Le bisulfure de tungstène refait surface

Dérivé synthétique du bisulfure de molybdène, le bisulfure de tungstène, aiguise les appétits. Le francilien EMC propose depuis quelques semaines une formulation issue des travaux de la Nasa avec l'Université de Stanford, les laboratoires Aerojet et Lockheed Martin. Mais d'autres applications sont en développement. Le projet Foremost, financé par la Commission européenne, étudie la synthèse de ce type de matériau pour traiter les pièces mécaniques. L'israélien ApNano l'utilise pour concevoir un matériau deux fois plus résistant que les carbures de bore ou de silicium utilisés sur les gilets pare-balles. Le lycée de la Joliverie à Nantes, enfin, s'en est servi pour réduire les frottements internes au moteur de sa voiture prototype et battre le record de distance parcourue avec 1 litre d'essence dans le marathon Shell.

Les plaques s'alignent sur le même axe de rotation

Projetée à froid sur une surface métallique, plastique ou céramique, cette formulation, baptisée Dynacron, améliore la tenue des pièces (galets, roulements, etc.) aux frottements. Elle a pour effet de prolonger la durée de vie des composants mécaniques soumis à de fortes charges et de simplifier la maintenance.

A l'origine de ce traitement ? Un procédé physico-chimique. L'association d'un atome de tungstène avec deux atomes de soufre permet de construire une structure lamellaire de plaques glissant les unes sur les autres. Lorsque la pièce se met en mouvement, ces plaques s'alignent sur le même axe de rotation, ce qui permet d'améliorer la tenue aux frottements. Mieux, le coefficient de frottement diminue d'autant que la pression exercée sur la pièce augmente.

La pièce peut subir au préalable un dépolissage, pour que sa surface soit le plus lisse possible (un coefficient d'état de surface de 0,4 micron est idéal). Ensuite, il suffit de projeter le bisulfure de tungstène sous forme de poudre, à froid et à haute vitesse. « Les molécules se logent dans les interstices de la surface et se répartissent, formant une couche homogène d'une épaisseur de 1,3 micron », explique Michel Gobert, l'un des deux dirigeants d'EMC. La structure de la surface est en fait « réorganisée » puisqu'il s'agit d'une adhésion mécanique inter-moléculaire entre le substrat et le revêtement. Et l'action du bisulfure de tungstène est telle qu'il faut usiner à nouveau la pièce ou attendre qu'elle s'use pour revenir à l'état initial.

A l'origine de cette innovation, la Nasa étudiait un traitement sans huiles ni graisses pour ses futurs programmes Gemini et Apollo. Le brevet a été cédé ensuite aux groupes américains de l'aéronautique, de l'armement ou du nucléaire.

Des applications multiples

Le traitement adhère à de nom-breux substrats tels que les céramiques, les plastiques (polyamides, élastomères, etc.) et peut venir en complément d'autres revêtements, comme la nitruration ou le chromage.

L'installation complète d'EMC coûte environ 80 000 euros. Elle nécessite une unité d'air comprimé, une installation de filtration du produit et deux cabines distinctes pour la préparation puis la projection. Une première entreprise vient de se l'offrir : le fabricant de composants Rabourdin l'a adoptée pour améliorer la performance de ses éjecteurs pour moules.

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