Pièces d'usure du concasseur : ce qui détermine réellement la durée de vie du revêtement

Publié le 13 septembre 2026. Examen technique : Équipe de concassage et de criblage de HCQ Machinery, Hefei, Chine.

Les gaines en acier au manganèse ne sont pas durcies à l'état brut. Elles doivent être durcies par la roche, et si celle-ci ne peut y parvenir, la gaine n'atteindra jamais le site pour lequel vous avez payé. Superior Industries expose clairement les conséquences commerciales : un exploitant dont le matériau « n'est pas suffisamment dur pour permettre le durcissement des gaines » risque, selon ses propres termes, de « gaspiller de l'argent ».

La réponse courte. Le fonctionnement d'une chemise en manganèse repose sur le durcissement de sa surface sous l'effet des chocs, tandis que son cœur reste souple. Terex précise la faible épaisseur de cette surface durcie : « à tout moment, la surface durcie ne mesure que 2 à 3 mm environ ». Tout ce qui réduit la durée de vie de la chemise empêche le durcissement de la surface ou l'use plus rapidement qu'elle ne se forme. Les quatre causes les plus fréquentes sont un alliage inadapté pour l'alimentation, une chambre insuffisamment remplie, une quantité excessive de fines et un réglage trop serré qui empêche la chemise de recevoir l'impact nécessaire.

Cette page cite les guides d'application des fabricants plutôt que ceux des fonderies de pièces détachées, qui dominent cette recherche. Cette distinction est plus importante ici que dans la plupart des autres sujets, car ce sont les fonderies qui vendent les pièces.

Ce qu'est réellement l'acier au manganèse, et ce que les raccourcis terminologiques occultent.

La spécification est ASTM A128/A128M-19(2025), « Spécification standard pour les pièces moulées en acier austénitique au manganèse »Résumé : « Cette spécification couvre les pièces moulées en acier austénitique au manganèse Hadfield et ses variantes d’alliage. Les pièces moulées doivent subir un traitement thermique approprié afin d’obtenir la ténacité et la ductilité requises. »

Notez l'objectif du traitement thermique selon la norme, et non pas la dureté. Robustesse et ductilité. La dureté vient plus tard, de la roche.

La spécification internationale est ISO 13521, « Pièces moulées en acier austénitique au manganèse », actuellement dans sa troisième édition de 2023. Ses désignations de qualité méritent d'être lues, car le nombre qui suit « Mn » dans chacune d'elles est la teneur nominale en manganèse :

Source: Aperçu publié de la norme ISO 13521:1999L'édition dont la liste des grades est accessible au public est celle mentionnée. L'édition 2023 est la plus récente et sa liste des grades est payante (réservée aux utilisateurs de l'ISO). Par conséquent, considérez cette liste comme celle de 1999 et non comme la version actuelle. Les plages de composition ne sont pas reproduites ici : le tableau de l'aperçu public n'a pas été extrait correctement, et une plage de teneur en manganèse issue d'une lecture erronée n'a pas sa place dans une section consacrée à la précision des spécifications. Veuillez vous renseigner auprès de la fonderie pour connaître la composition de l'édition utilisée pour la coulée.

Concernant l’abréviation « Mn13 / Mn18 / Mn22 », précisez quelle partie est erronée. Les classes nominales 13 et 17 existent bel et bien en tant que désignations ; « Mn13 » correspond donc à une classe réelle. « Mn18 » n’apparaît pas comme une désignation, bien qu’elle appartienne à la même famille que la série 17. « Mn22 » ne correspond à aucune désignation ISO. Là où existent des produits à teneur plus élevée en manganèse, ils sont brevetés et leurs fabricants le précisent : Columbia Steel décrit son Xtralloy comme un acier au manganèse 24% et « nettement plus riche en carbone et en manganèse que l’acier au manganèse Hadfield conventionnel ». (Acier ColumbiaL'achat de « Mn22 » correspond à l'achat d'un produit d'un fournisseur plutôt que d'une nuance spécifique. Il est donc important de se renseigner sur la norme et l'édition selon lesquelles le produit a été coulé et traité thermiquement. La norme ASTM A128 utilise des lettres de grade, de A à F, qui sont les désignations à privilégier si la pièce moulée est conforme à la norme ASTM plutôt qu'à la norme ISO.

