Un engrenage en acier inoxydable n'est pas simplement « un engrenage en acier qui ne rouille pas ». Les nuances courantes diffèrent tellement en résistance à la corrosion, en usinage et en durcissement qu'un mauvais choix donne un engrenage soit trop mou pour résister à l'usure, soit trop dur pour être usiné économiquement. Machines alimentaires, dispositifs médicaux et équipements marins sont les trois applications où le choix compte le plus, et où un acheteur qui n'inscrit que « acier inoxydable » sur le plan recevra des questions.
304 et 316 sont des nuances austénitiques et le premier choix quand la corrosion est la priorité. Le 316 ajoute du molybdène et supporte bien mieux les environnements chlorurés — eau de mer, détergents — que le 304. La contrepartie : aucune des deux ne durcit beaucoup par traitement thermique ; toutes deux se situent autour de 200–250 HB, ce qui convient aux charges légères mais s'use vite sous couple réel. Elles s'usinent aussi plus lentement que l'acier au carbone, typiquement 30–40 pour cent de vitesse de coupe en moins, donc plus chères à l'heure machine.
17-4PH est le meilleur polyvalent pour les engrenages en acier inoxydable. C'est une nuance à durcissement par précipitation : résistance à la corrosion proche du 304, mais après vieillissement à l'état H900 elle atteint environ 44 HRC, avec une haute résistance et une bonne ténacité. La route pratique est de l'usiner à l'état recuit (doux), puis de le vieillir, puis de rectifier. Cela fait de 17-4PH la nuance d'inox pour engrenages la plus spécifiée dans l'équipement industriel — elle donne une vraie capacité de charge sans renoncer à la corrosion.
440C est l'option dure. C'est un inox martensitique qui peut être trempé et revenu à 58–60 HRC, offrant la meilleure résistance à l'usure de toute nuance d'inox pour engrenages. Le prix : une résistance à la corrosion inférieure à 304 ou 316, une mauvaise soudabilité et une sensibilité aux entailles. 440C appartient aux postes très chargés et critiques en usure qui ont encore besoin de protection — entraînements de pompe, actionneurs de vanne, certains composants marins — pas dans une machine alimentaire à lavage à haute pression où 316 serait plus sûr.
Fabriquer des engrenages en acier inoxydable demande un rythme différent de l'acier au carbone. Le matériau écrouit vite, donc les outils doivent être affûtés, les avances généreuses et les vitesses de coupe basses. Le traitement thermique cause plus de déformation que sur l'acier au carbone, donc il faut laisser suffisamment de stock de rectification sur les flancs. Pour 17-4PH, la séquence recommandée est ébauchage, recuit de mise en solution, semi-finition, vieillissement, rectification finale. Tous les engrenages en inox que nous fabriquons sont rectifiés, car le fraisage seul atteint rarement la précision attendue par ces applications.
Dans notre usine, nous usinons des engrenages 304, 316, 17-4PH et 440C jusqu'à IT6–IT7, avec traitement thermique et rectification d'engrenages en interne. Indiquez-nous l'environnement — lavage à haute pression, eau de mer, médical, industrie sèche — ainsi que la charge et la vitesse, et nous recommanderons la nuance et la route de procédé adaptées, au lieu de coter « acier inoxydable » comme si c'était un seul matériau.