Table des matières
Chapitre 1 Aperçu des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.1 Définition des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.1.1 Caractéristiques structurelles des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.1.2 Caractéristiques de base des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.1.3 Positionnement des barres de rivetage en alliage de tungstène en science des matériaux
1.2 Analyse des principaux éléments des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.2.1 Rôle du tungstène dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.2.2 Intégration d’éléments métalliques auxiliaires dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.2.2.1 Effet de l’ajout de nickel sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.2.2.2 Effet de l’ajout de fer sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.2.2.3 Mécanisme du dopage au cuivre dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.2.2.4 Mécanisme de dopage par d’autres éléments dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.3 Microstructure des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.3.1 Influence de la structure cristalline sur les performances des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.3.2 Observation du phénomène de séparation de phases dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
1.4 Fondements théoriques des barres de rivetage en alliage de tungstène
1.4.1 Application des diagrammes de phase des alliages aux barres de rivetage en alliage de tungstène
1.4.2 Influence des principes thermodynamiques sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
Chapitre 2 Classification et analyse des barres de rivetage en alliage de tungstène
2.1 Classification des barres de rivetage en alliage de tungstène selon leur composition
2.1.1 Barres de rivetage en alliage de tungstène haute densité
2.1.2 Barres de rivetage en alliage de tungstène à faible densité
2.1.3 Barres de rivetage en alliage de tungstène dopé aux terres rares
2.2 Classification des barres de rivetage en alliage de tungstène selon l’application
2.2.1 Barres de rivetage en alliage de tungstène pour le domaine de la transformation mécanique
2.2.2 Barres de rivetage en alliage de tungstène pour instruments de précision
2.2.3 Barres de rivetage en alliage de tungstène pour environnements à haute température
2.2.4 Barres de rivetage en alliage de tungstène pour environnements d’usure
2.3 Analyse des différences de performance des différents types de barres de rivetage en alliage de tungstène
2.3.1 Influence des variations de composition sur les propriétés physiques des barres de rivetage en alliage de tungstène
2.3.2 Mise en œuvre d’une conception orientée application dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
2.3.3 Régulation des différences de microstructure sur les propriétés mécaniques des barres de rivetage en alliage de tungstène
Chapitre 3 Processus de préparation des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.1 Méthode de métallurgie des poudres pour les barres de rivetage en alliage de tungstène
3.1.1 Étapes de préparation des matières premières pour la préparation des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.1.1.1 Purification et contrôle de la granulométrie de la poudre de tungstène
3.1.1.2 Uniformité du mélange des éléments d’alliage
3.1.2 Influence du procédé de frittage sur la densité des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.1.3 Optimisation de la technologie de formage par pression des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.1.4 Rôle du frittage en phase liquide dans la densification des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.2 Technologie de traitement mécanique des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.2.1 Application du formage aux barres de rivetage en alliage de tungstène
3.2.2 Application de la déformation plastique aux barres de rivetage en alliage de tungstène
3.2.3 Optimisation de la microstructure par traitement thermique des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.2.4 Application du procédé de rectification de précision au traitement de surface des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.2.5 Application de l’usinage par électroérosion à l’obtention de formes complexes de barres de rivetage en alliage de tungstène
3.3 Caractérisation et contrôle qualité des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.3.1 Utilisation de l’analyse microscopique dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
3.3.2 Identification de la composition par des méthodes spectroscopiques dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
3.3.3 Importance des essais de densité dans l’évaluation de la qualité des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.3.4 Détection des défauts internes par techniques de contrôle non destructif dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
3.4 Méthodes innovantes dans le processus de préparation des barres de rivetage en alliage de tungstène
3.4.1 Potentiel du moulage par injection dans la production de barres de rivetage en alliage de tungstène
3.4.2 Influence de la technologie de fabrication additive sur la personnalisation des barres de rivetage en alliage de tungstène
Chapitre 4 Propriétés physiques des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.1 Densité et propriétés thermiques des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.1.1 Principe de mesure de la densité des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.1.2 Contribution du coefficient de dilatation thermique à la stabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.1.2.1 Comportement thermique des barres de rivetage en alliage de tungstène sous conditions de haute température