L'écrouissage, selon les termes du fabricant et du métallurgiste

Terex publie l'explication en langage clair la plus simple que nous ayons trouvée :

« Le durcissement par écrouissage d'une garniture de mâchoire correspond au renforcement de la garniture lorsqu'elle est martelée par les forces rocheuses à l'intérieur de la chambre de concassage. »

« Avant l’écrouissage, la structure moléculaire du revêtement est régulière et sans défaut. Sous l’effet des impacts de roches, la microstructure se désorganise et la structure se densifie. »

« Pour que le manganèse soit efficace, la surface doit être très dure et résistante à l'abrasion, mais le noyau doit être aussi ductile et mou qu'un chewing-gum. »

« Une mauvaise utilisation du manganèse comporte un risque sérieux de perte de cette ductilité intrinsèque qui doit être au cœur du matériau. »

(Terex, Guide de référence des pièces d'usure des concasseurs, EvoQuip, avril 2018(Consulté le 10 septembre 2026.)

Le chiffre qui change la donne concernant cette pièce est le suivant : « Les chemises s’écrouissent sous l’effet des forces de compression et, à tout moment, la surface écrouie ne représente qu’environ… » 2-3 mmUne matrice de frappe n'est pas une pièce dure. C'est une pièce tendre recouverte d'une fine pellicule de deux millimètres d'épaisseur, constamment usée et reconstituée. Tout ce qui empêche cette reconstitution altère ses propriétés et non seulement sa durée de vie. Les trois causes les plus fréquentes sont une force d'impact insuffisante, une alimentation trop fine et une chambre insuffisamment remplie.

Un revêtement en manganèse est une pièce souple recouverte d'une pellicule dure de 2 à 3 mm, qui s'use et se reforme continuellement sous l'effet des chocs. Source : Guide de référence des pièces d'usure des concasseurs Terex EvoQuip, 2018.

Le mécanisme, là où Internet se trompe

Presque toutes les explications en ligne attribuent l'écrouissage du manganèse au maclage mécanique. L'étude évaluée par des pairs généralement citée à l'origine de cette explication affirme le contraire. Dastur et Leslie l'ont testé directement : à −50 °C, des macles se sont formées en abondance, mais l'écrouissage était minimal, et au-dessus de 225 °C, aucune macle ne s'est formée malgré un écrouissage significatif. Leur conclusion est que « le vieillissement dynamique par déformation, provoqué par la réorientation des atomes de carbone des couples C-Mn au cœur des dislocations, est la principale cause de l'écrouissage rapide de l'acier Hadfield ».Dastur, YN et Leslie, WC, Transactions métallurgiques A, Vol. 12, n° 5, 1981, pp. 749-759.)

Cela ne change rien à vos achats. Cela vous indique simplement quelles sources ont consulté des sources primaires.

Choisir le pourcentage de manganèse, y compris lorsque les recommandations se contredisent.

Guide de sélection des revêtements de mâchoire publié par Terex :

Utilisation préconisée par Terex pour chaque nuance de manganèse et contradiction au sein même de ces instructions. Source : Guide des pièces d’usure Terex EvoQuip.

Le même guide précise également : « La surface écrouie présente une dureté Brinell plus élevée si la teneur en manganèse est plus faible. Par exemple, une fois écroui, un acier à 12-14% en manganèse sera plus résistant à l’usure qu’un acier à 16-18% en manganèse. » Et, par ailleurs : « La vitesse d’écrouissage du revêtement augmente avec la teneur en manganèse. »

Ces deux phrases s'opposent et proviennent toutes deux de Terex. Liées ensemble, elles signifieraient qu'une teneur plus élevée en manganèse durcit plus rapide tandis que le manganèse inférieur se termine Plus fortCe qui ramènerait le choix à la question de savoir si votre alimentation peut durcir une chemise à faible teneur en manganèse avant qu'elle ne s'use. Terex ne le précise pas, et nous ne le ferons pas non plus : il s'agit d'une observation, et non d'une recommandation officielle, et aucun fabricant que nous avons pu contacter ne l'affirme.

Face à cette contradiction, posez-vous une question. Lorsqu'un fournisseur recommande un pourcentage de manganèse, demandez-lui sur lequel des deux effets sa recommandation se fonde : la vitesse de durcissement ou la dureté finale. Un fournisseur qui travaille en fonction de l'application et non à partir de son stock saura vous répondre.

