Selon une application particulière, mais non exclusive, de l'invention, le traitement thermique est un traitement de cémentation à basse pression d'une pièce en acier utilisant, par exemple, du gaz, de l'huile, etc.

On connaît par la demande de brevet FR-A-2 772 467 un dispositif pour le support de pièces à traiter thermiquement dans un four, comprenant des plateaux sur chacun desquels sont montés des groupes de pions métalliques. Chaque groupe de pions métalliques sert de support à une pièce à traiter en forme de pignon. Les plateaux sont conçus pour pouvoir tre superposés verticalement.

En pratique, le chargement des pièces sur les plateaux et la superposition des plateaux sont effectués par un robot. Pour positionner une pièce donnée sur son groupe de pions de support, le robot présente la pièce au-dessus du groupe de pions, puis la lâche.

La précision du robot étant limitée, il arrive parfois que la pièce ne tombe pas correctement sur son groupe de pions de support et se retrouve, après sa chute, mal positionnée sur celui-ci. Dans une telle situation, si le robot est équipé d'un système de détection de présence de pièce, il détectera une anomalie et se bloquera. Une intervention manuelle sera alors nécessaire pour positionner correctement la pièce et redémarrer le robot. Si le robot n'est pas équipé d'un système de détection de présence de pièce, il continuera le chargement des pièces sur le plateau mais la superposition du plateau suivant sera gnée par la pièce mal positionnée. Dans certains cas, le plateau suivant pourra mme se casser au moment de sa mise en place sous l'effet des contraintes antagonistes

exercées par le robot et la pièce mal positionnée.

Outre ces problèmes relatifs au chargement des pièces, il a été observé que, lorsque les pièces à traiter sont métalliques, celles-ci ont tendance à se coller à leurs pions de support lors du traitement thermique, ce qui gne leur déchargement une fois le traitement thermique terminé.

Pour éviter ce phénomène de collage, la demande de brevet précitée FR-A-2 772 467 propose de revtir les pions de support de cuivre.

Cette solution est efficace à court terme, mais ne produit plus l'effet recherché après une utilisation répétée des pions de support, lesquels doivent donc tre fréquemment remplacés.

OBJECTIFS ET RESUME DE INVENTION La présente invention vise en premier lieu à fournir un support qui permette d'améliorer l'efficacité du chargement d'une pièce à traiter thermiquement.

A cette fin, il est prévu un support destiné à supporter, au moins en partie, une pièce lors d'un traitement thermique de ladite pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de guidage permettant de guider la pièce vers une surface ou partie de surface de support dudit support lors de sa mise en place sur le support.

Par l'expression « au moins en partie », on entend que le support selon l'invention peut servir à supporter complètement la pièce, ou, en variante, à supporter en partie seulement ladite pièce. Dans ce dernier cas, l'effort de support est partagé entre le support selon l'invention et un ou plusieurs autres supports, de préférence identiques au support selon l'invention.

L'élément de guidage du support selon l'invention facilite la mise en place de la pièce à traiter, notamment lorsque cette mise en place est robotisée, et permet de compenser une éventuelle imprécision du robot.

L'élément de guidage peut consister en un élément allongé s'étendant depuis une base du support sensiblement perpendiculairement à cette base et comportant une partie d'extrémité, opposée à la base, en forme d'ogive. Plus particulièrement, l'élément de guidage peut

comprendre une tige terminée par une tte, la tte constituant ladite partie d'extrémité en forme d'ogive. Avantageusement, la tige a un diamètre inférieur à celui de la tte. De préférence, l'extrémité de l'élément de guidage opposée à la base est arrondie.

La présente invention vise également à fournir un support qui permette, de manière durable, un déchargement pratique et efficace d'une pièce métallique traitée thermiquement.

A cette fin, le support selon l'invention comporte un corps métallique, duquel peut faire partie l'élément de guidage, et un élément en céramique enchâssé dans le corps métallique et définissant ladite surface de support.