4.1.2.2 Comportement des barres de rivetage en alliage de tungstène dans les environnements à basse température
4.1.3 Application de la calorimétrie différentielle à balayage aux barres de rivetage en alliage de tungstène
4.1.4 Quantification de la mesure de la conductivité thermique des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.1.5 Rôle de la capacité thermique massique dans la gestion thermique des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.2 Propriétés électriques et magnétiques des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.2.1 Performance de la conductivité électrique des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.2.2 Implications des paramètres magnétiques pour les applications des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.2.3 Influence du coefficient de température de résistance sur la stabilité électrique des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.2.4 Observation de l’analyse de la boucle d’hystérésis dans les barres de flambage de rivets en alliage de tungstène
4.3 Propriétés optiques et de rayonnement des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.3.1 Pertinence de l’analyse de réflectivité dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
4.3.2 Évaluation de la tolérance aux radiations des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.3.3 Caractérisation du spectre d’absorption dans les performances optiques des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.3.4 Contribution de la section efficace d’absorption des neutrons au blindage contre les rayonnements des barres de rivetage en alliage de tungstène
4.4 Fiche de données de sécurité des barres de rivetage en alliage de tungstène de CTIA GROUP LTD
Chapitre 5 Propriétés mécaniques des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1 Résistance et dureté des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.1 Méthodes d’essai de résistance à la traction des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.1.1 Mécanisme de rupture des barres de rivetage en alliage de tungstène sous charge statique
5.1.1.2 Influence de la charge dynamique sur les barres de flambage des rivets en alliage de tungstène
5.1.2 Quantification de la dureté Vickers des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.3 Évaluation par essais de traction sur des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.4 Évaluation par essai de compression des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.4.1 Recherche sur l’influence de la vitesse de déformation sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.4.2 Apports de l’analyse de la rupture des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.1.5 Vérification supplémentaire de la résistance à la flexion sur les propriétés mécaniques des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.2 Ténacité et comportement en fatigue des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.2.1 Rôle de la ténacité à l’impact dans la durabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.2.2 Application de l’analyse de fatigue cyclique aux barres de rivetage en alliage de tungstène
5.2.3 Méthodes de mesure de la ténacité à la rupture des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.2.4 Prédiction de la fatigue à grand nombre de cycles sur la durée de vie des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.3 Caractéristiques de frottement et d’usure des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.3.1 Optimisation par mesure du coefficient de frottement pour les barres de rivetage en alliage de tungstène
5.3.2 Discussion des mécanismes d’usure des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.3.3 Analyse de l’usure abrasive et des dommages de surface des barres de rivetage en alliage de tungstène
5.3.4 Performance de l’usure adhésive dans le processus de contact des barres de rivetage en alliage de tungstène
Chapitre 6 Corrosion et durabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1 Comportement à la corrosion électrochimique des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1.1 Utilisation des courbes de polarisation dans la recherche sur la corrosion des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1.2 Protection par formation d’une couche passive sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1.2.1 Stabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène en milieu acide
6.1.2.2 Réponse des barres de rivetage en alliage de tungstène en milieu alcalin
6.1.3 Caractérisation par mesure du potentiel de corrosion des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1.4 Application de la spectroscopie d’impédance à la cinétique de corrosion des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1.5 Réactions d’oxydation sur le comportement à la corrosion des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.1.6 Régulation des facteurs environnementaux sur les propriétés chimiques des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.2 Mécanisme d’oxydation à haute température des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.2.1 Influence de la cinétique d’oxydation sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
6.2.2 Application de revêtements protecteurs sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
6.2.3 Destruction par formation d’oxyde volatil sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
6.2.4 Régulation des éléments d’alliage sur la résistance à l’oxydation des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.3 Essais de durabilité environnementale des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.3.1 Évaluation par essai au brouillard salin des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.3.2 Rôle des cycles d’humidité dans la durabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène
