Optimisation des conditions de brasage des carbures de tungstène aux aciers outils utilisés dans l’industrie de la transformation du bois

Jego, Ludovic (2023). Optimisation des conditions de brasage des carbures de tungstène aux aciers outils utilisés dans l’industrie de la transformation du bois. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire se focalise sur l’impact des paramètres de fabrication sur le procédé de brasage. Des cas de casse sont à relever notamment autour du joint brasé mais aussi proche de l’épaulement des dents des scies. Deux principales raisons des casses ont été supposées, la présence de composés intermétalliques dans le joint, et la présence de contrainte résiduelle. Une investigation a été menée pour déterminer les paramètres les plus impactant et ainsi planifier les premières expériences. Trois paramètres ont été sélectionnés, température de brasage, température de recuit court et temps de 1er refroidissement.

Une première série d’expérience a permis de cadrer les différents intervalles des paramètres de fabrication pour l’étude. Cette série a permis de mettre en lumière que les échantillons qui n’ont pas reçu de recuit court présentent de bons résultats en termes de résistance au cisaillement. Deux nouveaux plans d’expérience ont été créés grâce à l’analyses des échantillons fabriqués, un avec et l’autre sans recuit court.

Les plans d’expériences ont été réalisés puis analysés. Des surfaces de réponses ont été créées pour mettre en forme les résultats et procéder à la modélisation et l’optimisation. La modélisation n’a pas permis d’obtenir de relation mathématique statistiquement utilisable mais a permis de mettre en lumière le fait que les captures de données réalisées présentées du bruit.

Une étude annexe a été menée pour analyser l’intérêt d’un recuit court dans le cycle thermique du procédé. Des analyses de microstructure, dureté et contrainte résiduelle ont été conduites et ont permis de montrer que la différence entre les échantillons avec et sans recuit court n’était pas significative et donc une amélioration du procédé passerait par la suppression du recuit court dans le cycle. Cela permettrait un gain significatif de temps de fabrication tout en conservant les propriétés mécaniques des scies.

Titre traduit

Optimizing conditions for brazing tungsten carbides to tool steels used in the wood processing industry

Résumé traduit

This thesis focuses on the impact of manufacturing parameters on the brazing process. Cases of breakage are particularly notable in the vicinity of the brazed joint and near the shoulder of the saws. Two main reasons for these failures were suspected: the presence of intermetallic compounds in the joint and the presence of residual stress. An investigation was carried out to determine the most influential parameters and plan the initial experiments. Three parameters were selected: brazing temperature, short annealing temperature, and first cooling time.

A first series of experiments defined the different ranges of manufacturing parameters for the study. This series revealed that samples that did not undergo short annealing showed good shear strength results. Two new sets of experiments were designed based on the analysis of the manufactured samples, one with short annealing and the other without.

The experiments were conducted and analyzed. Response surfaces were created to shape the results and perform modeling and optimization. The modeling did not yield a statistically usable mathematical relationship but highlighted that the data collected had noise.

An additional study was conducted to analyze the benefits of short annealing in the thermal cycle of the process. Microstructure, hardness, and residual stress analyses were performed and showed that the difference between samples with and without short annealing was not significant. Therefore, process improvement would involve eliminating short annealing from the cycle. This would result in a significant reduction in manufacturing time while maintaining the mechanical properties of the saws.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maîtrise avec mémoire en génie avec concentration personnalisée". Comprend des références bibliographiques (pages 113-121).
Mots-clés libres:	brasage, recuit court, composés intermétalliques, contraintes résiduelles, carbure de tungstène
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Jahazi, Mohammad
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	12 févr. 2024 16:14
Dernière modification:	12 févr. 2024 16:14
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3401

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