Présentation
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... ;
-
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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Mise en œuvre des procédés5. Les matériaux de projection
5.1 Les grandes familles de matériaux
Les matériaux d’apport sont caractérisés par :
-
leur composition chimique ;
-
leur forme (poudre, fil, cordon, baguette...) ;
-
leur dimension (granulométrie des poudres, diamètre des fils...) ;
-
leur mode d’élaboration.
Ils sont classifiés suivant les normes A81-981 en groupes, chaque alliage étant défini ensuite par un code. La composition chimique, les formes disponibles et les procédés d’utilisation sont précisés pour chacun d’eux.
Le tableau 5 présente les principaux groupes utilisables en projection thermique ainsi que les procédés usuels.
HAUT DE PAGE5.2 Méthodes d’élaboration
Les matériaux d’apport existent sous forme de fil, de cordon ou de poudre.
Les fils massifs sont réalisés par tréfilage alors que les fils fourrés sont obtenus par remplissage d’une gaine métallique qui est ensuite formée et tréfilée. Les diamètres usuels vont de 1,6 à 4,75 mm.
Les cordons sont fabriqués à partir de poudres mélangées à un liant organique, extrudées ensuite dans une gaine cellulosique. La gaine et les liants organiques disparaissent lors de la projection et n’influent pas sur la composition des dépôts.
Les poudres peuvent être élaborées suivant différents procédés choisis en fonction de la morphologie spécifique à l’application considérée, des caractéristiques physico-chimiques des matériaux et de critères économiques.
Les principaux procédés d’élaboration sont :
-
l’atomisation sous gaz, sous eau ou sous vide ;
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l’agglomération ;
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le frittage ;
-
la fusion/broyage.
Le tableau 6 regroupe les principales caractéristiques des procédés et des poudres correspondantes.
HAUT DE PAGE5.3 Choix des matériaux. Amélioration...
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Les matériaux de projection
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 .
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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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