Compréhension des mécanismes d'endommagement en surface des outils de forge à chaud (effets des lubrifiants)

Les conditions de contact et de frottement en forge à chaud engendrent des sollicitations thermomécaniques importantes qui induisent différents modes d endommagement des outillages. L objectif principal de la thèse vise à quantifier la capacité des lubrifiants à réduire ou retarder ces endommagements. En premier lieu, le choix d un banc d essai de laboratoire permettant la caractérisation tribologique appliquée au domaine de la mise en forme est présentée et justifiée. La méthodologie d utilisation du banc d essai est détaillée. Les résultats fournis par le banc sont présentés sous forme d indicateurs de performances, permettant de quantifier les capacités du lubrifiant à réduire le frottement ou à protéger les surfaces, côtés pièces et côtés outils. Ensuite, une première campagne d essais montre la fiabilité et la robustesse du banc d essai, notamment en termes de sensibilité et de répétitivité. Enfin, une seconde campagne d essais conduit à la qualification des solutions aqueuses graphitées, utilisées comme lubrifiant en forgeage à chaud des aciers. Les résultats présentent les performances du lubrifiant graphité en fonction de sa composition (granulométrie, liant), de son mode d application où des sollicitations mécaniques qu il subit.The conditions of contact and friction encountered in hot forging generate important thermo mechanical stresses which induce various damaging modes on the tools. The principal objective of the thesis aims at quantifying the capacity of the lubricants to reduce or delay these damages. First, the choice of a laboratory friction test allowing the tribological characterization applied to hot steel working is presented and justified. The methodology of use of the test bench is detailed. Results provided by the friction test are presented as performance pointers, allowing quantifying the capacities of the lubricant to reduce friction or to protect work piece and tool surfaces. Second, a first series of tests is run. Results show the reliability and the robustness of the test bench, in particular in terms of sensitivity and repeatability. Finally, a second series of tests is performed. It leads to the qualification of the graphite aqueous solutions, used as lubricant in hot forging of steels. The results present the performances of the graphite lubricants according to their composition (grain size distribution, binder), their spraying technique, and the mechanical loadings they undergo.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF