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Stellite
Le Stellite est une famille d’alliages à base de cobalt et de chrome, reconnue pour sa haute résistance à l’usure, sa stabilité thermique et sa protection contre la corrosion. À l’origine, le Stellite a été conçu pour restaurer des composants usés à l’aide d’équipements de soudage conventionnels. Aujourd’hui, le rechargement laser du Stellite offre toujours d’excellentes performances en matière d’usure, associées à une résistance moyenne à la corrosion.
Qu'est-ce que le stellite ?
Le Stellite est principalement composé de cobalt, de chrome et de tungstène dans une proportion typique d’environ 60 % de cobalt, 25 à 30 % de chrome, 5 à 15 % de tungstène et une faible quantité de carbone. Cette composition donne une surface dure et durable, résistante à l’usure et à l’oxydation.
Les composants typiques en Stellite sont, par exemple, des paliers, des surfaces de glissement, des pièces de rechargement ou des sièges de soupape.
Caractéristiques du Stellite
Les alliages de Stellite offrent plusieurs caractéristiques de performance essentielles :
- Résistance à l’usureLa forte teneur en éléments formant des carbures rend le Stellite extrêmement résistant à l’usure et à l’érosion.
- Résistance aux hautes températuresLe Stellite conserve sa dureté et sa microstructure jusqu’à 800 °C. Idéal pour les turbines, moteurs et autres environnements à haute température.
- Non magnétiqueGrâce à sa base en cobalt, le Stellite convient aux applications nécessitant l’absence d’interférences magnétiques.
- Résistance à la corrosionLe Stellite résiste, dans une certaine mesure, aux acides, à l’eau de mer et à d’autres milieux corrosifs – un avantage dans des secteurs tels que l’industrie chimique et la transformation alimentaire.
Caractéristique
Valeur
Corrosion
Un indice élevé sur l’échelle PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) indique une excellente résistance à la corrosion.
30
Usure
Un score faible au test ASTM G65 témoigne d’une haute résistance à l’usure
94 mm³
Ductilité
Élevée
Résistance aux chocs
+++
Indice de prix
L’indice de prix représente le prix relatif, la référence étant fixée à 100 % pour Sinex. Les prix réels dépendent de divers facteurs, notamment : les dimensions du produit, les tolérances, l’épaisseur de la couche, etc.
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Applications du Stellite
Le Stellite est utilisé dans des secteurs où les composants sont exposés à l'usure, à la corrosion ou à des températures élevées. Exemples :
- Aéronautique: aubages, pièces moteur
- Pétrole & Gaz: garnitures de soupapes, composants de pompes, cylindres
- Fabrication: bagues, guides, outils de fraisage et de coupe
- Industrie alimentaire: bagues, guides, outils de fraisage et de coupe
- Dragage & extraction minière: équipements de forage, de préhension et de dragage
Fiable dans les systèmes critiques, le Stellite s’impose comme une solution de choix pour les applications techniques exigeantes.
Types de Stellite
Il existe plusieurs types d’alliages Stellite, chacun présentant des propriétés et des profils d’application spécifiques.
Stellite 6
Le type le plus couramment utilisé. Le Stellite 6 offre une excellente résistance à l’usure ainsi qu’une résistance modérée à la corrosion. Sa composition typique comprend environ 60 % de cobalt, 30 % de chrome, 5 % de tungstène et 1,1 % de carbone. Il est souvent appliqué par projection thermique HVOF ou par laser cladding, et convient aux applications industrielles générales. Lorsqu’il est appliqué par HVOF, il peut toutefois devenir cassant.
Stellite 12
Similaire au Stellite 6, le Stellite 12 contient davantage d’éléments formant des carbures, ce qui le rend plus dur et plus résistant à l’usure érosive. La résistance à la corrosion reste limitée. Il résiste à des températures allant jusqu’à 700 °C. Couramment utilisé pour les arêtes de coupe, les buses et les pièces soumises à une usure rapide.
Stellite 19
Le Stellite 19 est spécialement conçu pour résister aux températures dites de “chaleur rouge” : entre 500 et 800 °C. Il est utilisé dans les outils de coupe, les poinçons et les surfaces de roulement à haute température. Comparé aux Stellite 6 et 12, il supporte mieux la chaleur, mais est moins ductile, avec une résistance à la corrosion moyenne.
