Dans le monde industriel, les différentes techniques de traitement de surface et projection thermique jouent un rôle essentiel dans la protection et l’amélioration des propriétés des matériaux. Parmi les méthodes les plus courantes, on retrouve les revêtements par voie sèche qui offrent une solution écologique et économique. La méthode de revêtement de surface par Procédé de Projection Thermique Hypersonique (HVOF) offre quant à elle des avantages considérables tels que la résistance à l’usure et à la corrosion. Ces techniques innovantes contribuent à améliorer la performance et la durabilité des composants industriels dans divers secteurs.
Dans cet article, nous détaillons pour vous, les différentes techniques de traitement de surface et projection thermique.
1 – Les techniques de revêtements par voie sèche
Cette technique de dépôt a été inventée début 1900, le principe permet d’obtenir une couche ou un dépôt compact d’un matériau sur une pièce receveuse.
Cette technique dite apport de matière par voie sèche, consiste à introduire des matériaux sous forme de poudre dans une flamme obtenue par un gaz vecteur. Ensuite le but est de projeter ces particules à très haute vitesse et à très haute température, vers la pièce à revêtir. Ainsi après plusieurs passages, on obtient des couches pour constituer un dépôt.
Ces revêtements sont très utilisés sur les pièces mécaniques. Ainsi on apporte de nouvelles caractéristiques à la matière de base de la pièce receveuse : dureté, résistance mécanique, résistance à la corrosion, barrière thermique, etc…
Les domaines d’utilisation sont très vastes :
- Industrie automobile,
- Energie,
- Nucléaire,
- Aéronautique,
- Sidérurgie,
- Presque tous les secteurs d’activités utilisent ce procédé aussi bien sur des pièces neuves que pour effectuer des réparations.
Les dépôts peuvent rester bruts mais aussi être usinés, rectifiés, polis et rodés.
Nos sociétés OUEST COATING, PMG MAINTENANCE et WUJIANG POLIMIROIR sont spécialisées dans ces dépôts obtenus par différents procédés de projection thermique et disposent de nombreux moyens de finitions.
2 – Le revêtement de surface par Procédé de Projection Thermique Flamme
Ce procédé de projection thermique est très utilisé dans de nombreux domaines d’activités:
- La matière projetée est sous forme de poudre ou de fil.
- Les conditions de projection se font à basse température et à basse vitesse.
- Les dépôts ainsi obtenus sont souvent usinés.
3 – Le revêtement de surface par Procédé de Projection Thermique Hypersonique (HVOF)
Le procédé HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) est une technique de projection thermique utilisée pour déposer des revêtements métalliques de haute qualité sur des surfaces métalliques ou céramiques. Ce procédé consiste à projeter à grande vitesse des particules de poudre métallique ou céramique sur une surface préalablement préparée à l’aide d’un pistolet de projection spécifique.
Le revêtement ainsi déposé présente des propriétés mécaniques et physiques exceptionnelles, telles qu’une résistance à l’usure, à la corrosion, à la chaleur et une dureté élevée. Il peut être utilisé dans de nombreuses applications industrielles, notamment dans les secteurs suivants :
- Aéronautique
- Énergie
- Métallurgie
- Chimie
- Pétrochimie
Le procédé HVOF est considéré comme l’un des procédés les plus efficaces pour le dépôt de revêtements métalliques de haute qualité. Il permet également de réduire les coûts en augmentant la durée de vie des pièces soumises à des conditions d’utilisation difficiles.
Ce procédé de projection thermique consiste à faire un apport de métal dans un gaz porteur, qui est propulsé à très haute vitesse et à très haute température. High Velocity Oxy-Fuel, HVOF
La matière est projetée sous forme de poudre. Ensuite, après avoir subi une forte augmentation de température, elle est compactée en couches successives par l’effet cinétique apporté par la très grande vitesse de propulsion du gaz. Nous parlons d’effet réacteur, le même phénomène obtenu sur les réacteurs d’avions et ou de fusées, le mélange d’oxygène avec du kérosène.
Les conditions de travail sont si intenses que nos sociétés réalisent cette opération dans certaines conditions. En effet PMG utilise des cabines insonorisées et le pistolet ou la torche sont montés sur le bras d’un robot
Procédé HVOF : Ses Avantages
Le procédé de projection thermique hypersonique (HVOF) présente plusieurs avantages pour le revêtement de surface des pièces industrielles, notamment :
- Haute densité des revêtements : Les revêtements HVOF sont très denses, avec une faible porosité, ce qui permet une meilleure résistance à la corrosion et à l’usure.
- Forte adhérence : Les revêtements HVOF ont une adhérence mécanique exceptionnelle à la surface du substrat, assurant une durabilité à long terme.
- Amélioration de la résistance à l’usure : Les revêtements HVOF offrent une résistance accrue à l’usure par abrasion, érosion, et fretting, prolongeant ainsi la durée de vie des composants.
- Résistance à la corrosion : Les revêtements HVOF sont résistants à la corrosion, protégeant les surfaces métalliques des environnements corrosifs.
- Faible déformation thermique : Le processus HVOF génère une faible quantité de chaleur, réduisant ainsi la déformation thermique et les contraintes résiduelles dans les matériaux.
