Définir l’état initial et les exigences finales
Le traitement thermique du CuCrZr ne peut pas être défini de manière fiable par un couple température-temps copié d’une fiche technique générique. Il faut partir de la spécification exacte de l’alliage, de la composition chimique, de la forme du produit, de l’état métallurgique initial, de l’épaisseur de section, de l’historique de formage et thermique, de la géométrie du composant, des assemblages, de la séquence d’usinage et des propriétés finales requises.
L’ISO 20431 fournit des exigences générales de maîtrise de la qualité et des recommandations pour les traitements thermiques industriels, notamment pour les équipements et les moyens de contrôle. Elle ne fournit pas de recette de traitement du CuCrZr et ne remplace pas la spécification matière ni la spécification d’achat.
1. Établir la gamme de fabrication
Une gamme de projet peut comprendre :
- Contrôle et traçabilité de la matière de départ.
- Forgeage, laminage, extrusion ou autre mise en forme.
- Mise en solution et transfert maîtrisé.
- Trempe ou refroidissement rapide adapté à la gamme approuvée.
- Redressage, écrouissage, usinage d’ébauche ou assemblage lorsque cela est spécifié.
- Vieillissement ou traitement de précipitation.
- Usinage de finition, traitement des surfaces, nettoyage et contrôle final.
La modification de l’ordre des opérations peut modifier les propriétés, les déformations, les contraintes résiduelles, l’usinabilité, l’état soudé et la pertinence des essais. Une gamme adaptée à une barre pleine peut ne pas convenir à une grande pièce forgée, une section mince, un ensemble soudé ou un composant présentant des épaisseurs variables.
2. Maîtriser le chauffage et le refroidissement
- Four approuvé, chargement, supports, espacement, atmosphère, propreté, thermocouples et méthode d’enregistrement.
- Uniformité de température, rampe, début et durée du palier, réponse de la section et qualification de la charge selon les besoins.
- Temps de transfert, milieu de trempe ou de refroidissement, agitation, orientation, délai et restrictions.
- Conception des montages, support du composant, surfaces protégées et prévention de la rétention de fluide ou de la contamination.
Les sections massives ou irrégulières nécessitent un examen explicite de la réponse thermique et de l’uniformité du refroidissement. L’enregistrement de la seule température du four ne prouve pas que chaque zone du composant a atteint l’état visé.
3. Coordonner usinage, assemblage et déformation
- Conserver une surépaisseur suffisante pour éliminer la calamine, rattraper les déformations, rétablir les références et réaliser l’usinage final.
- Définir les contrôles dimensionnels avant et après les étapes modifiant les propriétés.
- Approuver les méthodes, l’ordre et les limites de redressage et de reprise, ainsi que les règles de répétition du traitement thermique.
- Pour les composants soudés ou brasés, définir si l’assemblage intervient avant ou après vieillissement et comment l’exposition thermique locale affecte l’état métallurgique.
L’ISO 15614-6 traite de la qualification des modes opératoires de soudage à l’arc et aux gaz du cuivre et de ses alliages. Son applicabilité n’entraîne pas l’approbation automatique d’un assemblage, d’un métal d’apport, d’une séquence de traitement thermique ou d’un critère d’acceptation précis.
4. Vérifier l’état livré
- Composition chimique et justificatifs de la matière de départ.
- Identification du lot de traitement thermique et enregistrement du procédé.
- Dureté et conductivité à des emplacements et étapes définis lorsqu’elles servent de caractéristiques d’acceptation.
- Propriétés mécaniques, métallographie, contrôle dimensionnel, contrôles non destructifs (CND) ou autres justificatifs lorsque requis.
- Plan d’échantillonnage tenant compte de la section, de l’orientation, de la charge de traitement, de l’emplacement des essais destructifs et du lien avec les composants livrés.
La dureté ou la conductivité peuvent constituer des indicateurs utiles du procédé et de l’état métallurgique, mais un résultat unique ne démontre pas toutes les caractéristiques mécaniques, thermiques, électriques, dimensionnelles ou en service.
5. Définir les écarts et les reprises avant production
Préciser qui peut approuver un nouveau vieillissement, une nouvelle mise en solution, un redressage supplémentaire, une réparation par soudage, un chauffage local, une dérogation sur les propriétés ou une récupération dimensionnelle. Enregistrer l’incidence sur la traçabilité, les contrôles, la documentation et l’acceptation finale.