Stellite 21
Le Stellite 21 repose sur une matrice d’alliage CoCrMo contenant des carbures durs dispersés. Ces carbures renforcent la dureté mais réduisent la ténacité. Il est très résistant aux chocs thermiques et mécaniques, ce qui en fait une solution idéale pour les applications dynamiques soumises à des impacts.
Stellite 250
Le Stellite 250 est conçu pour les environnements extrêmes. Il résiste aux hautes températures, aux chocs thermiques, à l’oxydation et à la corrosion. Contrairement aux autres types, il est optimisé pour les conditions les plus sévères, comme dans les turbines et les composants aérospatiaux.
Tableau comparatif - Types de stellites
| Type | Caractéristiques principales | Composition typique | Applications |
|---|---|---|---|
| Stellite 6 | Résistant à l’usure, tenace, usage polyvalent | Co ~60%, Cr ~30%, W ~5%, C ~1.1% | Rechargement dur, soupapes, pièces de pompe |
| Stellite 12 | Plus dur que S6, résistant à l’érosion, jusqu’à 700 °C | Co ~60%, Cr ~30%, W ~9%, C ~1.8% | Plaquettes de coupe, cisailles |
| Stellite 19 | Résistant à la chaleur (500–800 °C), dureté élevée | Co ~59%, Cr ~25%, W ~13%, C ~2.5% | Outils de coupe, surfaces de roulement haute température |
| Stellite 21 | Résistant aux chocs, à base de CoCrMo | Co ~63 %, Cr ~27 %, Mo ~5,5 %, C ~0,25 % | Surfaces d’impact, bagues |
| Stellite 250 | Résistant aux hautes températures, à la corrosion et à l’oxydation | Co ~50 %, Cr ~32 %, Ni ~10 %, W ~7 %, C ~0,5 % | Turbines, pièces de moteur |
Avantages du Stellite
Le Stellite est l’un des alliages à base de cobalt les plus utilisés pour les applications critiques où la performance est primordiale. Ses principaux avantages sont :
- Haute résistance à l’usure: Le Stellite conserve sa dureté et sa forme même sous pression, friction et usure abrasive élevées.
- Résistance aux hautes températures: Il conserve son intégrité mécanique à des températures élevées. Parfait pour les environnements chauds tels que les turbines ou moteurs.
- Résistance à la corrosion: Il résiste dans une certaine mesure aux milieux corrosifs comme l’eau de mer, les acides et les produits chimiques industriels.
- Applications variées: Le Stellite est utilisé dans les outils de coupe, composants de vannes, paliers, pièces de pompes, etc.
- Excellente solution pour le rechargement dur: Des types comme le Stellite 6 sont largement utilisés comme couches de rechargement dur, de préférence par soudage ou laser cladding, avec le HVOF comme alternative.
- Non magnétique: Sa structure à base de cobalt le rend adapté aux applications non magnétiques.
- Bonnes propriétés de glissement et de palierSa surface à faible friction et sa robustesse le rendent idéal pour les bagues et les pièces rotatives dans des environnements dynamiques.
L’ensemble de ces propriétés contribue à réduire les arrêts, prolonger la durée de vie des composants et améliorer la fiabilité dans les environnements exigeants.
Inconvénients du Stellite
Bien que le Stellite offre d'excellentes performances, il présente certaines limites :
- Difficile à usiner: La même dureté qui garantit sa résistance à l’usure rend le matériau difficile à former, percer ou fraiser.
- Coût élevé: En tant qu’alliage à base de cobalt, le Stellite est plus coûteux que les matériaux traditionnels et les autres alternatives Topclad en matière de laser cladding. Topclad laser cladding alternatives.
- Résistance à la corrosion limitée: La résistance à la corrosion du Stellite est généralement restreinte.
- Utilisation limitée en environnements à très haute température: Le Stellite se comporte bien à haute température, mais pour des conditions thermiques extrêmes, des alliages comme l’Inconel peuvent être plus adaptés.
- Fissuration lors du soudage : Le Stellite ne possède pas la ductilité des revêtements ou couches à base d’Inconel. Il est plus cassant et donc plus sensible à la flexion, aux chocs et aux fissures..
Stellite vs Inconel
Stellite et Inconel sont tous deux reconnus pour leurs performances dans des applications intensives, mais ils diffèrent sur plusieurs aspects clés.