Grâce à l'utilisation d'une matière céramique pour former la surface de support sur laquelle vient reposer directement la pièce métallique à traiter, une opération de traitement thermique de la pièce, par exemple du type cémentation (en particulier lorsque la pièce est en acier), peut tre effectuée sans que la surface de support et la pièce ne se collent l'une à l'autre. Le déchargement de la pièce, une fois le traitement terminé, en est donc facilité.

D'autre part, le fait d'enchâsser l'élément en céramique dans un corps métallique permet d'accroître la résistance aux chocs de la céramique. Il est ainsi possible de charger préalablement la pièce à traiter en plaçant cette pièce au-dessus du support puis en la lâchant, le tout au moyen d'un robot, et avec un risque réduit de cassure de la céramique.

En outre, une éventuelle cassure de la céramique n'affectera pas l'intégralité du support et ne nécessitera de remplacer que l'élément en céramique. A cet égard, l'élément en céramique peut tre monté dans le corps métallique de façon à pouvoir tre remplacé facilement. A titre d'exemple, l'élément en céramique peut tre serti dans le corps métallique, simplement posé dans un évidement du corps métallique sans y tre fixé, ou posé dans un évidement du corps métallique et retenu dans cet évidement par un ou plusieurs point (s) de soudure ou de brasure formé (s) sur ou à proximité d'un bord supérieur de l'évidement.

Avantageusement, la céramique utilisée dans la présente invention est de la mullite. Cette matière présente en effet une bonne résistance mécanique.

De préférence, l'élément en céramique est enchâssé dans le corps métallique avec un jeu permettant à l'élément en céramique et au corps métallique de se dilater librement.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément en céramique est enchâssé dans une base du corps métallique constituant la base précitée du support. L'élément en céramique peut ainsi consister en une pièce annulaire ayant un axe de symétrie commun avec l'élément de guidage.

De préférence, la surface de support est inclinée, ou comporte une partie inclinée, afin d'empcher un mouvement latéral de la pièce lorsque celle-ci repose, au moins en partie, à plat sur le support. On assure ainsi un bon maintien de la pièce sur le support, sous l'effet de la force de gravitation à laquelle est soumise la pièce, tout en évitant le contact entre la pièce et l'élément de guidage.

De préférence, la surface de support est conformée pour assurer un contact seulement en un ou plusieurs points discrets avec une pièce annulaire lorsqu'une telle pièce annulaire repose, au moins en partie, à plat sur le support.

Un tel contact en un ou plusieurs points discrets seulement permet de maintenir la pièce quasiment en suspension lors de son traitement, et, par conséquent, de faire en sorte qu'une partie la plus importante possible de la surface de la pièce soit soumise à ce traitement.

Ainsi, la surface de support peut avoir, par exempte, une forme tronconique, ou se présenter sous la forme d'une partie de surface sphérique.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'élément en céramique est enchâssé dans la partie d'extrémité de l'élément de guidage.

De manière générale, le support selon l'invention peut se présenter sous la forme d'un pion.

Le support selon l'invention comprend en outre typiquement des moyens de fixation à une plaque de support.

De tels moyens de fixation peuvent comprendre une saillie du support, destinée à tre introduite dans un trou traversier correspondant de la plaque de support, depuis une première extrémité de ce trou, et

comprenant une partie tronconique mince apte à coopérer avec un chanfrein prévu à une seconde extrémité, opposée à la première, du trou traversier.

La présente invention concerne également un équipement de support comprenant une plaque de support et au moins un support tel que défini ci-dessus, monté sur la plaque de support.

La plaque de support est de préférence conçue en un matériau composite thermo-structural, tel qu'un matériau composite carbone- carbone. Le ou chaque support, et plus particulièrement le corps métallique de celui-ci, est avantageusement monté sur la plaque de support par sertissage et avec un jeu.

Afin d'éviter d'éventuels problèmes de désolidarisation du (des) support (s) sur la plaque de support, en raison de différences de dilatation thermique entre le corps du (des) support (s) et la plaque de support lors du traitement de la pièce, le point d'intersection entre un axe de symétrie du ou de chaque support et le plan d'une surface de la plaque de support recevant le ou chaque support est sensiblement confondu avec le sommet du cône défini par une surface externe de la partie tronconique mince.

