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Auteur(s)
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Alain PRONER : Société AREGA
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’apparition des revêtements par projection thermique date de 1909 avec l’invention de Schoop portant sur la projection de plomb fondu à l’aide d’un vaporisateur, puis de plomb en poudre à travers une flamme. Les premières applications industrielles sont apparues en 1914 dans le domaine militaire (projection d’étain sur la face arrière d’obus), dans celui de l’anticorrosion (dépôts d’aluminium), ou encore en décoration (dépôts de bronze). Dès 1914 également des essais de projection par arc électrique furent réalisés.
C’est après la Seconde Guerre mondiale que le domaine d’application de la projection thermique s’est élargi à l’industrie mécanique (apport de revêtement d’acier dans le cadre de rénovation de pièces usagées), puis à l’industrie aéronautique.
La recherche de propriétés de surface spécifiques sur les pièces en service, dont les conditions d’emploi sont de plus en plus sévères, a permis le développement de nouveaux procédés [plasma, canon à détonation, HVOF High Velocity Oxygene Fuel...] (figure 1) et de nouveaux matériaux associés (céramiques, carbures, composites, superalliages...).
Aujourd’hui les objectifs techniques et économiques des industriels de tous les secteurs vont dans le sens de la réduction des coûts et de l’amélioration des performances. Les pièces constitutives de machines ou équipements, de dimensions de plus en plus réduites, doivent résister à des sollicitations nombreuses :
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sollicitations internes : contraintes mécaniques, fatigue, fluage... ;
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sollicitations externes : frottement, abrasion, température, érosion, fretting... ;
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sollicitations environnementales : corrosion, oxydation, attaque chimique, chaleur...
La projection thermique va permettre de conférer à chaque zone la propriété de surface nécessaire à son fonctionnement, tout en autorisant des choix de matériaux de base compatibles avec les propriétés à cœur recherchées.
Tous les secteurs d’activité sont aujourd’hui concernés par la projection thermique. Si la protection anticorrosion reste le cas d’application le plus fréquent (voir figure 2), certains secteurs comme l’automobile présentent des applications multiples parmi lesquelles on peut citer à titre d’exemples : soupapes, segments de piston, anneaux de synchro, disques d’embrayage, sondes lambda, cylindres, pompes, platines d’alternateurs, plaquettes de freins...
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- Version archivée 1 de janv. 1989 par Maurice DUCOS
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La projection thermique8. Conclusion, perspectives d’avenir
Depuis les années 1960, le marché de la projection thermique a progressé d’environ 10 % par an principalement grâce au développement des procédés. La flamme, qui représentait 70 % des applications en 1960, ne couvre aujourd’hui que 12 % du marché. Un essor particulier concerne ces dernières années, d’une part, l’arc électrique qui retrouve une seconde jeunesse, grâce aux progrès des équipements et des matériaux (fils fourrés) et, d’autre part, la projection hypersonique.
La projection thermique, hors corrosion, s’est longtemps développée dans les secteurs de pointe comme l’aéronautique ou le nucléaire. D’autres secteurs sont aujourd’hui porteurs pour la projection thermique comme par exemple :
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l’automobile avec les développements sur les pots catalytiques, ou le remplacement des chemises rapportées sur les blocs moteurs en alliage d’aluminium ;
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l’énergie avec la production de piles à combustible à électrolyte solide en céramique ;
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la mécanique en particulier dans l’optique de remplacer le chrome dur.
La recherche la plus pointue concerne toujours l’aéronautique, en particulier dans le cadre de pièces réalisées entièrement par plasma-formage, ou encore dans le cadre de dépôts à gradient fonctionnel (composite du type céramique/métal).
L’apparition de nouveaux matériaux compatibles avec la projection thermique (polymères, intermétalliques, nanocristaux, quasicristaux, amorphes, abradables...) élargira également son champ d’application.
Le point le plus important pour l’avenir de la projection thermique concerne certainement la prise de conscience, au niveau des bureaux d’études notamment, des possibilités offertes par l’ensemble des procédés proposés et donc la possibilité de les intégrer dès la conception d’une pièce, et non plus de les utiliser en dernier recours.
La simulation de projection assistée par ordinateur devrait grandement faciliter cela.
Les équipements sont aujourd’hui fiables, répétitifs et automatisables : ils peuvent parfaitement s’intégrer dans une ligne de production. Certains dispositifs de diagnostics en ligne permettant l’analyse du dépôt en cours de formation sont utilisés dans le cadre de recherches et rendent possible la détection de variations dans les paramètres opératoires....
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Conclusion, perspectives d’avenir
ANNEXES
Le marché annuel des consommables liés à la projection thermique (fils, poudres) représentait, en 1995, 130 MF. La figure en donne la répartition par secteur d’activité.
À titre indicatif, les prix de quelques appareils et installations de projection thermique sont donnés dans le tableau .
HAUT DE PAGE
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Ouvrages généraux
CODDET (C.) - Proceedings of the 15th international thermakl spraying conference. - 1693 p., avr. 1998, ASM États-Unis.
FAUCHAIS (P.) - Progress in plasma processing of material. - 943 p., 1997, Begell House Inc. New York.
Références
HANSZ (B.) - Les applications industrielles de la projection thermique. - 1998, Forum industriel ITSC 1998.
DUMON (P.) - Revêtements par soudage et projection thermique. - 345 p., juin 1995, Publications du soudage et de ses applications.
FUKUMOTO (M.) - HUANG (Y.) - Proceedings of 15th international thermal spray conference. - p. 401-406, mai 1998.
ROBERT (C.) - VARDELLE (A.) - Proceedings of 15th international thermal spray conference, - p. 729-740,...
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