- Épaisseur des revêtements ajustable : L’épaisseur des revêtements HVOF peut être ajustée en fonction des besoins spécifiques de l’application, offrant une grande flexibilité.
- Large gamme de matériaux : Le procédé HVOF peut être utilisé avec divers matériaux, y compris les métaux, les alliages, les céramiques et les carbures.
- Respect de l’environnement : Le procédé HVOF est considéré comme une technologie plus respectueuse de l’environnement par rapport à d’autres méthodes de revêtement, car il produit moins de déchets et de pollution.
- Amélioration des propriétés mécaniques : Les revêtements HVOF peuvent améliorer la dureté, la résistance à la fatigue et la résistance au frottement des surfaces traitées.
- Économies de coûts : Grâce à l’amélioration de la durée de vie des composants et à la réduction de la maintenance, les revêtements HVOF peuvent aider les entreprises à réaliser des économies de coûts à long terme.
4 – Le revêtement de surface par Procédé de Projection Thermique PLASMA
Le procédé de projection thermique PLASMA offre plusieurs avantages pour les revêtements de surface. Tout d’abord, il permet d’obtenir des revêtements de haute qualité avec une excellente adhérence au substrat. Deuxièmement, il offre une grande variété de matériaux de revêtement, y compris des céramiques, des métaux et des alliages. Troisièmement, il offre une haute densité de revêtement, ce qui se traduit par une résistance supérieure à l’usure, à la corrosion et à la chaleur. Enfin, il est économiquement viable pour les applications industrielles, car il peut être automatisé et utilisé pour des pièces de grandes dimensions.
Les torches à plasma d’arc soufflé utilisent le confinement d’un arc électrique pour augmenter fortement sa température. Le cœur du dard plasma, se situant généralement entre 6 000 et 14 000 K, va générer un plasma à partir d’un gaz plasmagène. Ce plasma sert ensuite à fondre et à accélérer le matériau à projeter.
Des combinaisons de gaz sont utilisées afin d’obtenir des propriétés différentes du plasma. L’argon, l’hydrogène, l’hélium et l’azote sont les gaz le plus souvent utilisés.
Nos experts sont sollicités afin de déterminer au mieux les mélanges appropriés suivant les résultats recherchés. Notre laboratoire avec de nombreux agréments, localisé sur le site de notre société OUEST COATING est en appui afin de valider ces choix.
5 – Le revêtement de surface par Procédé de Projection Cold Spray
Ce procédé de projection dynamique à froid, consiste à faire un apport de métal avec un pistolet dont le jet propulse les particules à très haute vitesse:
- La matière projetée est sous forme de poudre,
- Les conditions de projection se font à basse température et à très haute vitesse,
- Cette technique permet de ne pas détériorer les matériaux d’apport lors de la phase de projection,
- La température de projection restant la plus basse possible.
Notre société OUEST COATING est reconnue pour ses compétences dans ce domaine. Nos Docteurs travaillent avec des grands comptes de l’aéronautique afin de développer des solutions d’avenir.
6 – Les revêtements par projection HVOF, PLASMA et COLD SPRAY par PMG Steel Innovation
Depuis plus de 30 ans notre groupe PMG Steel Industries a investi dans des solutions alternatives. En effet telles que les revêtements par procédés de projection de particules, HVOF, PLASMA, COLD SPRAY etc..
Nos sociétés OUEST COATING, PMG MAINTENANCE et WUJIANG POLIMIROIR sont équipées de ces matériels. Notre objectif est de substituer le dépôt de chrome par des dépôts de Carbure de Chrome, Carbure de Tungstène, Zirconium, Alumine, Céramiques, Oxide de chrome etc…
Nos sociétés sont adhérentes à l’A3TS. Cette association de traitement thermique et de traitement de surface rassemble de nombreux acteurs dans la recherche de procédés de substitution du chrome VI.
Notre société RCD travaille aussi sur la substitution de l’électrolyte de chrome utilisée actuellement. Ce Chrome Hexavalent, par une nouvelle chimie qui ne présente aucune restriction REACH, est bien plus inoffensive à l’utilisation.
7 – Le revêtement GREEN CHROME, solution de substitution au CHROME HEXAVALENT
Ce projet, nommé GREEN CHROME, a été retenu dans le cadre du Plan de Relance Aéronautique.
L’objectif est d’obtenir un dépôt de GREEN CHROME sur la pièce à revêtir, la Cathode. Ces caractéristiques très proches de celles obtenues avec un bain d’Acide Chromique classique.
Refaire des qualifications dans le domaine de l’aéronautique demande des mois voire des années de tests. RCD est très spécialisée dans les pièces constituant les AIRBUS A320.
Notre société RCD réalise ce nouveau revêtement GREEN CHROME. En effet, il permet d’offrir une substitution au plus proche des traitements réalisés à ce jour par les mêmes équipes et un matériel très proche. Cela permettra de limiter la perte de connaissance des équipes travaillant depuis de nombreuses années dans les procédés d’électrolyse.
Pour finir, si vous souhaitez obtenir plus d’informations sur nos techniques de traitement de surface, contactez-nous !
