Contrôle qualité chez Volvo - L'analyse de pièces d'acier provenant de différent fournisseurs

Thèmes abordés

Volvo, bagues de synchronisation, acier fritté, usure en fonctionnement, contrôle qualité, analyse mécanique, analyse chimique, rupture forcée, profondeur de cémentation, densité, porosité, traitement thermique, boite de vitesses, contraintes mécaniques, frittage, traitement de surface, dureté Knoop, étude macrographique, étude micrographique, dureté Vickers, dureté superficielle, dureté à coeur

Résumé du document

Le groupe AB Volvo reçoit des bagues de synchronisation en acier fritté de 2 fournisseurs différents (A et G).
Des problèmes qualité (non systématiques) existent avec des pièces issues de l'un des fournisseurs alors que les pièces issues de l'autre fournisseur ont un niveau d'usure en fonctionnement conforme. L'objectif est de caractériser et de comparer une pièce issue de chaque fournisseur afin de comprendre pourquoi il peut exister des problèmes qualité (non-conformité pièce ou exigences à la limite en cas d'utilisation sévère).
Deux pièces (une de chaque fournisseur) sont fournies et sont expertisées macroscopiquement et microscopiquement.
Nous avons vérifié les différentes caractéristiques mécaniques et chimiques des matériaux afin de déterminer l'origine du défaut.

Extraits

[...] La colonne électronique est formée d'un ensemble de lentilles électromagnétiques ayant pour but de réduire le diamètre du faisceau d'électrons obtenu par le canon. Le faisceau d'électrons balaie la surface de l'échantillon qui, en réponse, réémet divers signaux. Les électrons secondaires et les électrons rétrodiffusés sont utilisés pour l'imagerie et les photons X pour l'analyse de la matière. Échantillon G : La fissure présente sur l'échantillon G a été ouverte permettant d'observer le faciès de rupture de ce dernier et donc de déterminer le type de fissuration. [...]

[...] Le frittage est un traitement thermique qui est typiquement appliqué à une température de quelques centaines de degrés endessous de la température de fusion du matériau de base. Ainsi, l'acier de coutellerie est généralement fritté à 1120°C. Pendant le frittage, les grains-de-poudre de l'ébauche s'amalgament ensemble par un processus de diffusion atomique, et on crée ainsi les caractéristiques finales. Le frittage est effectué dans un gaz de protection et dans des conditions rigoureusement contrôlées dans un four, constitué par une zone de préchauffage (où le produit de lubrification contenue dans le mélange de poudres est expulsé), une zone de frittage et une zone de refroidissement. [...]

[...] Le processus de revenu minimise les pics de contrainte et limite la formation de fissures. La cémentation est un traitement thermochimie superficiel qui a pour principe la diffusion du carbone dans la pièce. L'augmentation du pourcentage du carbone en surface est obtenue par trempe. Acier C C C C C C C T R E M P E Dureté plus importante Profondeur de cémentation Chauffage et apport du carbone à la surface de la pièce Diffusion du carbone dans la pièce Dureté plus faible La profondeur de cémentation est déterminée par une filiation de dureté en HV 0,1. [...]

[...] En revanche la dureté minimale de 585 HV10 n'est pas atteinte. Dureté à cœur À la suite de la découpe et de l'enrobage à froid sous vide, nous avons pu réaliser les duretés à cœur. Tableau de dureté Vickers à cœur : Dureté à cœur HV 0,5 Dureté maximale attendue HV10 GFB AFA Moyenne 2 GFB max Moyenne AFA 292,3 La pièce G est conforme alors que la pièce A ne l'est pas. Trois mesures ont été mises dans le rapport, car trop d'écart a été observé à cause des porosités. [...]

[...] Découpe fine Transversale Découpe fine Longitudinale Découpe pour analyse de densité Découpe Découpe fine réalisée par Renault Trucks Densité partie intérieure (Échantillons A/E2 ; G/E2) Densité partie extérieure (Échantillons A/E1 ; G/E1) Défaut trouvé lors de l'observation macrographique. Pièce G Poinçon circulaire formé par le moule ou outillage. Copeaux d'acier fritté recouvrant un creux, porosité importante au niveau du copeau. Fissures observées sur chaque base des échantillons de la pièce G Replis de matière observée uniquement sur la pièce G. Pièce A Pas de défaut en surface sur la pièce A. Macrographie échantillons : Échantillon A : Échantillon attaqué au nital 3%. Cémentation visible sur tout le contour de la pièce, elle ne semble pas homogène macrographiquement. [...]