Usinabilité de la fonte à graphite vermiculaire

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• Auteur / Autrice : Damien Joly
• Direction : René Leroy, Narayanaswami Ranganathan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique et Productique
• Date : Soutenance le 19/11/2010
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Santé, sciences, technologies (Tours ; ....-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de mécanique et rhéologie (Tours ; 1990-2017)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École polytechnique universitaire (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Gilbert Henaff
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michael Caliez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joel Rech, Farhad Rezai-Aria
• DOI : 10.70675/a6750b40z674fz4330zb584zd1818c34b961

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fonte à graphite vermiculaire

Usinabilité

Nanoindentation

Outils de coupe pour métaux

Usinage

Anticorrosifs

Métaux -- Revêtements protecteurs

Tribologie (technologie)

Mots clés libres

Essais pion/disque

Compacted graphite iron

Cutting tools

Nanoindentation

Machining

Machinability

PVD and CVD coatings

Pin on disk tests

Tribology

Résumé

L’étude présentée est consacrée à l’usinabilité de la fonte à graphite vermiculaire. Celle-ci se situe entre la fonte à graphite lamellaire et la fonte à graphite sphéroïdale par rapport à la forme du graphite constituant ce matériau. Elle est utilisée depuis plus de cinq ans dans les blocs moteurs diesel afin d’améliorer les performances et de diminuer les rejets atmosphériques pour respecter les nouvelles normes Européennes. Pour évaluer l’usinabilité d’un matériau, il faut s’étalonner par rapport à un matériau de référence. Dans notre cas, la fonte à graphite vermiculaire a été comparée à la fonte à graphite lamellaire. Des essais de tractions ont permis d’obtenir les propriétés mécaniques du lot de matière utilisé pour la campagne d’essais d’usinage ; ceci, afin de se situer dans la gamme de ce type de fonte. Les plaquettes d’usinage ont été caractérisées par nano-indentation. Les revêtements PVD et CVD ont subit des essais de micro-rayure afin de caractériser leur adhésion sur leurs substrats respectifs. La mise en place d’un plan d’expérience a permis de limiter le nombre de plaquettes d’usinage prototypes à réaliser. Des essais tribologiques de type pion/disque ont révélé des pistes exploitables pour la compréhension des phénomènes de frottement et d’usures mis en jeu lors de l’usinage de la fonte à graphite vermiculaire.

This study deals with machinability of compacted graphite iron. This material is in-between grey cast iron and nodular cast iron due to the graphite particle shape. It is used for manufacturing diesel engine blocks so as to increase performances and reduce carbon emissions to comply with Euro 5 norm. It is necessary to compare one material to a reference material to evalute machinability criterium. In our case, compacted graphite iron has been compared to grey cast iron. Tensile tests have given us mechanical properties of our test pieces batch used for machining tests. It helped us to qualify the material in its own material range. Inserts have been characterized by nanoindentation. PVD and CVD coatings were benchmarked in microscratch way to determine their respective adhesion to theirs substrates A design of experiment has been setted up so as to reduce number of inserts protypes to be manufactured. Pin on disk tribologic tests gave few hints to have a better understanding of friction phenomena and wear during compacted graphite iron machining.