Approche physico-chimique de l'action des additifs de lubrification lors du laminage à froid

par Matthieu Boehm

Thèse de doctorat en Matières condensées

Sous la direction de Jean-Michel Martin.


  • Résumé

    La bonne maîtrise de l'opération de laminage passe par le contrôle du frottement d'origine limite ce qui nécessite une meilleure compréhension de la rhéologie des films interfaciaux et donc des mécanismes d'action des additifs de lubrification. La grande complexité des phénomènes physico-chimiques contrôlant le régime limite nous a amenés à développer une démarche originale visant à modéliser expérimentalement la lubrification limite par un tribomètre analytique sous ultra-vide. Cette méthode permet de simplifier le système tribologique et d'étudier in situ les mécanismes de formation de tribofilms au moyen de technique d'analyse de surface (XPS, AES). Nous avons utilisé des conditions mécaniques sévères pour former de la surface métallique nouvelle qui serait fortement impliquée dans la génération des tribofilms. Pour lubrifier le contact, nous avons introduit des molécules de petit poids moléculaire modélisant les différents constituants du lubrifiant par leur fonction chimique. Le contrôle de la pession de ces molécules dans l'enceinte (de 10-9 à 10 mbar) permet d'évaluer la cinétique de formation/destruction des tribofilms et de quantifier l'efficacité de ces molécules en régime de frottement limite. L'ensemble de ces résultats et leur rapprochement avec des expériences conduites avec les mêmes molécules en phase liquide valident la démarche expérimentale. En effet, les comportements tribologiques observés sont très proches des comportements usuels. Cette méthode pourrait donc être utilisée pour prédire le comportement tribologique de nouvelles molécules. Par ailleurs, les techniques d'analyse de surface ont permis de déterminer, pour de nombreuses molécules, les chemins réactionnels conduisant à la formation de tribofilms. Ces résultats nous ont conduit à diviser la formation d'un film protecteur en trois étapes clés (adsorption de la molécule, réactions chimiques et propriétés mécaniques du tribofilm) qui permettent de mieux comprendre la formation des tribofilms et de clarifier les effets des nombreux paramètres influençant leur formation, en particulier l'effet complexe de la température.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (267 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 207 références

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T1794
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