Selon un mode de réalisation particulier, l'équipement de support selon l'invention comprend au moins un groupe de trois supports disposés en triangle.

La présente invention vise en outre à proposer un procédé de traitement thermique d'une pièce métallique qui facilite, de manière durable, le déchargement de la pièce à l'issue du traitement thermique.

A cette fin, il est prévu un procédé de traitement thermique d'une pièce métallique, caractérisé en ce que l'on utilise, pour supporter ladite pièce, au moins un support ayant une surface en céramique, de préférence en mullit, sur laquelle repose, au moins en partie, ladite pièce.

De préférence, la pièce métallique est en contact avec la surface en céramique seulement en un ou plusieurs points discrets.

Selon une application particulière de l'invention, le traitement thermique consiste en une opération de cémentation d'une pièce en acier.

II a été observé que, lorsqu'une telle opération de cémentation était mise en oeuvre avec un support purement métallique de la technique

antérieure, un phénomène de micro-diffusion de carbone se produisait au niveau du support, qui tendait à abaisser le point de fusion de ce dernier et entraînait en conséquence un collage de la pièce sur le support.

L'utilisation, selon l'invention, de céramique pour constituer la surface de support destinée à tre en contact avec la pièce à traiter remédie à ce problème de collage.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Dans les dessins annexés : - la figure 1 est une demi-vue en coupe suivant le plan I de la figure 2 d'une partie d'un équipement de support selon un premier mode de réalisation de l'invention, sur laquelle repose une pièce annulaire ; - la figure 2 montre la partie de l'équipement de support et la pièce annulaire de la figure 1 en vue de dessus ; - la figure 3 représente, dans le mme type de vue que la figure 1, une variante du premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 montre, en vue de dessus, une autre manière de positionner une pièce annulaire sur l'équipement de support selon l'invention ; - la figure 5 montre, en coupe, comment peut tre positionnée une pièce verticale allongée en forme de piston sur l'équipement de support selon l'invention ; - la figure 6 montre, en coupe, encore une autre manière de positionner une pièce annulaire sur l'équipement de support selon l'invention ; - la figure 7 montre, en coupe, une autre manière de positionner une pièce verticale allongée en forme de piston sur l'équipement de support selon l'invention ; - la figure 8 est une vue en coupe d'une partie d'un équipement de support selon un second mode de réalisation de l'invention ; - les figures 9 et 10 sont des vues en coupe d'une partie d'un équipement de support selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 11 est une vue en coupe partielle montrant

l'équipement de support selon le troisième mode de réalisation de l'invention supportant une pièce ; et - la figure 12 est une vue en coupe d'une partie d'un équipement de support selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DE PLUSIEURS MODES DE REALISATION DE INVENTION Plusieurs modes de réalisation de l'invention sont maintenant décrits en détail.

En référence aux figures 1 et 2, un équipement de support selon un premier mode de réalisation de l'invention pour le traitement thermique d'une pièce métallique, tel que la cémentation d'une pièce en acier, comprend une plaque de support 1 et des supports en forme de pions 2 montés sur la plaque de support 1. Comme montré à la figure 2, les pions 2 sont groupés par trois. Dans chaque groupe de pions (un seul groupe est représenté à la figure 2), les pions 2 sont disposés en triangle, de préférence en triangle équilatéral. La plaque de support 1 est de préférence conçue en un matériau composite thermo-structural, tel qu'un matériau composite carbone-carbone. En variante, elle peut toutefois tre conçue en métal.

Chaque pion 2 comprend un corps métallique 20 constitué d'une partie basse saillante 21 logée dans un trou traversier cylindrique correspondant 10 de la plaque de support 1, et d'une partie haute 22 s'étendant au-delà de la surface supérieure, désignée par le repère 11, de la plaque de support 1, et perpendiculairement à cette surface. Le corps 20 est de préférence monolithique.

