L'aluminium se fissure lorsque ses surfaces se lient involontairement en raison du frottement. Ce processus est caractérisé par des frottements, des dommages superficiels et, dans certains cas, même un soudage à froid.
En raison de la nature souple et ductile de l'aluminium, il est sujet au grippage lorsque deux pièces entrent en contact. La forte adhérence entre deux surfaces de glissement entraîne le grippage.
De plus, sous haute pression, la couche d'oxyde peut se décomposer sur les surfaces en aluminium. Lorsque la pression dépasse le seuil limite, les liaisons métalliques au niveau microscopique se fusionnent. Cette liaison métallique provoque dommages causés par le transfert de matière, l’érosion de surface et même la défaillance complète d’un composant.
Les pièces en aluminium doivent être correctement traitées lors de l'usinage et de l'assemblage. Un incident de grippage peut facilement affecter les performances et la durée de vie des composants. Cet article explique comment le grippage de l'aluminium se produit et comment le combattre. Lisez donc l'article dans son intégralité pour de meilleures stratégies et des conseils professionnels.
Qu'est-ce que le grippage de l'aluminium ?
Grippage de l'aluminium
Le grippage de l'aluminium se produit lorsque deux surfaces adhèrent l'une à l'autre. Il se produit généralement en raison du frottement, ce qui entraîne une soudure à froid et un transfert de matière. Il se produit généralement dans les pièces du système hydraulique et les pistons du moteur.
Grippage des métaux Le grippage est susceptible de se produire à de faibles vitesses de glissement avec des charges élevées. Il peut potentiellement être aggravé par une mauvaise lubrification et une température élevée. En général, les métaux plus tendres, comme l'aluminium et le titane, sont assez sensibles au grippage.
Sous pression, la couche d'oxyde sur l'aluminium se dissocie, révélant la matière première en dessous. Cela est problématique attaches où les boulons sont sujets au cisaillement et au grippage. Le grippage affecte également l'usinage en raison de l'accumulation de matière sur les outils de coupe.
Comment se produit le grippage ?
Processus de grippage
Le grippage est un phénomène qui se produit lorsque deux surfaces métalliques se collent sous l'effet de la pression. Il en résulte des transferts de matériaux inattendus et des dommages aux surfaces. Voici comment cela se produit :
Rugosité de surface et frottement
Même les métaux les plus polis présentent de minuscules creux sur leur surface. Ces petits bords saillants produisent des frottements lorsque les pièces en aluminium entrent en contact. Par conséquent, l'augmentation de la température fragilise encore davantage la couche protectrice d'oxyde d'aluminium.
Comment le grippage conduit-il au soudage à froid ?
Sous haute pression, les atomes métalliques peuvent se lier entre eux, provoquant une adhérence. Cette adhérence, caractéristique principale du grippage, peut conduire à une soudure à froid, où les surfaces des métaux fusionnent. En conséquence, une petite partie du métal se déplace d'un composant à un autre. Au fil du temps, des grumeaux surélevés apparaissent, créant une détérioration supplémentaire.
Propagation rapide des éraflures
Grippage dans la laveuse
Le grippage progresse plus rapidement que l'usure normale, ce qui entraîne des dommages plus rapides à la surface. Une fois qu'il commence, le transfert de matière augmente rapidement. Un grippage indésirable peut entraîner des dommages importants à la surface. Dans le pire des cas, les pièces de la machine peuvent se bloquer complètement et cesser de se déplacer.
Prévention des grippages
Le grippage peut être traité avant qu'il ne s'aggrave en effectuant des contrôles réguliers. Un lubrifiant et de l'huile peuvent aider à minimiser le frottement. Visser ensemble deux pièces séparées avec des matériaux différents permet également d'éviter l'adhérence.
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Causes courantes de grippage dans l’aluminium et comment les prévenir ?
Le grippage de l'aluminium se produit en raison de l'usure excessive des surfaces interdépendantes lorsque les matériaux se déplacent les uns par rapport aux autres. La reconnaissance de ces problèmes sous-jacents aide à développer des stratégies de lutte appropriées.
