Comportement en frottement à chaud d'un acier 28NCDV10 oxydé à 850°C à l'air et en vapeur d'eau

Durant les opérations de formage à chaud des tubes, l'outillage en contact avec le métal est soumis à d'importantes sollicitations mécanique, thermique et tribologique, en particulier de frottement-usure à chaud. L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement en frottement-usure à chaud du couple outil-produit sous l'influence d'une oxydation de l'outil. Les essais de frottement à chaud ont lieu sur un tribomètre permettant de reproduire la complexité des mécanismes de détérioration des outils. Il est constitué d'un galet frotteur tournant (acier 28NCDV10) et d'un cylindre chauffé, fixe (en acier au carbone A42 ou acier inoxydable à 13% de Cr) simulant respectivement l'outil et le produit. Les galets sont préalablement oxydés à 850°C dans deux milieux : air ambiant et vapeur d'eau. Le frottement de galets sans préoxydation montre la prédominance d'une usure métallique sévère entraînant une dégradation de l'état de surface et un collage de particules métalliques empêchant la rotation du galet. L'oxydation des galets dans un four électrique (à 850°C), à l'air ambiant, contribue à la formation d'une couche d'oxydes de 200 µm composée d'hématite (Fe2O3) en surface et de magnétite (Fe3O4) à coeur. On remarque dans ce cas une amélioration notable du frottement. Pour les galets oxydés à différents taux d'humidité, on constate un comportement différent pour les premiers cycles de frottement (2 mn environ) : le frottement du galet oxydé dans un milieu à 65% d'humidité est plus aisé que pour le cas du galet oxydé à 25% d'humidité. Par ailleurs, le taux d'usure est plus important dans le cas de l'oxydation des galets à l'air ambiant.The industrial tools are subjected to thermal, mechanical and tribological stresses, during the Mannessmann piercing process. So, the purpose of this work is to investigate the influence of the pre-existent oxide film on friction process between the forming tool and the tube, during the piercing in hot metal forming. A wear behaviour of a low alloy steel (28NCDV10) is studied on a cylinder-disc tribometer. Two different atmospheres, which are air and steam, are employed for oxidizing the discs at 850°C. The experimental results of non oxidized discs exhibit a severe oxidation Wear and metal transfer from the cylinder to the disc. While, the oxidation of the discs, notably in the case of steam, shows a decreasing in the wear rate