- Le Stellite est un alliage cobalt-chrome (Co ~60 %, Cr ~25–32 %, W, C)
- L’Inconel est un alliage nickel-chrome (Ni ~70–75 %, Cr ~15–20 %, Mo, Fe)
Le Stellite offre une excellente résistance à l’usure et est souvent utilisé dans les zones de contact mécanique. L’Inconel est particulièrement efficace à très haute température et présente une résistance exceptionnelle à la corrosion. Il est donc idéal pour les turbines, l’aérospatiale et notamment les vérins hydrauliques.
Alternative au soudage au Stellite
Bien que le soudage au Stellite offre des performances supérieures à la moyenne, la fabrication de composants entiers dans ce matériau est souvent inutilement coûteuse. Le laser cladding constitue une alternative plus intelligente. Cette technique de précision applique une surface résistante à l’usure et à la corrosion sur un matériau de base moins onéreux.
Le Quarite NR+ de Topclad en est un excellent exemple. Il surpasse le Stellite massif sur certains critères. En particulier en matière de rentabilité et de réparation par rechargement laser, les couches de laser cladding comme Quarite NR+ sont supérieures – tout en offrant une meilleure durabilité, notamment dans les environnements corrosifs.
Qu’est-ce que le rechargement laser ?
Laser cladding Le laser cladding consiste à déposer une fine couche d’alliage haute performance (ex. : nickel-chrome) sur un substrat tel que l’acier au carbone, grâce à un faisceau laser précis. Résultat : une pièce bimétallique avec une couche externe résistante et un noyau économique. Contrairement à la projection thermique (HVOF), le laser cladding crée une liaison métallurgique et non mécanique. Ce procédé évite ainsi la délamination, la porosité et les défaillances précoces.
Les avantages du laser cladding :
- Économie de matériau en ne revêtant que les zones fonctionnelles
- Performances élevées avec une épaisseur minimale
- Remise en état des pièces usées au lieu de leur remplacement complet
Pourquoi le laser cladding est-il supérieur ?
Le laser cladding surpasse les rechargements par soudage traditionnels et les projections thermiques à plusieurs niveaux :
- Faible apport de chaleur, ce qui préserve les propriétés mécaniques du matériau de base
- Faible apport de chaleur, ce qui préserve les propriétés mécaniques du matériau de base
- Haute précision du laser cladding, limitant les opérations de finition
- Liaison solide, assurant de meilleures performances et durabilité, notamment en cas de flexion ou d’impacts
- Consommation réduite de matériau, diminuant les coûts globaux
Secteurs bénéficiant du laser cladding
Le laser cladding offre une valeur ajoutée éprouvée dans de nombreux secteurs. Topclad accompagne ses clients dans les domaines suivants :
Industrie sidérurgique
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Pièces de machines
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Tiges de vérins hydrauliques
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Rouleaux et tambours
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Prêt à discuter
de vos besoins ?
Topclad Laser Cladding est le premier fabricant de couches de rechargement laser innovantes en Europe. Basée à Lelystad, aux Pays-Bas, Topclad Laser Cladding développe et applique des couches de soudage par rechargement laser pour les industries les plus exigeantes, notamment le pétrole, le gaz, l'énergie durable, l'offshore, le dragage, l'exploitation minière, les ponts et les écluses, la fabrication d'acier et l'industrie alimentaire.
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Nous sommes Topclad
Basé à Lelystad, aux Pays-Bas, Topclad est le leader européen dans la fabrication de couches par rechargement laser innovantes. Nous sommes spécialisés dans le développement et l’application de technologies avancées de rechargement laser pour des industries exigeantes telles que le pétrole et gaz, l’offshore, le dragage, l’exploitation minière, les ponts et écluses, la sidérurgie et l’industrie alimentaire.
Notre mission est de fournir aux composants une protection supérieure contre l’usure, la corrosion et les impacts, afin d’améliorer la fiabilité et le temps de fonctionnement des équipements critiques. Avec plus de 14 ans d'expérience et un engagement constant envers la qualité, Topclad propose des solutions qui prolongent la durée de vie et optimisent les performances des machines essentielles.
Pourquoi choisir Topclad ?
- Plus de 14 ans d'expérience dans le domaine du rechargement laser avec plus de 12 000 composants revêtus
- Plus de 10 revêtements laser développés en interne
- Engagement en faveur de la qualité
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