brunissage

Le brunissage est un traitement de surface par écrouissage. Il permet de nettoyer les pièces traitées, d'atténuer les rayures et les chocs, d'obtenir un durcissement de la surface et de donner un éclat exceptionnel à cette dernière. Contrairement aux méthodes manuelles d'entretien, qui se font généralement par abrasion, à l'aide de pâtes ou de crèmes ou, plus dangereusement, à l'aide d'acide ou d'électrolyse, le brunissage n'enlève pas de métal.Autrefois, les orfèvres brunissaient leurs chefs - d'œuvre, ultime opération réalisée à l'aide de petits marteaux de différentes formes, à têtes parfaitement polies, voire glacées, appelés brunissoirs.Ils tapotaient les pièces, une grande dextérité s'avérait nécessaire, afin de provoquer un écrasement moléculaire de l'argent en surface, ce qui les rendaient plus dures, plus résistantes aux rayures et meurtrissures et aussi moins perméable à l'air ambiant, donc moins sensibles à l'oxydation.De nos jours, cette opération est réalisée mécaniquement à l'aide de machines appelées brunisseuses, où des milliers de billes d'acier en rotation remplacent les brunissoirs d'autrefois. Elles sont utilisées en orfèvrerie pour la fabrication et en hôtellerie pour l’entretien des couverts.

Différentes brunisseuses ont été mises au point. Les premières machines, étaient des machines à tambour rotatif, dans lesquelles des billes d'acier se trouvant à l'intérieur d'un tambour double, hermétiquement fermé, venaient frapper le métal surfacique des pièces à traiter pour redonner leur éclat.

Dans la deuxième génération des brunisseuses, le tambour a été remplacé par un tapis roulant sans fin, qui entraîne les billes d'acier dans un mouvement rotatif. Celles-ci, en roulant sur les pièces, viennent écraser le métal surfacique en le lissant et en lui redonnant son éclat.

Le tapis transportant a permis d'éliminer les inconvénients des brunisseuses à tambour qui sont d'une part, la brutalité de l'action mécanique engendrant une succession de chocs, d'autre part le principe actif qui, agissant par frottement, attaque les surfaces, les détruisant partiellement.

Dans la brunisseuse à tapis transportant, les améliorations sont obtenues pour la partie mécanique, par l'utilisation d'un tapis roulant à défilement continu, pour le principe actif, par des billes d'acier trempées et polies, mises en mouvement par le tapis.Le roulement des billes sur les pièces provoque un lissage, un durcissement des surfaces, et élimine de ce fait les rayures légères.

La brunisseuse à tapis transportant développe une technique éprouvée qui permet un brunissage en "NON-STOP" par un système à bassin ouvert, rempli d'un bain savonneux et de 70 kg de billes d'acier.Cette masse de billes est mise en rotation par un tapis souple roulant sans fin qui ne risque pas de détériorer ni de déformer les pièces traitées.

Les pièces sont déposées pendant quelques minutes dans cette masse de billes. Celle-ci, en roulant sur les pièces, lisse la surface et la durcit grâce à la pression globale.

Au lieu d'attaquer le métal comme c'est le cas avec le nettoyage manuel, ce système presse la couche en surface sur le métal de base et permet de conserver, de rétablir de manière mécanique, l'éclat miroitant d'origine.

La durée de vie des pièces traitées est considérablement accrue étant donné qu'une surface plus dure résiste mieux à l'usure et à l'oxydation.

L'ouverture totale du couvercle pendant le fonctionnement de la brunisseuse permet un service en "NON-STOP" d'où une manutention rapide, simple, sans arrêt de la brunisseuse.

Les pièces à traiter peuvent être introduites et sorties à tout moment, pendant le fonctionnement de la brunisseuse, cela simplifie et réduit énormément le temps de manutention.

Un brunissage impeccable suppose des billes de qualité. Des billes rouillées provoqueront de l'usure et des rayures. De plus petites billes, ayant une moindre surface d'appui, peuvent laisser lors de fortes pressions, des empreintes sur une couche d'argent ramollie. De plus elles restent coincées dans les charnières, les becs de cruche et entre les dents des fourchettes.

