avec revêtement Triondur® pour les systèmes de commande de soupapes dans l’automobile : réduction de la consommation et des émissions. © Schaeffler
Roulement à rouleaux cylindriques avec revêtement Durotect® B : pour un frottement plus faible et moins d’usure,  par exemple dans les multiplicateurs de vitesse des éoliennes. © Schaeffler

Revêtements multifonctions
Les développements les plus récents permettent de réaliser des couches multifonctions avec intégration de capteurs. Et cela, tant pour les volumes relativement faibles destinés aux applications industrielles, que pour les millions de pièces livrées à l’industrie automobile. « Il est primordial que nous, Schaeffler, considérions aujourd’hui la surface comme un élément de construction. Avec nos équipements techniques et notre savoir faire en procédés et en applications, nous sommes en mesure, dès le stade du développement, de fournir des prototypes et de les transférer par la suite directement vers une fabrication série », explique Dr. Ing.Tim Hosenfeldt, responsable du centre de compétence en techniques de surfaces de Schaeffler. Les poussoirs de soupapes pour Nissan dotés du revêtement Triondur® en sont un exemple ; ils contribuent à une nette réduction du frottement dans les systèmes de commande des soupapes des moteurs de voitures particulières. Schaeffler livre plus d’un million de ces composants chaque année depuis plus de dix ans. En 2005, le groupe a obtenu le Nissan Innovation Award. En outre, après dix années de livraisons conformes à la qualité demandée, Nissan a décerné le Quality Award à Schaeffler Japon. 

Pistons de commande avec revêtement Triondur® pour les injecteurs de moteurs diesel. © Schaeffler

Moins de frottement en grande série
Triondur® est un revêtement réalisé selon les procédés PVD et PACVD à l’aide des technologies sous vide les plus modernes et particulièrement respectueuses de l’environnement. Compte-tenu de valeurs de dureté élevées, même pour des épaisseurs de 2 µm, le Triondur® contribue à une excellente protection contre l’usure avec un faible frottement. Il est ainsi possible d‘optimiser des composants et des systèmes en fonction de l’application sans pour autant modifier leur dimension ou leur design. Ces revêtements peuvent donc être retenus pour effectuer du downsizing : les composants ont davantage de capacités à dimension égale ou sont de moindres dimensions à charge identique.  Schaeffler a livré plus de 70 millions de pièces dotées du revêtement Triondur® en 2010.

Le revêtement Triondur® C, par exemple, est constitué d’une couche à base de carbone à structure diamant et, grâce à un frottement minimal, offre la meilleure protection contre l’usure abrasive et adhésive. Le frottement à sec contre de l’acier est réduit de 80%. Même si le revêtement n’est  appliqué que sur une seule des surfaces de frottement, la durée d’utilisation de l’ensemble du système tribologique croît de façon significative. Du fait de la structure de la couche, le Triondur C supporte des pressions de contact élevées, comme celles s‘exerçant dans les roulements. Les applications typiques sont les roulements à rotule sur rouleaux pour les machines à papier ou les galets de roulement pour les machines d’impression. Dans l’industrie automobile, outre les poussoirs des systèmes de commandes des soupapes, le revêtement Triondur® est notamment appliqué sur les butées hydrauliques, les linguets ou les pistons de commande. Avec le développement de nouveaux revêtements DLC de type Triondur ajustés aux différents critères d’exigence, Schaeffler a réduit jusqu‘à 50% le frottement entre l’arbre à came et le poussoir. La perte de puissance et les émissions de CO2 peuvent ainsi être diminuées de façon significative

Structure moléculaire du revêtement Triondur®. Ce type de couches à base de carbone à structure diamant offre, avec un frottement minimal, la meilleure protection contre l’usure abrasive et adhésive. © Schaeffler

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