Épreuve E4 - BTS Traitement des matériaux - Sous-épreuve U44 Option A - juin 2023

Présentation de l’entreprise et objet de l’étude

Une société spécialisée dans la conception et la réalisation de disques de frein et d’éléments de suspension reçoit de la part d’une entreprise fabriquant des VTT, une commande d’un minimum de 10000 ensembles par an renouvelable.

L’étude portera essentiellement sur les traitements thermiques :

- Des disques de frein (partie I),
- Des axes d’articulation participant à la cinématique de l’ensemble de suspension arrière (partie II).

Elle est composée d’un corps 1, de trois joints d’étanchéité 2, 3, 4, d’un axe barillet 5, d’un carter 6, de deux racleurs 7, d’une palette 8, d’une bague d’accouplement 9 et de deux vis de fixation 10.

Travail demandé

Le sujet proposé au candidat comprend deux parties :

PARTIE I: Étude des disques de frein

Cahier des charges

Matière : Acier inoxydable à déterminer.

Brut : Découpé dans une plaque d’épaisseur 2 mm.

Caractéristiques mécaniques :
460 = HV30 = 470
KCU > 20 J/cm²

Caractéristiques générales requises :
- Légèreté,
- Résistance à l’usure,
- Bon coefficient de frottement,
- Bonne résistance à la corrosion.

Série : 10000 disques minimum par an, renouvelable.

Coût : Le plus faible possible.

Gamme de fabrication simplifiée :

Phase 10 :Découpage laser et polissage.
Phase 20 : Traitement thermique de trempe sous presse.
(À définir en fonction du cahier des charges).
Phase 30 : Traitement thermique de revenu.
(À définir en fonction du cahier des charges).
Phase 40 :Rectification. (Épaisseur1,9 mm).
Phase 50 :Contrôles.
Phase 60 :Gravure.

La société dispose de 3 nuances d’aciers inoxydables :
- X20Cr13
- X5CrNi18-10
- X6Cr17

Il est demandé de réaliser le choix de l’acier et l’étude du traitement permettant l’obtention des caractéristiques mécaniques et générales requises par le cahier des charges.

PARTIE II: Étude des axes d’articulation

Cahier des charges

Matière : 16NiCr6

Brut : Lopin, de diamètre 30 mm et de longueur 75 mm débité, dans une barre laminée.

Caractéristiques mécaniques et structurales :
    
- HV 1 = 700 en surface de la partie cylindrique repérée C sur le dessin ci-dessus (longueur traitée de 40 mm).
- Profondeur conventionnelle de cémentation comprise entre 0,6et 0,8 mm.
- Absence de cémentite en réseau dans la couche cémentée.
- Pourcentage d’austénite résiduelle faible.
- Les réserves de traitement sur les surfaces A1, A2, B1, B2 seront obtenues par surépaisseur d’usinage.

Série : 10000 axes par an, renouvelable.

Coût : Le plus faible possible.

Pour l’obtention des caractéristiques mécaniques et métallurgiques requises pources axes d’articulation, le traitement retenu est une cémentation gazeuse suivied’une trempe et d’un revenu sur un acier de nuance 16NiCr6.