La performance d'une brunisseuse ne dépend pas de sa taille, mais du poids des billes d'acier et de la rapidité avec laquelle la machine peut être utilisée. Economisant beaucoup de temps et de personnel, la brunisseuse à tapis est un investissement qui est vite amorti dans tous les établissements de 40 places et plus.Si l'investissement dans l'argenterie dépasse l'investissement pour une brunisseuse, les soins réguliers par le brunissage sont profitables puisqu'ils augmentent considérablement la durée de vie des pièces traitées. C'est le cas pour les restaurants qui utilisent la brunisseuse comme équipement fondamental.

Le brunissage à billes d'acier peut être utilisé pour beaucoup de métaux. Plus le matériau est dur, plus la durée du brunissage sera longue. Le but d'une brunisseuse est de nettoyer, entretenir toute pièce d'orfèvrerie en massif ou plaqué or ou argent, acier inoxydable, cuivre, laiton, bronze, étain poli et vermeil.

2-Le galetage (brunissoir à galets)

Qu'est ce que le galetage ?

Une surface métallique usinée présente, à l'échelle de la rugosité, un aspect de pics et vallées plus ou moins accentué suivant la qualité de l'usinage réalisé.

Le galetage consiste en un écrasement de cette surface, à froid, sous la pression de galets traités (outils ou molettes de galetage). Les outils entraînent la pièce à galeter en rotation.

Avantages du galetage

Amélioration de l'état de surface de la pièce usinée.

Opération économique du fait qu'elle se fait sur pièce non traitée, et donc qu'elle économise une opération de rectification plus coûteuse.

Opération très précise, surtout dans le cas de l'utilisation de la commande numérique.

Différents types de galetage

Galetage de renforcement
Il permet d'augmenter la résistance à la fatigue des pièces de construction soumises à des contraintes élevées.
Par dépassement local de la limite d'élasticité, il se produit des précontraintes de compression qui ont une influences favorable sur l'endurance du matériau dans les zones soumises à fatigue, notamment alternée (exemple : galetage de congés de raccordement entre une partie cylindrique et un épaulement sur un arbre soumis à des flexions alternées).
Galetage dimensionnel ou de forme
Le but est de modifier la forme initiale de la pièce, soit pour introduire des corrections volontaires destinées à un usage particulier (cas du galetage de pignons taillée en vue de réduire le bruit en fonctionnement) soit pour ramener la forme initiale dans la tolérance (cas du galetage d'ébauches de rotules obtenues par frappe).
Galetage de SURFACE OU SUPERFINITION
Dans tous les cas le galetage améliore l'état de surface. Il est possible d'atteindre un niveau de superfinition (sans modification de forme) à l'aide d'outils dont la surface est polie ou glacée.

3-Le roulage (galetage spécial)

Principe du roulage :

Procédés : cas d’un filetage

Différentes méthodes d'obtention d'un filetage

Il existe plusieurs procédés pour obtenir du filetage :

Par enlèvement de matière (au tour) : Un outil qui se déplace vient creuser la matière de la pièce en rotation en plusieurs passes successives. C'est la plus ancienne méthode, plus particulièrement adaptée au petites séries.
Par rectification : La matière est creusée par des meules profilées selon le profil de la pièce. La précision peut être très importante et permet la réalisation de vis mères. Cette méthode est également plus adaptée au petites séries.
Par filières : Dans ce procédé, on utilise des filières ou des peignes radiaux ou tangentiels.
Par moulage : La précision des pièces obtenues par cette méthode est limitée.
Par laminage : Le profil d'une molette va être reproduit sur une pièce par déformation mécanique et sans copeaux. Cette méthode allie précision, cadencement et caractéristiques mécaniques.

