Opération Déneigement : Stratégies pour Augmenter la Durabilité des Patins d’Usure

Dans les équipements de déneigement, les lames de grattage sont généralement considérées comme des pièces de rechange en raison de leur usure dans des conditions d'exploitation difficiles. Cependant, pour protéger ces lames et prolonger la durée de vie des équipements, les fabricants ont commencé à ajouter des patins d’usure derrière les lames. Ces patins soulèvent légèrement la lame au-dessus du niveau du sol, devenant ainsi les pièces d’usure principales plutôt que les lames elles-mêmes.

Lors des opérations de déneigement, les particules solides provenant de l’asphalte, du sable, de la glace et d’autres matériaux de la chaussée glissent et rayent la surface inférieure des patins. Le mécanisme d’usure dominant est ici l’abrasion, qui se manifeste par des rayures parallèles de profondeur variable. Le taux d’usure augmente en fonction des propriétés du matériau du patin et des conditions de travail, telles que la pression, la nature du sol, la distance de glissement, la durée de contact et l’agressivité de l’environnement.

En raison du mouvement ample, les débris d’usure sont généralement évacués de la zone de contact, mais certaines particules peuvent s’émousser en surface avant de se détacher avec l’évolution de l’usure. Les surfaces abîmées par abrasion présentent des sillons parallèles de profondeur variable. L’usure reste assez constante dans le temps, et le volume des débris augmente linéairement avec la charge appliquée et la distance parcourue.

Matériaux et Fabrication des Patins d’Usure

Les patins d’usure sont généralement fabriqués soit en acier durci sur toute leur section, soit avec une base en acier mi-dur recouverte d'une couche de rechargement très dure. Cette dernière option est privilégiée pour prévenir l’abrasion, prolonger la durée de vie des patins et améliorer le rendement des équipements. Dans les conditions d’usure décrites, les matériaux à choisir doivent inclure des alliages ferreux similaires aux fontes blanches à haut chrome, enrichis en éléments formateurs de carbures stables comme le Nb, le V et le W. La microstructure typique de ce type d’alliage hyper-eutectique contient une forte fraction de carbures de chrome primaires, renforcés par d’autres monocarbures, dans une matrice d’austénite et de carbures secondaires. Cette concentration élevée de carbures assure que les particules abrasives du sol glissent sur la surface de rechargement plutôt que d’endommager la matrice.

L’expérience montre que les rechargements durs déposés en motifs de points ronds offrent une meilleure résistance à l’arrachement par rapport aux rechargements continus déposés sur toute la base. Pour cela, le rechargement dur doit être appliqué dans des trous préalablement percés pour assurer une meilleure ancre du dépôt. De plus, le métal de base doit être compatible avec le matériau de rechargement pour assurer un minimum de pénétration et éviter les manques de fusion à la limite des trous.

Préparation et Soudage

1. Percer des trous de ¼" de profondeur et de ½-¾" de diamètre tous les 2", en suivant un motif en grille sur la surface du patin.
2. Chanfreiner l’ouverture des trous.
3. Appliquer le rechargement dur avec des produits comme Sodel 2045 ou Sodel 2024Plus, selon le métal de base et la stratégie retenue.

Pour la séquence de rechargement :

1. Préchauffez à 400°F.
2. Démarrez l’arc au fond du trou et soudez en cercle, du bord vers le centre.
3. Déposez une surépaisseur de 2 à 3 couches une fois le trou rempli.
4. Laissez refroidir jusqu’à température ambiante.
5. Meulez la périphérie du rechargement pour lui donner une forme de « tête de rivet ».