Problème microsoudures Alu-Inox

[invited171ef4f]

Bonjour,

Nous travaillons sur un projet et rencontrons une problématique sur un constituant.
Le composé en question est constitué d’un élément inox qui se voit chauffer à très haute température emprisonné dans un profilé aluminium de série 6000. En se dilatant l’élément qui chauffe vient gratter la couche d’oxyde d’aluminium du profilé. On peut alors observer à ces endroits des microsoudures qui se forment entre l’élément inox et alu.
N’étant pas un spécialiste en matériaux et traitement de surface je voulais savoir si quelqu’un pouvait m’expliquer le phénomène. Ce à quoi il est dû, comment pourrait-on le prévenir ?
Merci énormément par avance.

Cordialement,

Lifer.
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Il aurait été possible que ce soit dû à la formation d’un eutectique Al2O3–Cr2O3.
Mais en regardant la figure de la page 16 de ce pdf :
http://people.clarkson.edu/~isuni/Chap-10.pdf
Ce ne semble pas possible. Il n’y a pas vraiment d’eutectique.

Toujours dans cette voie il faut chercher si des alliages binaires ou ternaires entre l’alu, le fer et le nickel, peuvent se former à des températures plus faibles que celle de fusion de l’aluminium.
Au revoir.

[invited171ef4f]

Merci pour la réponse et le document, je vais explorer ces différentes pistes.

Pour mieux visualiser le problème voici des photos des deux éléments au niveau des supposées microsoudures.
Aluminium.jpg
inox.jpg

Pensez-vous qu'une graisse céramique au nitrure de bore (résistance 1200°C max) puisse faire l'affaire pour résoudre le problème ?

[invite6dffde4c]

Re.
Sincèrement je ne sais rien.
À quelle température chauffe le fil d’inox ?
Atmosphère réductrice, neutre, oxydante ?
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited171ef4f]

Le tube en inox chauffe à 400-500°C dans une atmosphère neutre.

[invite6dffde4c]

Re.
Je viens de rechercher à nouveau, et dans ce site :
http://www.crct.polymtl.ca/fact/docu...Dnucl_Figs.htm
on trouve les diagrammes de phase de pas de binaires.
De toute évidence ce n’est pas un binaire d’alu avec le Ni, le Fe ou le Cr.

Donc, s’il y a un eutectique ce sera plutôt avec les métaux qu’avec les oxydes.
Dans ce cas, peut-être que de la poudre de perlimpinpin peut éviter que les métaux se touchent vraiment.
S’il reste de la place entre les deux vous pouvez, peut-être, envisager de les séparer avec un tissu en fibre réfractaire : quartz, carbone, etc.
A+

[40CDV20]

Bjr,
Je pense qu'il s'agit d'une corrosion de type intergranulaire.
Maintenir un acier inox à moyenne température (zone 500/800°C) va conduire à la précipitation de carbures Cr23C6 aux joints de grain. Un des principaux effet est une dépassivation au voisinage des carbures qui peut conduire à une corrosion localisée plus ou moins sévère selon le milieu. Par ailleurs, aucune "soudure" n'est possible, l'aluminium est un additif peu utilisé en métallurgie des inox à quelques exceptions tels les réfractaires ferritiques (Z10 CAS 18 ou 24).
Si on reste dans la définition actuelle des matériaux et si une interposition continue fait l'affaire, pourquoi pas un gainage en tissu de silice. Je ne vois pas très bien l'intérêt d'une "graisse" pas plus qu'une charge en carbure de bore (qui demeure un abrasif) ?
Cdt.

[invited171ef4f]

Bonjour et merci beaucoup pour vos réponses ! Autant de pistes à explorer.

Pour ce qui est d'isoler les deux matériaux on avait testé avec de la fibre de verre. Cela avait réglé le problème. Cependant avec les frottements dus à la dilatation/rétractation les fibres se désagrègent et s'échappent dans l'atmosphère ce qui pose des problèmes de toxicité.

Aussi, on avait essayé en remplaçant l'élément inox par le même en alu. Cela avait retardé le problème mais sans le résoudre.

[40CDV20]

Bjr,
Ce qui est aujourd'hui est passé de mode est le mica qui a longtemps été utilisé en feuillet d'interposition en condition thermique élevée. Il faut regarder aussi si une oxydation dure de la pièce en 6060 est de nature à apporter une solution,....
Cdt.

[invited171ef4f]

Bonjour,

Il s'avère que le phénomène s'appelle Corrosion par Fretting.Cela serait dû à la dilatation et rétractation thermique répétées et/ou au courant électrique passant dans l'élément en inox qui créeraient des vibrations engendrant une corrosion accélérée.

Une étude au MEB est prévue pour les prochaines semaines afin de determiner la composition exacte des dépôts noirs.

Les méthodes pour prévenir cela est la lubrification. Le problème est qu'il est necessaire d'avoir une lubrification tenant à 500°C et surtout qui ne nécessite pas une ré-application régulière. Car en effet, une fois l'ensemble scellé il n'est plus possible d'accéder à l'endroit nécessitant la lubrification.

Nous avons plusieurs idées de lubrifiants qui peuvent tenir à 500°C mais il est fort probable qu'à cause du frottement répété ceux-ci se désagrègent et nécessitent une nouvelle application. Je suis par conséquent preneur de toutes idées que quelqu'un pourrait avoir sur la question.

Cdt,

Lifer.

[invitecaafce96]

Bonjour,
Si vous pouvez faire un traitement de surface sur l'Aluminium et si sa qualité est compatible ( elle devrait l'être ),
il faudrait regarder la possibilité de faire un traitement Nikasil ou plasma céramique sur la pièce en alliage Aluminium .

[40CDV20]

Bjr,
Il est vrai que la lubrification par film PTFE, PVDF,... peut règler le problème mais pour des déplacements très faibles ce qui ne semble pas être le cas ici. Quant aux résultats je pense qu'il sera constaté des micro-replis de matière et une incrustation d'oxydes. Par contre, il serait intéressant de regarder si une corrosion préférentielle se manifeste aux joints de grains tout en laissant la matrice inattaquée ?
Cdt.