Mouvement de surface élevé, frottement et contact
Grippage des fixations
Les surfaces en aluminium créent une friction importante entre elles lorsqu'elles sont en mouvement. Cela se produit parce que le métal est mou et ductile. Lorsque deux parties de l'aluminium tentent de glisser l'une contre l'autre, leurs surfaces se soudent à l'échelle microscopique. Finalement, les processus de liaison de faible intensité provoquent un grippage et une usure.
Prévention : Les traitements de surface à faible frottement peuvent éliminer le contact métal sur métal. L'application de lubrifiants réduit considérablement l'adhérence de surface.
Manque de lubrifiants
L'absence de lubrification adéquate augmente la friction, ce qui rend l'aluminium plus facile àr le cuisant. Les surfaces exposées génèrent trop de chaleur, ce qui fragilise la couche d'oxyde. Comme la couche d'oxyde agit comme une couche protectrice, la liaison des atomes métalliques devient facile lorsqu'elle est détruite.
Prévention : Des lubrifiants et des antigrippants doivent être appliqués régulièrement. Ils réduisent le contact direct avec le métal et les processus de collage.
Pression de contact excessive
Lorsque la pression entre les pièces en aluminium augmente, le grippage s'accélère. Elles se déforment et se collent, rendant les déformations de surface permanentes. Une force continue déplace les surfaces, provoquant la formation de liaisons solides.
Prévention : Ne pas exercer de force excessive sur les composants coulissants. Modifier la charge de manière à minimiser les contraintes concentrées.
Vitesses de glissement lentes
Le grippage a tendance à se produire en raison du mouvement lent de l'aluminium sous une charge importante. Plus les deux surfaces restent en contact, plus la formation d'adhérence est probable. Cela entraîne une augmentation du transfert de matière et des dommages de surface.
Prévention : Il convient de maintenir des vitesses de glissement optimales lors du travail du métal par glissement. Un mouvement rapide réduit le temps nécessaire à l'adhérence de la surface.
Finition de surface de mauvaise qualité
Attache grippée
Le grippage est accentué par les surfaces rugueuses de l'aluminium. De petites bosses entraînent une répartition inégale de la pression. Ces points élevés rompent la couche d'oxyde protectrice et révèlent un nouveau métal.
Prévention : Utilisez du polissage et Anodisation à revêtement dur pour les pièces usinées en aluminium. Les surfaces plus lisses réduisent la friction et minimisent l'adhérence.
Appariement de matériaux incompatibles
Les surfaces en aluminium qui frottent les unes contre les autres présentent un risque élevé de grippage. Lorsque des métaux mous sont pressés les uns contre les autres, ils ont tendance à se coller les uns aux autres. Cela entraîne une perte de matière et des dommages à la surface.
Prévention : utilisez l'aluminium avec des métaux plus résistants dans la mesure du possible. L'association avec l'acier inoxydable et les métaux revêtus peut réduire l'adhérence.
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Comment éviter le grippage lors de l'usinage de pièces en aluminium?
Infographie : Mesures de prévention des écorchures
Le grippage est un problème problématique usinage de l'aluminium. Le phénomène se produit en raison du frottement et de l'adhérence entre les surfaces métalliques. (Si vous souhaitez savoir comment l'aluminium est usiné pour créer des pièces et des prototypes, voici notre guide complet sur usinage CNC de l'aluminium)
La prévention du grippage de l'aluminium permet de prolonger la durée de vie de l'outil et d'améliorer la qualité des pièces. Vous trouverez ci-dessous les principales approches permettant de minimiser le grippage pendant l'usinage.
Utiliser une lubrification appropriée
Les lubrifiants ont pour fonction de réduire les frottements et d'empêcher le collage des métaux. Une application adéquate de liquide de refroidissement et de liquide de coupe réduit l'accumulation de chaleur. Permet ainsi une action de coupe en douceur sans adhérence.