6.3.3 Intégration de la simulation multi-échelle dans les barres de flambage des rivets en alliage de tungstène
6.3.4 Essais de sensibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte sur des barres de rivetage en alliage de tungstène
Chapitre 7 Applications des barres de rivetage en alliage de tungstène
7.1 Applications des barres de rivetage en alliage de tungstène dans les procédés de rivetage
7.1.1 Rôle mécanique des barres de rivetage en alliage de tungstène dans le processus de formage des rivets
7.1.2 Mécanisme d’interaction entre la barre de contreventement et le matériau du rivet
7.1.2.1 Analyse de la distribution des contraintes de contact dans les applications des barres de rivetage en alliage de tungstène
7.1.2.2 Influence de la coordination de la déformation sur la durabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène
7.1.3 Exigences de rivetage à haute résistance sur les performances des barres de rivetage en alliage de tungstène
7.1.4 Adaptabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène dans les équipements de rivetage automatisés
7.2 Applications des barres de contre-rivage en alliage de tungstène dans les assemblages structuraux aérospatiaux
7.2.1 Principes de sélection des barres de rivetage en alliage de tungstène pour le rivetage en alliage de titane
7.2.2 Exigences relatives aux caractéristiques de surface des barres de rivetage en alliage de tungstène pour le rivetage de matériaux composites
7.2.3 Analyse de la stabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène sous environnement vibratoire
7.2.4 Exigences particulières des procédés de rivetage à basse température sur les barres de rivetage en alliage de tungstène
7.3 Applications des barres de rivetage en alliage de tungstène dans la fabrication automobile et ferroviaire
7.3.1 Adaptabilité des barres de rivetage en alliage de tungstène pour le rivetage de carrosseries légères
7.3.2 Examen du comportement à l’usure des barres de rivetage en alliage de tungstène dans les procédés de rivetage à haute fréquence
7.3.3 Compatibilité des barres de rivetage en alliage de tungstène dans les assemblages multi-matériaux
7.4 Applications des barres de rivetage en alliage de tungstène dans l’assemblage mécanique de précision
7.4.1 Exigences du micro-rivetage sur la précision dimensionnelle des barres de rivetage en alliage de tungstène
7.4.2 Rôle de la modification de surface dans les applications de précision des barres de rivetage en alliage de tungstène
7.4.3 Exigence de pureté des matériaux pour les barres de rivetage en alliage de tungstène en environnement de salle blanche
Chapitre 8 Problèmes courants des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.1 Formation de défauts lors du processus de préparation des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.1.1 Influence du frittage non uniforme sur la microstructure des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.1.2 Sources et contrôle de la contamination par les impuretés dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
8.1.3 Mécanisme d’amorçage des fissures lors de la phase de pressage des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.1.4 Analyse des causes de la porosité résiduelle dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
8.2 Modes de défaillance lors de l’utilisation de barres de rivetage en alliage de tungstène
8.2.1 Mécanisme de rupture causé par une surcharge mécanique dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
8.2.2 Effet cumulatif de l’usure et de la fatigue dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
8.2.3 Réduction de la durée de vie des barres de rivetage en alliage de tungstène en raison des environnements corrosifs
8.2.4 Phénomène de fissuration causé par un choc thermique dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
8.2.5 Influence de l’écaillage de surface sur le fonctionnement des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.3 Optimisation des performances et diagnostic des défauts des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.3.1 Atténuation des problèmes courants par ajustement de la composition des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.3.2 Application des méthodes de contrôle non destructif à l’identification des défauts des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.3.3 Amélioration de la durabilité par traitement thermique des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.3.4 Amélioration de la résistance à l’usure par une technologie de renforcement de surface dans les barres de rivetage en alliage de tungstène
8.3.5 Rôle de l’analyse des cas de défaillance dans l’optimisation des barres de rivetage en alliage de tungstène
8.4 Comparaison des performances des barres de rivetage en alliage de tungstène avec d’autres matériaux de barres de rivetage
8.4.1 Comparaison des performances entre les barres de contre-pointe en carbure cémenté et les barres de contre-pointe à rivets en alliage de tungstène
8.4.2 Comparaison des performances des barres de contreventement en acier en remplacement des barres de contreventement à rivets en alliage de tungstène
8.4.3 Comparaison des performances des barres de poinçonnage en matériau céramique avec celles des barres de poinçonnage à rivets en alliage de tungstène
Annexes :
Annexe A Normes chinoises relatives aux barres de rivetage en alliage de tungstène
Annexe B Normes internationales pour les barres de rivetage en alliage de tungstène
Annexe C Normes relatives aux barres de rivetage en alliage de tungstène en Europe, en Amérique, au Japon, en Corée, etc.
