Comprendre en détail les matériaux des pales hélicoïdales

Les pales hélicoïdales fonctionnent dans des environnements extrêmement difficiles : elles subissent un couple important, une forte friction et une usure abrasive (usure abrasive, usure par impact), une corrosion potentielle (due à lhumidité, aux composants acides et alcalins dans les matériaux) et des charges dimpact. Par conséquent, le choix du matériau est crucial et doit posséder une ​haute résistance, une résistance élevée à lusure, une bonne ténacité​ et une certaine ​résistance à la corrosion​. Les matériaux couramment utilisés comprennent :

​Plaque dacier résistante à lusure à haute résistance (par exemple, NM360, NM400, NM450, Hardox 400/450) :​

​Caractéristiques :​ Cest le matériau le plus largement utilisé actuellement. Il obtient une dureté élevée et une bonne résistance à lusure grâce à un traitement thermique (trempe + revenu), tout en conservant une certaine ténacité et soudabilité. La dureté de NM400/NM450/Hardox 450 peut atteindre HBW 400-450, avec une excellente résistance à lusure.

​Avantages :​ Bonnes performances globales (résistance, dureté, ténacité, soudabilité), bon rapport qualité-prix, facile à acheter et à traiter (coupe, laminage, soudure).

​Application :​ Choix privilégié dans la plupart des conditions de travail, particulièrement adapté au traitement des déchets ménagers mixtes, des déchets industriels, des déchets de construction, du bois et dautres matériaux moyennement abrasifs.

​Fonte à haute teneur en chrome (High Chromium Cast Iron) :​

​Caractéristiques :​ Contient une proportion élevée de chrome (généralement >15 %) et de carbone, formée par moulage. Sa résistance à lusure provient principalement dune grande quantité de carbures à haute dureté (tels que M7C3) dans la matrice. La dureté peut atteindre HRC 55-65, avec une excellente résistance à lusure, bien supérieure à lacier résistant à lusure.

​Avantages :​ ​Résistance à lusure de pointe​, particulièrement adaptée au traitement de matériaux ​extrêmement abrasifs​ (tels que les scories, les cendres, le sable de quartz, le gravier, les déchets solides industriels contenant une grande quantité de minéraux).

​Inconvénients :​ ​Faible ténacité​, grande fragilité, faible résistance aux chocs, facile à fracturer sous un fort impact ; processus de moulage complexe, coût élevé ; mauvaise soudabilité, nécessite généralement un moulage complet ou une connexion à larbre par des méthodes spéciales (telles que des queues daronde, des boulons), réparation et remplacement difficiles.

​Acier au manganèse (Hadfield Manganese Steel, par exemple Mn13, Mn18) :​

​Caractéristiques :​ Désignation typique ZGMn13. Lorsquil est soumis à un fort impact ou à une forte compression, la surface subit un durcissement important par écrouissage, la dureté augmente considérablement (la dureté de la surface peut atteindre HBW 500 ou plus), obtenant ainsi une excellente résistance à lusure par impact.

​Avantages :​ ​Excellente résistance à limpact et à la ténacité​, performances exceptionnelles en matière de résistance à lusure dans des conditions de travail à fort impact. Convient au traitement de matériaux contenant de ​gros objets durs et des impuretés métalliques​ (tels que les déchets de broyage de vieilles voitures, les gros déchets), et peut résister aux chocs accidentels des matériaux ou des outils.

​Inconvénients :​ Dans des conditions de frottement de glissement pur sans impact ou à faible impact, leffet de durcissement par écrouissage nest pas évident, et la résistance à lusure nest pas aussi bonne que lacier résistant à lusure ou la fonte à haute teneur en chrome ; coût élevé.

​Acier traité par durcissement de surface (par exemple, acier au carbone/acier faiblement allié + rechargement/pulvérisation) :​

​Caractéristiques :​ Utilisation dun substrat à faible coût (tel que Q345B), et traitement de renforcement de la résistance à lusure sur les ​parties facilement usées de la pale (généralement le bord extérieur de la pale et la surface de poussée)​.

​Rechargement (Hardfacing) :​ Revêtement dune ou plusieurs couches de matériaux de soudure en alliage à haute dureté et à haute résistance à lusure (tels que les matériaux composites en carbure de tungstène, les électrodes/fils de soudure en fonte à haute teneur en chrome) sur la surface de la pale. La résistance à lusure est réglable et leffet est significatif.

​Pulvérisation thermique (Thermal Spraying) :​ Tels que la pulvérisation à larc électrique, la pulvérisation à la flamme de carbure de tungstène, les revêtements résistants à lusure en céramique, etc.

​Avantages :​ Le substrat garantit la résistance et la ténacité globales, et la couche résistante à lusure offre une protection ciblée contre lusure ; par rapport à lutilisation globale de matériaux résistants à lusure, le coût est inférieur ; peut être réparé après lusure.

​Inconvénients :​ Processus complexe, exigences élevées en matière de contrôle de la qualité ; la couche de rechargement peut présenter des risques de fissures ou de décollement ; pour les pales de formes complexes, le traitement est difficile.