Pourquoi le manganèse ?
Utilisé dans les applications de concassage depuis plus de 100 ans, l'acier au manganèse est devenu un incontournable dans ce secteur. Il continue d'être utilisé en raison de sa remarquable propriété qui en fait un revêtement d'usure idéal : plus il est percuté, plus il durcit.
L'acier au manganèse austénitique, soit de l'acier allié à plus de 10 % de manganèse, durcit. Ainsi, des chocs importants, tels que ceux que l'on retrouve dans une chambre de concassage par exemple, entraînent la formation d'une couche superficielle extrêmement dure, deux à trois fois plus dure que le reste de l'alliage ; des chocs répétés entraînent la formation d'une couche extérieure dure sur un noyau plus souple. Dans les bonnes conditions, cela peut conférer à l'acier au manganèse deux qualités : résistance à l'usure (découlant de sa dureté extérieure) et résistance aux chocs (découlant de son noyau ductile). Cela explique pourquoi le manganèse reste un élément très important dans le secteur du concassage.
L'on peut se dire que plus la teneur en manganèse est élevée, mieux c'est... Mais c'est un peu plus complexe que cela. Il est vrai que, dans une certaine mesure, plus la teneur en manganèse d'un alliage est élevée, plus l'alliage sera dur. Cette relation simple explique probablement la popularité des alliages à forte teneur en manganèse au cours des dernières décennies.
Mais en augmentant la dureté d'un revêtement d'usure, l'on augmente également sa fragilité. Un alliage plus fragile risque davantage de se fissurer en cas de fort impact. Un alliage affichant une teneur en manganèse légèrement inférieure (13 à 14 %) est plus ductile et durable, et peut donc absorber plus de chocs sans se fissurer. En fonction de l'application, une dureté élevée n'est pas toujours la meilleure option. Les alliages à forte teneur en manganèse sont particulièrement adaptés au concassage de roches abrasives, mais pour le concassage de roches très dures, vous gagnerez en efficacité avec une teneur moins importante en manganèse, qui offrira une plus grande résistance aux chocs.
La présence d'autres éléments dans l'alliage joue également un rôle : le carbone augmente la dureté et la résistance à l'usure de l'alliage, et le chrome permet d'empêcher la « croissance du métal » (lorsque le revêtement se dilate et devient trop grand pour le concasseur). L'obtention du bon ratio entre ces éléments et le manganèse relève d'un équilibre délicat. Une trop grande quantité de carbone ou de chrome affecte la structure atomique d'un alliage, l'empêchant alors de se solidifier en une microstructure austénitique, ce qui aurait pour effet de rendre l'alliage beaucoup moins résistant et dépourvu des qualités de durcissement souhaitées.
Ainsi, en matière de revêtements d'usure, il est essentiel de trouver le bon équilibre pour chaque application. Sandvik propose une gamme de revêtements composés de divers alliages de manganèse ; en fonction du matériau que vous concassez, vous pouvez accorder plus d'importance à la résistance aux chocs ou à la résistance à l'usure. Chaque alliage Sandvik possède ses propres caractéristiques et avantages dont il faut tenir compte.
Les différentes compositions des alliages Sandvik leur confèrent des qualités et points forts individuels.
Vous pouvez constater que l'alliage M9 affiche une résistance particulièrement élevée à l'usure ; il s'agit du nouvel alliage Sandvik, disponible pour les solutions de chambre de concassage CS et CH. Il offre une durée de vie jusqu'à 20 % plus longue que les alliages classiques, ce qui se traduit par une disponibilité accrue et des coûts d'exploitation réduits.
En plus de présenter la bonne composition, les revêtements d'usure doivent être fabriqués de manière experte. De petites variations dans le processus de production peuvent causer des faiblesses majeures : par exemple, en cas de traitement thermique inapproprié, des carbures peuvent se former entre les grains, affectant à la fois la résistance et la durabilité. Si les revêtements ne sont pas trempés au bon moment et à la bonne température, la microstructure austénitique peut varier, ce qui signifie que le durcissement, si important, ne se produira pas.
Sandvik met à profit sa connaissance approfondie des processus de fabrication et ses décennies d'expérience industrielle pour créer des revêtements d'usure de la plus haute qualité possible. Cela commence par des matières premières de grande qualité, afin de minimiser les impuretés. Un contrôle minutieux de la température pendant la phase de fusion et de versement garantit la bonne structure du grain pour les moulages, puis le traitement thermique et la trempe dissolvent les carbures et maintiennent la microstructure austénitique.