Annexe D Glossaire des termes relatifs aux barres de rivetage en alliage de tungstène
Références
Chapitre 1 : Aperçu des têtes de rivets en alliage de tungstène
1.1 Définition de la tige supérieure de rivet en alliage de tungstène
Les mandrins à rivets en alliage de tungstène sont des produits en alliage dont le tungstène est le composant principal. Ils sont généralement fabriqués par métallurgie des poudres et usinés en outils spécifiques en forme de tige, principalement utilisés pour le support et la mise en forme lors du rivetage. Ces mandrins sont placés à l’extrémité du rivet lors de la pose, servant de support inverse pour résister aux coups de marteau ou à la pression, permettant ainsi à la tête du rivet de se déformer en douceur et de former une liaison solide. L’alliage de tungstène est choisi pour sa densité et sa dureté élevées, lui permettant de conserver sa forme sous des impacts répétés tout en possédant une certaine ténacité pour éviter la rupture fragile. Le diamètre et la longueur du mandrin sont conçus selon les spécifications du rivet, et sa surface est souvent rectifiée avec précision pour assurer un bon ajustement avec l’extrémité du rivet.
Les mandrins en alliage de tungstène utilisent généralement des alliages tungstène-nickel-fer ou tungstène-nickel-cuivre. La phase liante confère la plasticité nécessaire, rendant le mandrin moins sujet à la fissuration lors de sa fabrication et de son utilisation. Le processus de préparation comprend le mélange de poudres, le pressage, le frittage et le traitement thermomécanique, avec un traitement thermique final pour ajuster la microstructure. La surface de travail du mandrin doit être lisse et plane afin de réduire le frottement et les dommages lors de la déformation du rivet. L’apparition des mandrins en alliage de tungstène a permis de résoudre le problème de durabilité insuffisante des mandrins en acier traditionnels pour les applications de rivetage haute résistance, notamment celles nécessitant de multiples utilisations, où leur durée de vie est plus stable.
D’un point de vue fonctionnel, les riveteuses en alliage de tungstène assurent non seulement un support mécanique, mais contribuent également, grâce à leur haute densité, à concentrer la transmission d’énergie, ce qui permet une déformation plus uniforme du rivet. La forme de leur face d’extrémité (plate, concave ou convexe) est variée afin de s’adapter à différents types de rivets. Lors de leur utilisation, la riveteuse est fixée à une riveteuse pneumatique ou manuelle, et l’opérateur contrôle la force appliquée pour réaliser l’assemblage. L’entretien des riveteuses en alliage de tungstène est relativement simple : un contrôle régulier de l’usure de surface et un polissage suffisent. En conclusion, en tant que composant essentiel des outils de rivetage, les riveteuses en alliage de tungstène, grâce à leurs propriétés intrinsèques, améliorent l’efficacité et la qualité du processus d’assemblage et sont de plus en plus reconnues dans le secteur de l’assemblage industriel.
1.1.1 Caractéristiques structurelles des barres supérieures de rivets en alliage de tungstène
Les mandrins à rivets en alliage de tungstène se caractérisent principalement par leur forme cylindrique et leur microstructure interne biphasée. Leur conception externe privilégie l’adaptabilité fonctionnelle, tandis que leur microstructure interne garantit leur durabilité. De forme cylindrique, le mandrin présente une extrémité servant de surface de travail pour le contact direct avec la queue du rivet, et l’autre extrémité permettant une fixation aisée lors de son installation dans une riveteuse. La surface de travail est généralement plane ou comporte de légères rainures afin de mieux absorber la déformation de la queue du rivet, et ses faces lisses réduisent la résistance à l’utilisation. Le rapport longueur/diamètre est adapté à la taille du rivet pour assurer un support stable sans gêner les composants environnants.
La structure interne présente les caractéristiques typiques d’un alliage de tungstène biphasé : les particules de tungstène forment un squelette continu constituant la phase dure, tandis que des phases liantes, telles que le nickel-fer ou le nickel-cuivre, comblent les interstices, assurant la cohésion et la ténacité. Cette microstructure est obtenue par frittage, avec des particules de tungstène quasi sphériques et une phase liante uniformément répartie afin de prévenir la concentration des contraintes. Après travail à chaud, la microstructure présente une texture fibreuse, alignée axialement pour renforcer la résistance longitudinale. La surface est finement rectifiée, ce qui réduit la rugosité et l’adhérence des rivets.
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