Chaque pion 2 est fixé à la plaque de support 1 par sertissage.

A cet effet, la partie basse 21 comporte, à son extrémité inférieure, une partie tronconique mince 210 coopérant avec un chanfrein 12 pratiqué sur l'arte inférieure du trou traversier 10.

En pratique, l'équipement de support selon l'invention est assemblé en présentant chaque pion 2 au-dessus du trou traversier correspondant 10, puis en introduisant la partie basse 21 dans le trou 10, vers le bas, jusqu'à ce que la partie tronconique 210 viennent coopérer

avec le chanfrein 12.

La partie haute 22 de chaque pion 2 comporte une base 220 en forme de jupe qui repose sur la surface supérieure 11 de la plaque de support 1, et un élément de guidage central et allongé 221 s'étendant perpendiculairement à la plaque de support 1 et à la base 220 depuis l'extrémité supérieure de la base 220, suivant un axe de symétrie AS1 du pion 2.

La base 220 est cylindrique en partie inférieure, et tronconique en partie supérieure. Elle comprend, en outre, un évidement dans lequel est logé un élément en céramique 23 se présentant sous la forme d'une pastille annulaire ayant une surface supérieure tronconique 230. La pastille en céramique 23 est plus particulièrement sertie à la base 220, par coopération entre un chanfrein pratiqué sur l'arte externe supérieure de la pastille 23 et une saillie 222 d'un bord annulaire 223 de la base 220. La pastille en céramique 23 peut néanmoins tre montée différemment dans l'évidement de la base 220. Elle peut par exemple tre simplement posée dans cet évidement, sans tre sertie ni fixée d'une autre manière, afin de faciliter son remplacement en cas de cassure. Elle peut également tre posée dans l'évidement et retenue dans celui-ci simplement par un ou plusieurs point (s) de soudure ou de brasure 224 formé (s) sur ou à proximité d'un bord supérieur de l'évidement, comme illustré à la figure 3.

La surface supérieure tronconique 230 de la pastille en céramique 23 affleure au niveau de la face supérieure de la base 220, de sorte qu'elle peut servir de surface de support, et est agencée pour que le sommet (non représenté) du cône défini par cette surface soit dirigé vers l'extrémité supérieure du pion 2, le long de l'axe AS1.

L'élément de guidage 221 comprend une tige 225 terminée, à son extrémité supérieure, opposée à la base 220, par une tte 226. La forme de la tte 226 est choisie pour permettre un guidage efficace lors du positionnement d'une pièce à traiter sur le pion 2. Typiquement, la tte 226 a une forme d'obus ou d'ogive, de préférence une forme d'ogive comme illustré sur les figures. De préférence, l'extrémité supérieure 226a de la tte 226 est arrondie plutôt que pointue. Avantageusement, le diamètre de la tige 225 est inférieur à celui de la tte 226.

Lors de l'utilisation de l'équipement de support selon l'invention

dans un four de traitement thermique, te ! qu'un réacteur à cémentation, des dilatations différentielles se produisent entre les corps respectifs 20 des pions 2 et la plaque de support 1 lorsque ces éléments ne sont pas conçus dans le mme matériau. Il peut en résulter une désolidarisation de la liaison entre les pions 2 et la plaque de support 1.

Afin de remédier à ce problème, chaque pion 2 est agencé par rapport à la plaque 1 de façon que le point d'intersection, désigné à la figure 1 par le repère 0, entre l'axe de symétrie AS1 du pion 2 et le plan géométrique défini par la surface supérieure 11 de la plaque 1 soit sensiblement confondu avec le sommet du cône défini par la surface externe (en contact avec le chanfrein 12) de la partie tronconique mince 210. En outre, un léger jeu 211 peut tre prévu entre la face externe de la partie basse saillante 21 de chaque pion 2 et la face interne du trou 10 correspondant. De façon comparable, les dilatations différentielles entre la pastille en céramique 23 et le corps métallique 20 de chaque pion 2 peuvent tre absorbées par un léger jeu latéral 231 entre les faces intérieure et/ou extérieure de la pastille 23 et la ou les parois correspondantes de l'évidement annulaire du corps 20.