Une chose que nous n'avons pas pu trouver publiée : En consultant les guides d'application et les pages techniques publiques de Metso, Sandvik, Terex, Kleemann et Astec, nous n'avons trouvé aucune recommandation de fabricant préconisant des alternatives en acier chrome-molybdène ou martensitique pour les garnitures de mâchoires ou de cônes. Le guide de Terex ne propose aucune option de mâchoire sans manganèse. La seule alternative proposée par Metso est une mâchoire hybride : « La mâchoire MX est un produit hybride, dans lequel l'acier au manganèse constitue la matrice et la surface d'usure est recouverte du matériau résistant à l'usure spécial de Metso. » Les guides de cônes de Metso mentionnent des codes de matériaux sans préciser leur métallurgie. Si un fournisseur vous propose une matrice de mâchoire chromée, il lui incombe de fournir les recommandations du fabricant d'équipement d'origine (OEM) pour ce produit.

Barres de soufflage, où le choix de l'alliage est véritablement dangereux à mal choisir

Les barres de percussion des marteaux-piqueurs sont la seule pièce d'usure où un alliage inadapté ne se contente pas de s'user ; il casse. Le guide d'application de Metso indique clairement quel alliage tolère la présence de ferraille et lequel ne la tolère pas.

Source: Metso, Guide d'application des pièces d'usure pour concasseur à percussion Nordberg série NP, doc. 2757-10-21-FR-CNS, 2021Consulté le 10 septembre 2026.

Terex résume le principe sous-jacent en une phrase : « Une augmentation de la résistance à l'usure (dureté) des aciers, comme le chrome, est généralement associée à une réduction de la ténacité (résistance aux chocs) du matériau. »

Deux règles pratiques issues des mêmes guides. Les barres de percussion sont réversibles : « Les barres de percussion sont réversibles. Lorsqu’une face est utilisée, la barre peut être retournée pour utiliser l’autre face. Cette opération n’est à effectuer qu’une seule fois. » Elles présentent également une limite d’usure : « Les barres de percussion doivent être remplacées avant d’être complètement usées. La limite d’usure « D » est indiquée sur l’illustration », que Metso situe entre 50 et 80 mm selon la taille du concasseur.

Lecture d'une pièce usée pour remonter à un défaut de fonctionnement

Ce tableau est le plus utile des guides des deux fabricants et n'apparaît sur aucune page actuellement bien référencée pour ce sujet. Terex y explique ce que chaque forme d'usure de la barre de soufflage révèle sur le fonctionnement de la machine.

Six profils d'usure de barres de soufflage et le défaut de fonctionnement associé. Source : Guide des pièces d'usure Terex EvoQuip.

Source: Guide des pièces d'usure Terex EvoQuip, 2018.

L'équivalent chez Metso pour les concasseurs à compression est plus court mais va dans le même sens : « Une alimentation ou une granulométrie incorrecte peut entraîner des profils d'usure déformés » ; « Des barres de percussion usées de manière inégale peuvent diminuer la production » ; et pour les mâchoires, « Un profil d'usure inégal diminuera la capacité, augmentera l'usure et augmentera les forces de concassage. »

Il est judicieux de faire cela avant de commander des pièces de rechange. Un jeu de chemises usé à la moitié de sa durée de vie prévue présente une forme caractéristique, et cette forme révèle le problème. Remplacer la pièce sans en corriger la cause ne fera qu'aggraver la situation.

Les quatre éléments qui changent réellement la durée de vie d'un paquebot

Amendes dans l'alimentation

Metso, à propos des concasseurs à mâchoires : « Les fines présentes dans le concasseur à mâchoires augmentent la surface de contact avec les matrices. Cela accroît les rayures et le broyage, et réduit la durée de vie de l’appareil. » Terex recommande une solution structurelle : « Tous les concasseurs fonctionnent de manière optimale avec une granulométrie d’alimentation uniforme et une large gamme de tailles de matériaux. Les fines n’ont pas besoin d’être concassées ; il est donc courant d’utiliser un alimentateur vibrant à barreau (VGF) afin que les matériaux plus petits que l’ouverture du barreau contournent la chambre de concassage. » Cela réduit l'usure des revêtements de la mâchoire.“