Différentes méthodes de laminage

Par ce procédé de laminage, on distingue encore plusieurs spécificités :

1 Molette : La pièce à fileter est maintenue par un dispositif externe suffisamment résistant, comme un mandrin ou une pince tournante. La pièce est généralement mise en rotation ce qui entraîne celle de la molette. On retrouve ce système sur tours automatiques.
2 Molettes : Deux molettes sont placées diamétralement opposées à la pièce et tournent dans le même sens. La pièce est entraînée entre les molettes qui exercent sur elle une très forte pression jusqu'a reproduire leurs formes. La pièce est en équilibre instable et est maintenue par une réglette. C'est la méthode la plus utilisée sur les machines à rouler.
3 Molettes ou plus : Trois molettes (ou plus) sont placées symétriquement autour de la pièce. La pièce est en équilibre stable. Ce procédé est utilisé pour des applications particulières (corps creux, tubes...)

Les 2 façons de travailler

Il existe deux procédés principaux :

Le roulage en plongée : la pièce est usinée sans se déplacer, la longueur du filetage dépend de celle de la molette.
Le roulage en enfilade : La barre se déplace entre les molettes, ce qui permet de fileter de très grandes longueurs.

Le roulage consiste à usiner une pièce sans copeaux, par déformation. Un outillage spécifique appelé "molettes", constitué de deux cylindres comportant le même profil que la pièce à usiner, est placé sur une machine semblable à une presse.

Les molettes se rapprochent de la pièce en tournant et pénètrent la matière jusqu'à la déformer et reproduire leur profil sur celle-ci.

Les fibres de matière sont déformées et la matière vient épouser la forme des molettes. Le diamètre de la pièce gonfle.

Ebauche

La matière

De nombreux matériaux, même non métalliques peuvent se prêter au laminage à froid, mais deux conditions doivent obligatoirement être remplies simultanément :

Dureté: Maximum 130kg/mm²
Allongement: 8% minimum

De façon générales, nous pouvons rouler, sous réserve des conditions ci-dessus, les matières suivantes :

aciers de constructions
aciers alliés
aciers spéciaux
inox
acier réfractaire
titane
laiton
cuivre
alliages légers
molybdène...

La forme

Il est important de respecter les chanfreins d'entrée et de sortie qui ne doivent pas excéder 20° sur l'axe pour les métaux jusqu'à 70kg/mm² et 15° au delà. Il peut même être ramené à 10° pour les métaux à faible allongement et à grande résistance (inox, réfractaires...).

L'intérêt de ce chanfrein est de ménager la fatigue des outillages (molettes). En effet, l'extrémité de la pièce est un point critique pour les molettes dont les filets subissent une poussée d'un seul coté.

L'état de surface

Chaque fois que cela est compatible avec les impératifs commerciaux, il est souhaitable de rectifier les ébauches afin d'obtenir des tolérances serrées et une rugosité aussi faible que possible. Pour du titane, par exemple, l'ébauche doit être rectifiée avec un Ra<0.8.

La cote d'ébauche

Le roulage ne produisant pas de copeaux, il n'y a pas de perte de matière (l'usinage se produit à volume constant). Ainsi, il est nécessaire d'ébaucher les pièces à la "cote de roulage".

Cette cote d'ébauche est sensiblement égale au diamètre sur flancs maxi du filetage. Il est nécessaire de nous consulter avant chaque commande pour que nous vous indiquions la cote de préparation, celle-ci dépendant de nombreux facteurs. Les principaux avantages du roulage à froid sont les suivants :

Avantages

Les fibres de matière ne sont ni rompues ni coupées,
Absence totale de copeaux,
Permet une grande précision : ±0,01mm sur flancs,
Améliore les caractéristiques mécaniques,
Autorise un gain de 30% sur la dureté et la résistance à la rupture,
Améliore jusqu'à 100% la résistance à la fatigue,
Supprime les amorces de rupture en glaçant la surface,
Economise le temps et la matière,
Permet de fileter de très grandes longueurs.

Surface glacée

L'état de surface obtenu est un état "glacé". En galetage, il est possible d'obtenir une rugosité Ra=0,02 :

Cette qualité améliore la résistance à l'oxydation, supprime les amorces de rupture et diminue les frottements mécaniques avec les écrous et augmente considérablement le rendement des couples à vis sans fin. On peut classer les états de surface entre les différents modes d'obtention des filetages : taillé < fraisé < rectifié < roulé.

Résistance à la traction

Contrairement au filetage taillé, les fibres de matière sont non pas coupées, mais déformées.