En référence à la figure 2, une pièce métallique annulaire 3 à traiter thermiquement, telle qu'un pignon, est placée à plat sur un groupe de trois pions 2 de façon à venir en appui sur les surfaces tronconiques en céramique 230 des pions 2. Par l'expression « à plat », on entend que l'axe de symétrie (désigné par le repère AS2) de la pièce annulaire 3 est perpendiculaire à la plaque de support 1 ou, en d'autres termes, parallèle à l'axe de symétrie AS1 de chaque pion 2.

Du fait des formes respectives annulaire et tronconique de la pièce 3 et de la surface de support en céramique 230 de chaque pion 2, et de la position des pions 2 par rapport à la pièce 3, le contact entre la pièce 3 et chacune des surfaces de support en céramique 230 est ponctuel. La pièce 3 est ainsi supportée par l'équipement de support 1,2 selon l'invention en trois points discrets A, B et C.

Comme montré à la figure 2, les éléments de guidage 221 s'inscrivent à l'intérieur de la surface interne 30 de la pièce 3 et sont éloignés de cette surface interne, c'est-à-dire qu'ils n'entrent à aucun endroit en contact avec la pièce 3. Grâce à l'inclinaison des surfaces de

support 230, la pièce 3 est bien maintenue sur les pions 2 sous l'effet de la gravitation. En particulier, la pièce 3 ne peut se déplacer latéralement pour venir en contact avec les éléments de guidage 221.

La mise en place de la pièce 3 sur les pions 2 est de préférence effectuée au moyen d'un robot, lequel place la pièce 3 au-dessus des pions 2 puis la lâche pour qu'elle tombe sur ces derniers. Lors de sa chute en direction des surfaces de support en céramique 230, la pièce 3 est guidée par les ttes respectives 226 en forme d'ogive des éléments de guidage 221. Du fait de la différence de diamètre entre les tiges 225 et les ttes 226 (les tiges 225 sont moins larges que les ttes 226), la pièce 3, après avoir été guidée par les ttes 226, n'est plus en contact avec les éléments de guidage 221. Ceci facilite la chute de la pièce 3 vers les surfaces de support 230.

Le fait que la pastille en céramique 23 de chaque pion 2 soit enchâssée dans le corps métallique 20, c'est-à-dire soit montée dans un évidement du corps 20, augmente la résistance aux chocs de la pastille 23. Dès lors, le risque de cassure de la céramique lorsque la pièce 3 arrive au contact des pions 2 est réduit. De préférence, afin d'accroître encore la résistance de l'élément 23, ce dernier est conçu en mullit.

Après mise en place de la pièce métallique 3 sur les pions 2, l'ensemble constitué par l'équipement de support 1,2 et la pièce 3 est placé dans un four tel qu'un réacteur à cémentation (non représenté), où la pièce 3 subit un traitement thermique. A l'issue de ce traitement, la pièce 3 pourra tre retirée sans difficulté de l'équipement de support 1,2 puisque, grâce à la matière céramique constituant les surfaces de support 230 en contact direct avec la pièce métallique 3, la pièce 3 et les pions 2 ne seront pas collés l'un à l'autre.

Dans l'agencement illustré aux figures 1 et 2, la pièce annulaire 3 et les pions 2 sont disposés de telle sorte que les éléments de guidage 21 s'inscrivent dans l'espace vide central de la pièce 3 délimité par la surface annulaire intérieure de celle-ci. Toutefois, d'autres configurations sont possibles. Par exemple, en référence à la figure 4, les pions 2 peuvent tre agencés pour que les éléments de guidage 221 se trouvent au-delà de la face annulaire extérieure de la pièce 3. Dans ce cas, la pièce 3 n'est pas nécessairement annulaire, mais peut tre également

cylindrique.

