DOUBLE FERMETURE

Informations techniques

OUTIL DE VERROUILLAGE AVEC REVÊTEMENT EN NITRURE DE TITANE

Il décrit en quoi consiste le traitement au nitrure de titane dans les machines-outils de sertissage et les avantages qu’il procure

INTRODUCTION

Les machines de fermeture des conteneurs sont de plus en plus complexes. Les vitesses de fermeture sont très élevées dans des secteurs tels que le remplissage de boissons gazeuses et non alcoolisées, qui exigent une grande qualité de fonctionnement. Les améliorations apportées par leurs fabricants ces dernières années comprennent l’utilisation de mandrins et de rouleaux de blocage – ou chariots – traités au nitrure de titane.

Traditionnellement, les outils de verrouillage étaient fabriqués à partir d’aciers à outils non déformables à haute teneur en chrome. Par exemple un F521, selon le codage le plus courant en Espagne. Grâce à l’utilisation d’un revêtement en nitrure de titane, l’acier dont il est fait peut être le même, y compris son traitement final. La différence réside dans le fait que ce matériau offre une fine couche de protection en surface. Elle lui donne l’aspect doré caractéristique que nous connaissons tous.

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REVÊTEMENT

Le titane, symbole Ti, est un élément métallique blanc argenté qui est principalement utilisé pour préparer des alliages légers et résistants. Il a une grande résistance à la corrosion et une grande résistance mécanique, mais il est beaucoup plus cher que l’acier, ce qui limite son utilisation industrielle. Le titane brûle avec de l’oxygène à 610 °C pour former du dioxyde de titane, et avec de l’azote à 800 °C pour former du nitrure de titane (TiN).

Le revêtement de nitrure de titane est un procédé par lequel le titane est fondu à haute température, sur la surface extérieure de l’outil de fixation, qu’il s’agisse d’un mandrin ou d’un chariot. En fait, deux procédés peuvent être utilisés pour l’application du nitrure de titane. L’un des procédés est le dépôt physique (PVD), l’autre le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).

La différence entre les deux systèmes est considérable. Le PVD est utilisé à basse température, par exemple 480ºC. Il s’agit en fait d’un revêtement cosmétique, qui n’a que peu ou pas d’efficacité dans l’exécution de l’outillage. Grâce à un développement progressif de la recherche, le système PVD a rapidement été éliminé en tant que méthode sérieuse pour améliorer les performances de l’outillage de sertissage. Le système CVD est appliqué à 1000º C, à cette température est lorsque le titane fond réellement à la surface du matériau à revêtir.

Pour aller un peu plus loin, la CVD ou “dépôt chimique en phase vapeur” est une technologie de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et permet d’appliquer des revêtements sur un matériau, à partir de certains gaz précurseurs qui réagissent par une activation thermique.

Dans le cas précis dont nous parlons, une couche de TiN (nitrure de titane) est déposée sur l’acier choisi. Pour cela, le TiN est à environ 1000º C, à l’état de vapeur et crée une couche qui ressemble à la couche d’oxyde que l’oxygène de l’atmosphère générerait sur un morceau d’acier. La différence est que cette couche adhère simplement par la chaleur et le contact. Un lien fort est maintenu entre les deux, car une partie de l’acier se diffuse dans le TiN et le nitrure de titane se diffuse dans l’acier, mais ils ne réagissent pas entre eux, il n’y a donc pas de réaction chimique. En vérité, il s’agit d’une adhésion purement physique.

Le système CVD a fait ses preuves. Cependant, dans le processus de production industrielle, en raison de la température élevée, il existe un risque important de déformation des pièces. Cependant, les entreprises spécialisées ont réussi à le résoudre de manière satisfaisante grâce à un contrôle très rigoureux du processus.

Le revêtement a une épaisseur de 3 microns. Plusieurs raisons expliquent l’introduction du nitrure de titane :

1.- Augmente la dureté de la surface des outils.

2.- Il améliore considérablement la finition de la surface. Cela permet de réduire le degré d’endommagement de la laque extérieure qui se produit lors du processus de scellage des couvercles en aluminium, en fer blanc et en TSF.

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3.- Amélioration substantielle de la durée de vie des composants, en particulier des chariots de verrouillage, dont la durée de vie a été multipliée en moyenne par 3.

Ce dernier avantage est particulièrement intéressant dans la construction de chariots élévateurs de première opération, qui présentent généralement une usure importante.

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