Alimentation par étouffement, avec les niveaux publiés

La règle elle-même, et son impact sur le débit, sont traités dans Ce que suppose réellement le chiffre TPH d'un concasseurCe qui importe ici, c'est l'usure, comme l'indique clairement Metso : « L'alimentation par étranglement maximise le broyage multicouche et améliore la forme de l'usure et l'efficacité du broyage. » Les guides des pièces d'usure indiquent également des niveaux précis plutôt qu'une simple instruction de remplissage : pour un cône HP, « 300 mm ou plus au-dessus de la plaque d'alimentation » ; pour un secondaire GP, au niveau de l'écrou de fixation du manteau.

Distribution des aliments pour animaux

Metso : « L’alimentation ne doit pas être séparée (par exemple, les matériaux plus fins d’un côté de la chambre et les matériaux plus grossiers de l’autre côté de la chambre) », car « une répartition inégale de l’alimentation peut entraîner des forces de concassage déséquilibrées et une usure inégale du contre-batteur GP », et « un profil d’usure déformé peut diminuer la capacité, augmenter le taux d’usure du revêtement et augmenter la force de concassage. »

Configuration fermée, incluant une recommandation à source unique

Le CSS est, selon Metso, « le paramètre de broyage le plus important », et il agit simultanément sur trois éléments : « Réglage plus élevé -> Augmentation de la taille du produit / Réglage plus élevé -> Augmentation de la capacité / Réglage plus élevé -> Diminution de la consommation d'énergie. »

Terex ajoute une recommandation de rodage que nous n'avons trouvée dans les directives d'aucun autre fabricant, elle est donc attribuée plutôt que généralisée : « Des réglages latéraux fermés serrés (CSS) peuvent entraver la capacité des chemises à se durcir suffisamment. En faisant initialement fonctionner la chambre à une température CSS plus élevée pendant un jour ou deux, cela pourrait contribuer à augmenter la durée de vie de la doublure.« Cela découle directement de la peau durcie de 2 à 3 mm : un réglage si serré que la doublure est meulée plutôt que frappée ne permet jamais à la peau de se former. »

Quand faut-il rectifier une matrice à mâchoires et quand faut-il changer un revêtement conique ?

Les deux sont publiés, et les deux sont moins chers que l'alternative.

La mâchoire meurt. Metso : « faire pivoter les matrices monoblocs lorsque le profil de dent 30% est usé », et « effectuer une seconde rotation lorsque le profil de dent au bas de la matrice est complètement usé ». Pour les matrices en deux parties, un détail permet d’économiser une pièce : « les matrices de mâchoire supérieure écrouies sont installées en bas ».Metso, Manuel des pièces d'usure du concasseur à mâchoires série C, doc. 3795-10-18, 2018.)

Doublures de cône. Metso : « Les revêtements doivent être changés avant d’être complètement usés… Le remplacement doit être effectué au plus tard lorsque la dimension A atteint 10 à 15 mm, selon le modèle du concasseur. » Attention : cette valeur est spécifique au modèle et la plage de 10 à 15 mm est générale ; il ne s’agit pas d’un critère d’acceptation pour votre modèle. Veuillez vous renseigner sur la valeur spécifique à votre modèle. (Guide d’application des pièces d’usure de la série GP de Metso, document 2601-08-23-EN-CNS. Référence : ce guide est distribué par les canaux de vente de Metso et nous n’avons pas pu trouver d’URL publique stable, contrairement aux guides des séries C et NP disponibles sur cette page.)

Le numéro que cette page ne vous donnera pas

Le coût d'usure par tonne broyée est le chiffre que tous les acheteurs recherchent et qu'aucun fabricant ne publie.

Le manuel de Metso est ce qui s'en rapproche le plus, mais il s'arrête là : son tableau de charge des cavités, page 17, utilise « Consommation de pièces d'usure/g/tonne » comme intitulé de ligne et remplit la ligne de flèches directionnelles au lieu d'indiquer des valeurs. Sa liste des composantes de coût, page 36, mentionne le capital, l'énergie, la maintenance, les pièces d'usure, la main-d'œuvre, le forage et le transport, sans préciser les pourcentages.