La figure 5 montre, également à titre d'exemple, des pions de support 2 selon l'invention supportant une pièce verticale allongée 4 en forme de piston. Bien que seulement deux pions 2 soient représentés à la figure 5, on en utilise au moins trois pour assurer un bon maintien de la pièce 4.

La figure 6 montre un autre type de configuration, dans lequel chaque pion 2 supporte complètement, et non plus en partie seulement comme dans les agencements des figures 1 à 5, une pièce métallique annulaire 5. L'axe de symétrie de la pièce annulaire 5 est ainsi confondu avec l'axe AS1 du pion 2.

La figure 7 montre un pion 2 selon l'invention supportant complètement une pièce 6 en forme de piston comportant une partie inférieure annulaire 60.

Lorsque les pions 2 sont destinés à un usage tel qu'illustré aux figures 6 et 7, il peut tre envisagé de conformer leurs surfaces de support en céramique 230 de manière à assurer un contact entre chaque pion 2 et la pièce 5,6 correspondante en des points discrets uniquement.

A titre d'exemple, chaque surface de support en céramique 230 peut comporter des légers bossages en des endroits destinés à définir des points de contact avec la pièce 5,6.

De manière générale, l'homme du métier comprendra que l'invention n'est pas limitée à une forme particulière pour les surfaces de support en céramique 230, et qu'il existe de nombreuses manières de conformer ces surfaces pour qu'elles assurent chacune un contact seulement en un ou plusieurs points discrets avec une pièce annulaire lorsqu'une telle pièce annulaire repose à plat, complètement ou en partie, sur le pion correspondant.

La figure 8 montre, à titre d'exemple, un second mode de réalisation de l'invention, dans lequel chaque pion 2' (un seul pion 2'est représenté à la figure 8) présente une surface de support en céramique 230'en forme de partie de surface sphérique.

Dans tous les exemples décrits ci-dessus, les pièces à traiter reposent sur des surfaces en céramique situées sur les bases des pions 2,2'.

Les figures 9 et 10 représentent respectivement des pions de support 7 et 8 selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Les pions 7,8 diffèrent des pions 2,2'essentiellement en ce que leur élément en céramique est enchâssé dans la tte de l'élément de guidage, plutôt que dans la base du corps métallique (cf. les repères 70 et 80). L'élément en céramique 70 (respectivement 80) présente une surface de support arrondie 71 (respectivement 81) sur laquelle peut venir reposer une pièce.

Avantageusement, les éléments en céramique 70 et 80 sont simplement posés, sans tre fixés, dans un évidement de la tte de l'élément de guidage, afin qu'ils puissent tre remplacés facilement en cas de cassure.

En variante, ils peuvent néanmoins tre sertis dans l'évidement ou bloqués par un ou plusieurs points de soudure de façon comparable à l'exemple de la figure 3.

Les pions 7,8 peuvent tre utilisés, par exemple, comme illustré à la figure 11. Dans l'agencement de la figure 11, un groupe de trois pions de support du type des pions 7 ou 8 supporte, en trois points de contact, une pièce métallique 72 ayant une partie inférieure annulaire et une partie supérieure cylindrique pleine. Le contact entre la pièce 72 et les pions 7 ou 8 s'effectue entre une surface métallique d'appui 73 de la pièce 72 et la surface en céramique 71 ou 81 de chaque pion. Comme dans les modes de réalisation précédents, la mise en place de la pièce 72 sur les pions 7 ou 8 est facilitée par les éléments de guidage.

La figure 12 illustre un pion de support 9 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. Le pion 9 est constitué d'un corps métallique 90 et d'une couche de revtement céramique 91 recouvrant la tte d'un élément de guidage du corps métallique 90 et fixée à cette tte par exemple par collage ou brasage, comme représenté au niveau du repère 92. A la différence des pions précédemment décrits, ('élément en céramique 91 n'est pas enchâssé dans le corps métallique. Toutefois, le pion 9 peut également tre utilisé pour supporter une pièce métallique à traiter thermiquement, telle qu'une pièce en acier à cémenter, par exemple de la manière illustrée à la figure 11 pour les pions 7,8.