Matage (mécanique)

Le matage est une déformation plastique localisée de la matière sous l'effet d'un choc ou d'une pression élevée.

Article détaillé : Pression de contact.

Types de matages

Le matage peut être :

volontaire :
- écrasement d'un joint de métal malléable (cuivre, plomb, aluminium) pour assurer l'étanchéité, ou bien travail par repoussage de métal,
- durcissement de la face de contact entre deux pièces en mouvement l’une par rapport à l’autre, exemple du galetage de la face de contact d’un pivot sur le grain de crapaudine (contrainte de compression et de frottement),
- superfinition d’une surface de révolution cylindrique par roulage,
- matage du fil d’une faux obtenu par battage pour en parfaire l’aiguisage ;

accidentel :
- le terme était utilisé pour désigner la dégradation des bouches à feu par la présence de corps étrangers^[1],
- matage des faces de contact entre une clavette et son logement.

Phénomènes physiques

Pour déterminer la résistance au matage, on calcule la pression de contact :

si le contact entre les pièces est plan, la pression est uniforme si l'action de contact est normale au plan, ou bien varie de manière linéaire si l'action de contact a une composante de type couple ;
dans le cas d'un contact cylindre-cylindre (liaison pivot-glissant ou entraînement par rouleaux) ou sphère-sphère (liaison rotule) :
- si les pièces sont assemblées sans jeu (par exemple H7/g6) et non déformables, on utilise la pression diamétrale,
- sinon, on utilise la pression maximale donnée par la théorie du contact de Hertz.

Cette pression est ensuite comparée à la pression admissible qui dépend du matériau utilisé :

de la liaison mécanique : clavette, arbre cannelé, roulement, rotule, dents d'engrenage… ;
du mode de fonctionnement : régulier ou avec à-coups, sans choc ou avec choc (par exemple jeu important), avec ou sans graissage…

Ces valeurs sont établies par des laboratoires d'essais. Pour un acier standard (acier non-allié type S235 ou E355, de limite élastique R_e respectivement 235 et 355 MPa), on utilise souvent des valeurs entre 10 et 20 MPa. Pour ces aciers, les pressions admissibles s'étagent entre 0,5 MPa (embrayage, système vis-écrou pour machine-outil) et 115 MPa (lorsqu'il ne subit aucun à-coup).

Valeurs de pression admissibles^[2]
Contact entre pièces fixes	Pression admissible (MPa)
Sur acier ou fonte sans matage	80 à 100
Sur acier ou fonte avec léger matage, ou sur béton	200 à 250
Contact entre filets (vis/écrou ou taraudage)	15 à 30
Contact entre pièces mobiles	Pression admissible (MPa)
Contact entre filets mobiles en fonctionnement (vis sans fin)	2 à 6
articulations en porte-à-faux	0,5 à 8
Articulations en chape (ou fourchette)	1 à 25
Paliers rigides avec flexion de l'arbre ; acier/fonte	1 à 1,5
Paliers à rotule, acier sur bronze avec graissage intermittent	1,5 à 2,4
Paliers acier trempé/bronze, lubrification sur film d'huile	2,5 à 4
Paliers rectifiés de bielles, graissage normal ou sans pression	6 à 15
moteurs (automobile, aviation) ; rotules de coussinets	10 à 25

Contraintes de pression maximales admissibles pour les matériaux les plus courants^[3]
Matériaux constitutifs des pièces assemblées			Contrainte maximale admissible (MPa)
Nature	Désignation, caractéristiques, traitement		Contrainte maximale admissible (MPa)
Acier	État recuit	0,16 ≤ C % ≤ 0,22	240
		0,35 ≤ C % ≤ 0,40	280
		0,42 ≤ C % ≤ 0,48	320
	État trempé et revenu	R > 900 MPa	750
	État trempé et revenu	R > 1 200 MPa	1 000
	Cémenté	Épaisseur cémentée 0,6 mm	1 400
	Cémenté	Épaisseur cémentée 1 mm	1 800
Acier inoxydable	X8CrNiS18.9 (Z10 CN 18.09)	500 < R_m < 700 MPa	210
Fonte	Ft 25		450
Fonte	Malléable Perlitique MN 550-4 À graphite sphéroïdal FGS 500-7		550
Alliage léger	A-S 10 G-Y20/Y30		80
	A-S 10 G-Y23/Y33		130
	A-S 9 U3-Y4		180
	AU 5GT-Y24		180
Matériau composite Fibre de verre	—		120

Galerie d’images

Enclume et marteau pour battre une faux
Battage ou martelage sur billot
Écaillage d'une bague extérieure d'un roulement à la suite d'un matage

Notes

↑ « Accueil », sur larousse.fr (consulté le 12 juin 2023).
↑ SG 2003, p. 141
↑ Norme NF E25-030 : Assemblages vissés, conception, calculs et conditions de montage, Afnor, août 1984, p. 55

Bibliographie

[SG 2003] D. Spenlé et R. Gourhant, Guide du calcul en mécanique : Maîtriser la performance des systèmes industriels, Paris, Hachette technique, 2003, 272 p. (ISBN 2-01-168835-3), p. 139-143

Liens internes

Liens externes

[PDF] Le point sur les pressions de contact entre les solides, 1^re partie, CNR-CMAO

[1] « Accueil », sur larousse.fr (consulté le 12 juin 2023).

[2] SG 2003, p. 141

[3] Norme NF E25-030 : Assemblages vissés, conception, calculs et conditions de montage, Afnor, août 1984, p. 55

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