L'usure peut causer beaucoup de problèmes et est responsable de temps d'arrêt importants ayant des conséquences économiques considérables. Cependant, rassurez-vous : après avoir lu cet article, vous saurez comment prévenir l'usure.
Dans l'industrie, l'usure est un partenaire omniprésent et gênant. L'usure entraîne des temps d'arrêt plus longs en raison des travaux de maintenance intensifs qu'elle nécessite. Mais qu'est-ce que l'usure exactement ? Selon la norme DIN 50320, le terme est défini comme "la perte progressive de matière à la surface d'un corps solide, provoquée par des causes mécaniques, c'est-à-dire le contact et le mouvement relatif d'un contre-corps solide, liquide ou gazeux".
Qu'est-ce que la tribologie ?
La tribologie s'intéresse plus particulièrement à l'usure - ainsi qu'au frottement et à la lubrification nécessaire entre deux surfaces. La tribologie s'intéresse à l'avancement du développement de technologies permettant d'optimiser les processus de frottement et de réduire l'usure. Elle est donc plus qu'une "simple" science.
Ceci est d'une grande importance, comme le révèle une étude récente de Kenneth Holmberg et Ali Ardemir. Elle montre qu'environ 23 % de la consommation mondiale d'énergie est due à des contacts tribologiques. Ainsi, l'utilisation de technologies avancées liées à l'usure peut réduire les émissions mondiales de dioxyde de carbone de jusqu'à 1 460 tonnes de CO2.
Cependant, la réduction de l'usure n'est pas seulement importante sur le plan écologique, mais aussi sur le plan économique. On estime que dans les pays industrialisés, le frottement et l'usure sont responsables de coûts pouvant atteindre 7 % du PIB.
Qu'est-ce qui affecte l'usure ?
Mais qu'est-ce qui cause réellement l'usure ? On distingue essentiellement quatre types d'usure différents : L'usure normale, l'usure de contact, le frottement et le grippage ainsi que les particules abrasives.
Exemple de grippage
Différents facteurs jouent un rôle dans ces processus :
- Finition de surface
L'usure varie en fonction de l'état de surface des deux matériaux qui se frottent l'un contre l'autre. On le sait pour avoir poncé du bois à l'école : plus le papier de verre est fin, moins la pièce de bois s'use. Cela s'applique en principe à tous les matériaux. Une plus grande finition de surface assure donc une moindre usure.
- Structure et propriétés des matériaux
Outre l'état de surface, d'autres structures et propriétés du matériau jouent également un rôle important dans l'usure d'un matériau. Par exemple, l'usure des matériaux à haute résistance est plus faible que celle des matériaux à faible résistance.
La structure du matériau de l'AMPCO® 21 par rapport à l'aluminium bronze générique
- Film d'oxyde
La formation d'une couche d'oxydation autour d'un métal réduit le coefficient de frottement et donc aussi les taux d'usure. La couche d'oxydation agit ainsi comme une couche protectrice naturelle entre les deux matériaux. Cette couche est alors à la fois résistante à l'usure et à la corrosion.
- Chargement
Il existe différents types de charge tels que la charge dynamique, statique ou d'impact. Selon le type de charge, l'intensité de l'usure varie également. Cela concerne en particulier la force de friction et d'adhésion.
- Vélocité
La vitesse à laquelle deux matériaux se frottent l'un contre l'autre influence également l'ampleur de l'usure. On le constate, par exemple, dans l'érosion causée par les liquides. Plus un liquide s'écoule rapidement dans un tuyau, plus l'usure du tuyau est importante.
- Fatigue
Si le matériau est exposé à une charge cyclique, des dommages structurels progressifs et localisés peuvent se produire. Ainsi, des contraintes mécaniques répétées et alternées entraînent la formation et l'expansion de fractures.
Comment prévenir l'usure
La lubrification est probablement le moyen le plus ancien de réduire l'usure. Un film de lubrifiant maintient à distance les surfaces des points de contact et réduit ainsi tout type d'usure. Une autre option consiste à installer des pièces dites d'usure. Celles-ci sont comparativement bon marché et faciles à remplacer, ce qui signifie qu'il n'y a pas de longues périodes d'arrêt dues à des travaux de maintenance.
Une autre possibilité consiste à améliorer les propriétés des matériaux afin qu'ils présentent la meilleure résistance à l'usure possible. AMPCO METAL s'est spécialisé dans la production de bronzes d'aluminium particulièrement résistants à l'usure. À cette fin, un procédé spécial a été mis au point : la méthode MICROCAST®. Grâce à cette méthode, la plupart des alliages AMPCO® présentent une dureté relativement élevée, un excellent état de surface ainsi qu'une résistance à la traction élevée : toutes ces propriétés contribuent à une grande résistance à l'usure.
Si vous voulez plonger plus profondément dans les diverses applications du bronze aluminium, téléchargez notre document technique "The advantages of Aluminium Bronze in corrosive environments" (Les avantages du bronze aluminium dans les environnements corrosifs).