Le seul chiffre relatif que nous avons pu trouver est étroit et ne doit pas être élargi : « La barre de percussion est le composant d'un concasseur à percussion qui est le plus fortement soumis à des contraintes mécaniques. Cela représente 60 à 70% des coûts d'usure.« Il s'agit d'une part des coûts d'usure à l'intérieur d'un concasseur à percussion à arbre horizontal. Ce n'est pas une part du coût total de concassage, et cela ne dit rien sur les mâchoires ou les cônes. Metso ajoute, dans le même guide, que « la durée de vie de la barre de percussion n'est pas facilement prévisible et dépend de nombreux facteurs ». »

Les chiffres en grammes par tonne circulent largement. Chaque source consultée nous a menés à la page marketing d'une fonderie, à un revendeur de pièces d'usure ou à un site de contenu, et non à un manuel du fabricant ou à une publication scientifique. C'est pourquoi cette page n'en mentionne aucun. Il s'agit d'un constat sur les sources que nous avons pu consulter, et non d'une preuve que cette mesure n'existe pas. Si un fournisseur vous indique un coût d'usure par tonne, il est légitime de se demander de quel type de mesure il s'agit et sur quelle roche.

Avant d'acheter un jeu de doublures

Si les revêtements s'usent plus vite que prévu, la cause se situe généralement en amont du revêtement. Les deux points les plus probables à examiner sont la granulométrie de l'alimentation et le niveau de remplissage de la chambre. Ces deux paramètres sont définis lors de la spécification de l'installation, comme expliqué dans [référence manquante]. Ce que suppose réellement le chiffre TPH d'un concasseuret selon que le type de machine convient ou non à la roche, recouverte de concasseur à mâchoires, à cône ou à percussionSi vous envisagez l'achat d'une installation d'occasion, l'état de ses pièces d'usure constitue la première information qui vous sera communiquée sur la facture, et son analyse est essentielle. inspection d'une installation de concassage mobile d'occasion.

Les machines en stock sont répertoriées sous concasseurs de pierre.

Questions fréquemment posées

Quelle est l'épaisseur de la couche écrouie sur un revêtement en manganèse ? Terex indique une épaisseur de « seulement 2 à 3 mm environ » à tout moment. Cette épaisseur s'use et se reforme continuellement ; c'est pourquoi toute mesure réduisant l'impact sur la face interne du revêtement diminue ses propriétés et non seulement sa durée de vie.

Une plus grande quantité de manganèse est-elle toujours préférable ? Le guide de Terex présente les deux points de vue : il indique qu’un acier à haute teneur en manganèse durcit plus rapidement et recommande le 22% pour les travaux abrasifs, tout en précisant qu’une fois durci, l’acier au manganèse 12-14% offre une meilleure résistance à l’usure que le 16-18%. Demandez à votre fournisseur sur laquelle de ces deux affirmations se fonde sa recommandation.

Quel alliage de barres de soufflage utiliser pour le béton recyclé ? Metso mentionne le recyclage de l'asphalte parmi les applications de la fonte blanche, mais sous réserve de l'absence de fer parasite, car ce dernier provoque une défaillance catastrophique de cet alliage. Les matériaux de démolition contiennent fréquemment des barres d'armature, ce qui suggère la présence de fonte au manganèse ou martensitique plutôt que de fonte blanche.

Quand faut-il rectifier une matrice de mors plutôt que de la remplacer ? Le point de référence publié par Metso est 30% pour l'usure du profil de dent, avec une seconde rotation lorsque le profil de dent inférieur est complètement usé. Sur les matrices en deux parties, il est également recommandé d'installer la matrice supérieure écrouie en bas.

Note sur les sources

Cette page s'engage à ne citer aucun fabricant de pièces détachées ni revendeur de pièces d'usure, car ces entreprises commercialisent les pièces dont il est question et représentent la majeure partie des résultats de recherche sur ce sujet. Les recommandations relatives à la sélection, à l'usure et aux points de rupture sont extraites des guides d'application des fabricants. Les normes sont citées par leur désignation et leur titre ; les plages de composition ne sont pas reproduites, pour la raison exposée dans la première section.

Lorsqu'un fabricant se contredit, comme le fait Terex concernant le pourcentage de manganèse, les deux affirmations sont imprimées et aucune n'est tranchée pour le lecteur.