Influence des conditions d'anodisation sur les mécanismes tribologiques de stick-slip
Camille Bataille  1@  , Maxence Bigerelle  2@  
1 : Laboratoire d'automatique et de mécanique industrielles et humaines  (LAMIH)  -  Site web
CNRS : UMR8201, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis
LE MONT HOUY 59313 VALENCIENNES CEDEX 9 -  France
2 : Laboratoire d'Automatique et de Mécanique Industrielles et Humaines  (LAMIH)  -  Site web
CNRS : UMR8201

Nous proposons d'étudier la réponse topographique de surface sur l'apparition de stick-slip sur des tiges coulissantes dont l'étanchéité potentielle est assurée par un joint polymérique. Une surface métallique anodisée présente un mécanisme de stick-slip, une autre non. L'objectif de cette étude est de déterminer le rôle de l'homogénéité topographique radiale et axiale des 2 cylindres, de rechercher les signatures usinages conventionnels après anodisation, de caractériser les différences de rugosités entre les 2 configurations d'anodisation et de trouver le(s) paramètre(s) pertinent(s) qui caractérisent ces différences ainsi que l'échelle spatiale de la rugosité où est le maximum de pertinence. D'éventuelles ondulations le long du cylindre seront recherchées. Il est montré que le paramètre de rugosité Sa pour une échelle supérieure à 100 µm ne voit pas de différence et que tous les mécanismes de stick slip sont concentrés sur des échelles inférieure à 100 µm.

A cette échelle, un facteur 2 sur le paramètre de rugosité Sdq (pente moyenne des profils de la rugosité) permet de caractériser le stick-slip. En fait le stick-slip apparait quand la rugosité augmente sur le calcul des pentes locales (angle d'attaque plus obtus). Par contre, le Sa, paramètre le plus utilisé ne permet aucune discrimination sur le phénomène de stick-slip. Une analyse par segmentation de la topographie de surface permet de préciser l'origine morphologique de ce phénomène. En effet, en utilisant la méthode de la norme 3D des motifs, il apparait clairement que les motifs de taille plus importante s'opposent au stick-slip. Nous observons une augmentation d'amplitude x6 sur l'aire des motifs pour les surfaces ne présentant pas de stick-slip montrant une aire de contact plus importante par aspérité. Il est montré sur les échantillons mesurés à l'échelle nanométrique, que l'augmentation du nombre de pics et de la dimension fractale engendre la structure de type stick-slip. Par contre, même à cette échelle, le Sa reste constant. Il est alors montré que le traitement de colmatage change fortement la morphologie de surface. On observe un faiençage de la couche de colmatassions. Ce faiençage de la couche durant le colmatage est le plus souvent mis sur le compte de la différence entre les propriétés physiques et mécaniques du substrat et de la couche d'oxyde, notamment la différence entre les coefficients de dilatation et les modules d'élasticité. Il ressort que le mécanisme de stick-slip est du à une faible colmatassion des pores qui augmente ainsi la rugosité et lissant moins la surface. La bibliographie confirme la taille de 10 µm sur les structures poreuses de l'aluminium qui est confirmé par l'analyse multi-échelle.


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