Sélectionnez les bons outils de coupe
Le grippage peut être minimisé grâce à l'utilisation d'outils tranchants et revêtus. En particulier, les outils en carbure revêtus de TiN ou de DLC ne permettent pas une liaison optimale du matériau. De plus, les outils en acier rapide (HSS) correctement traités sont efficaces.
Optimiser les vitesses de coupe et les avances
Les vitesses lentes entraînent une production de chaleur excessive et une adhérence accrue. À mesure que le temps de contact est réduit, il y a une augmentation vitesse de coupe, ce qui réduit le grippage. Le réglage de la vitesse d'avance permet un retrait suffisant de matière sans restriction.
Finitions de surface améliorées
Les surfaces rugueuses facilitent le grippage en raison d'une friction accrue. Finition de surface métallique L'utilisation d'outils à avances régulières lors de l'usinage de l'aluminium permet d'éviter le transfert de matière. De plus, les méthodes de finition telles que le rodage, le rodage et le grenaillage contribuent à éliminer le grippage et à améliorer la qualité de surface.
Utiliser des composés antigrippants
Application d'un revêtement anti-grippage
Les produits antigrippants forment une barrière autour d'une surface en aluminium pour éviter tout contact et réduire l'adhérence. Ils sont particulièrement utiles dans les raccords et les pièces filetées, qui nécessitent un mouvement précis.
Utiliser une paire de matériaux appropriée
Le grippage de l'aluminium augmente au contact de métaux similaires. L'augmentation de la dureté des métaux utilisés dans le processus, tels que l'acier inoxydable et les outils revêtus, peut réduire les taux de grippage. Le choix de la combinaison de matériaux est l'un des facteurs les plus critiques pour minimiser l'usure.
Maintenir les températures d'outils appropriées
Le grippage de l'aluminium est aggravé par un excès de chaleur. L'utilisation de systèmes de refroidissement, de soufflage d'air ou de brumisation permet de maintenir des températures plus fraîches. La réduction de la chaleur améliore l'adhérence et permet de meilleures performances de coupe.
Réparation du grippage de l’aluminium : est-ce possible ?
Même si le grippage de l'aluminium peut être grave, il n'est pas complètement irréversible. La restauration de la surface endommagée nécessite généralement quelques améliorations de surface sous forme de réusinage ou de revêtements spécialisés. Voici quelques stratégies courantes de réparation du grippage :
Évaluation des dégâts
Fil grippage
Avant de tenter une réparation, il est important d'évaluer l'étendue du grippage. Il peut y avoir différents degrés de grippage.
Par exemple, un léger grippage peut être assimilé à des rayures et à un déplacement de matière. Il peut être éliminé par nettoyage ou polissage.
Par conséquent, les éraflures graves sont classées comme des rayures profondes. Si la matière est perdue et que les filetages sont endommagés, il devient difficile de les restaurer.
Méthodes courantes pour réparer le grippage de l'aluminium
Voici quelques méthodes courantes pour restaurer les surfaces en aluminium éraflées.
Polissage et finition de surface :
Surface en métal poli
Pour les éraflures légères, il est conseillé de procéder à un polissage de surface ou à un lustrage. En même temps, des méthodes abrasives peuvent également être utilisées pour lisser les arêtes vives. Elles sont efficaces si le grippage a pénétré profondément la surface.
Réusinage des zones affectées :
Si le grippage du métal est plus important, des méthodes plus complexes telles que le meulage, le fraisage et le lissage seront nécessaires pour éliminer les zones grippées.
Application de revêtements antigrippants :
Revêtement anti-grippage
Plusieurs traitements de surface, comme aluminium anodiséLes revêtements en Téflon et les lubrifiants secs peuvent protéger contre l'usure et le grippage. Ces procédures réduisent l'adhérence des surfaces de contact métalliques et atténuent leur contact direct.
Réparation de filetage pour fixations :
Dans le cas de composants filetés qui subissent un grippage, les options de réparation peuvent être le taraudage, l'utilisation d'inserts filetés ou le simple remplacement de l'ensemble de la fixation. Pour éviter que le problème ne se reproduise, des lubrifiants pour filetages ainsi que des composés antigrippants doivent être appliqués sur les filetages des vis.
Lubrification et refroidissement adéquats :
Si la cause du grippage est une chaleur et une friction excessives, l'application de techniques de refroidissement et de lubrification peut empêcher d'autres dommages. Le traitement de surface avec des lubrifiants à film sec, de l'huile ou de la graisse réduira la friction et prolongera la durée de vie du composant.
Quand le remplacement est-il nécessaire ?
Dans les cas où l'affaiblissement structurel et la perte et déformation excessives du matériau sont irréversibles, la réparation de la zone affectée peut être la solution la plus envisageable. Fixations, roulements et pièces usinées avec précision subissant des éraflures extrêmes doivent être remplacées pour des raisons de sécurité et de fonctionnalité.
Prévenir les irritations futures
Une fois les travaux de réparation terminés, des mesures doivent être prises pour minimiser les risques de réapparition du grippage. L'utilisation de matériaux à haute dureté, de revêtements protecteurs et d'une lubrification adéquate permettra d'atténuer considérablement le grippage. De plus, l'intégrité des composants en aluminium peut être protégée au fil du temps en contrôlant les forces de charge et les températures de fonctionnement.
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Questions Fréquemment Posées
Q1 : Qu'est-ce que le grippage de l'aluminium ?
Le grippage de l'aluminium se produit lorsque des surfaces métalliques se collent les unes aux autres en raison du frottement. Il provoque un transfert de matière, des zones rugueuses et une défaillance des pièces. Il se produit généralement dans les composants coulissants et les fixations.
Q2 : Comment éviter le grippage de l'aluminium ?
Utilisez des lubrifiants, des revêtements et des anodisations pour réduire les frottements. De plus, une pression de contact plus faible et des techniques d'usinage optimisées pour éviter l'adhérence contribuent également à minimiser le grippage.
Q3 : Quelles sont les causes du grippage de l’aluminium ?
Le frottement, la pression et les couches d'oxyde endommagées sont généralement à l'origine du grippage. Les alliages d'aluminium tendres sont plus facilement sujets à l'adhérence des matériaux. Une mauvaise lubrification et des vitesses de glissement élevées augmentent encore le risque.
Q4 : Le grippage de l'aluminium peut-il être réparé ou est-il irréversible ?
Les éraflures mineures peuvent être réparées par polissage ou réusinage. Dans les cas graves, le remplacement est obligatoire. Les composants peuvent durer plus longtemps avec des fixations, une lubrification et des ajouts de revêtement appropriés.
Q5 : L'usinage de l'aluminium est-il plus sujet au grippage que d'autres métaux ?
L'aluminium est plus souple et plus ductile que la plupart des métaux. Une lubrification et des méthodes de coupe adéquates peuvent contribuer à minimiser les problèmes de grippage. Les performances peuvent également être améliorées grâce à l'utilisation d'outils revêtus et au contrôle des conditions d'usinage.
Q6 : Comment les traitements de surface peuvent-ils aider à prévenir le grippage de l'aluminium ?
L'anodisation, les revêtements et les lubrifiants réduisent la friction et l'usure entre les pièces coulissantes. Ces traitements créent une couche protectrice pour empêcher une forte adhérence. De plus, l'anodisation dure et nickelage peut également être plus efficace pour protéger les pièces à forte friction.
Q7 : Quelles techniques d’usinage peuvent réduire le risque de grippage de l’aluminium ?
Utilisez des outils bien aiguisés, des liquides de refroidissement adaptés et des vitesses de coupe optimisées. Des outils revêtus et une accumulation de chaleur plus faible sont également utiles. Éviter les vitesses d'avance excessives et maintenir l'affûtage des outils peut réduire davantage le grippage.
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