Historique et évolution de la métallisation ou schoopage

Imprimer

Origine de la métallisation

Les impacts de ballesImpacts de balles et Max Ulrich Shoop
Tout commence au début du 20eme siècle, vers 1909, lorsqu'un ingénieur suisse de Zurich, le Docteur Max Ulrich Schoop, constate des traces de plomb laissées par l'impact d'une balle sur un mur.
L'idée germa dans son esprit de créer un revêtement par projection de métal fondu. En effet, si le plomb avait adhéré au mur, c'était dû à sa fusion instantanée au contact de ce dernier. La force vive du corps lancé à grande vitesse, se transformant en chaleur au moment de l'impact.
Mais ce phénomène, ne pouvait s'obtenir qu'avec des métaux dont le point de fusion était relativement bas.
Afin de pouvoir projeter tous types de métaux, Schoop (photo ci-contre) eut alors l'idée de faire fondre le métal avant de le projeter dans cet état sur les pièces à traiter. (voir photo agrandie)
Il n'y avait plus d'obstacle théorique, il restait a passer à la pratique.
Le "revêtement de surface par projection thermique" était né, plus connu par la suite sous le nom de "métallisation".

Histoire de la métallisation

Le système originel
Schoop
, construisit les premiers appareils à métalliser basés sur son principe. Ils étaient composés d'un creuset, ou le métal fondu était maintenu à l'état liquide par un système de chauffage et d'un appareil de projection, fonctionnant à l'aide d'un fluide, tel que l'air, préalablement réchauffé.
Mais outre que l'appareil était absolument intransportable, il se heurtait à des difficultés considérables. Notamment, celle de maintenir le métal suffisamment chaud et fluide, pendant son transport et sa projection. Ainsi que la destruction rapide des tuyères et des buses.
Aussi, Schoop chercha rapidement une autre solution et en 1911, il eut l'idée de remplacer le métal fondu par de la poudre métallique, qui en passant au centre d'un chalumeau oxy-acétylénique était mise en fusion avant sa projection. Cette évolution, permettait d'éviter de garder le creuset rempli de métal fondu et le réchauffement du fluide transporteur. Il devint alors possible de séparer le réservoir à poudre de l'équipement de projection et de rendre donc l'appareil portatif. La métallisation avait donc fait un premier pas important.

L'évolution du système
Mais cette solution n'était pas parfaite, car il était impossible de fondre correctement des poudres métalliques à haut point de fusion. De plus l'entraînement régulier de la poudre était difficile à obtenir, que ce soit par soufflage ou par aspiration à partir d'un réservoir. Malgré l'adjonction de vibrateur pour éviter les tassements, la poudre s'agglomérait interdisant une régularité parfaite.
Les conséquences étaient une poudre trop brûlée, lors d'un passage trop faible dans le chalumeau, ou une poudre mal fondue lors d' un passage par excès. Résultat, les revêtements étaient peu homogènes et d'une adhérence douteuse.
C'est alors qu'en 1912, un nouveau pas, sans doute le plus important fut fait, en remplaçant la poudre par du fil métallique. Ce nouveau système présentait de nombreux et importants avantages, comme l'automaticité complète, la grande autonomie de travail, la constance du passage du fil et la régularité dans l'homogénéité du revêtement. De plus, les revêtements étaient plus sains, du fait de la forte réduction des oxydes contenus dans le fil de métal.
Depuis 1914, le pistolet à fil et gaz n'a cessé de ce perfectionner pour devenir un outil facile et sur. Par la suite, Schoop remplaça le chalumeau par un arc électrique comme source de chaleur pour fondre le métal, qui était projeté par un jet d'air comprimé sur le substrat. A cette époque, les sources énergétiques ne permettaient pas de fiabiliser le système qui resta à l'état expérimental, avant d'être repris et amélioré après la deuxième guerre mondiale.

Historique du Schoopage

Les brevets
Au début des années 1900, Max Ulrich Schoop invente la projection thermique et faisant des expériences de pulvérisation de métal fondu (plomb) pour réaliser des enduits protecteurs.
En 1909, Schoop dépose son premier brevet couvrant l'utilisation d'un processus permettant de projeter du métal fondu vers un substrat, défini comme: "processus pour fondre des matériaux dans une zone de chauffage et de les propulser en état fondu et ou ramolli par chaleur, sur une cible pour former un enduit".
En 1912, Schoop remplace la poudre de métal par un fil métallique. Il incorpore un chalumeau sur l'appareil de projection. La métallisation fait un grand pas en avant.
En 1914, les premières applications industrielles de ces matériels sont faites, d'abord dans le domaine militaire (projection d'étain sur la face arrière d'obus), puis dans celui de l'anticorrosion (dépôt d'aluminium) et celui de la décoration (dépôt de bronze).
En 1915, Schoop fait des expériences concluantes sur la projection par arc électrique entre deux fils. Il dépose un brevet sur son principe. (voir: patente1 - patente2 - patente3)

La récompense
En 1917, Schoop reçoit la récompense de John Scott, crée en 1834, qui honore le mérite des inventeurs, pour: "le procédé du brouillard en métal de Schoop". D'autres sont aussi récompensés tels que Marie Curie, Guglielmo Marconi, les frères Wright et Thomas Edison.
En 1924Max Ulrich Schoop s'installe définitivement dans la renommée mondiale en donnant son nom au procédé de métallisation connu depuis sous le nom de "Schoopage".

Le développement
Dès 1930, la métallisation pris un essort considérable aux U.S.A, où des résultats encourageant furent obtenus sur des dépôts d'épaisseurs importantes, permettant d'envisager de rapporter du métal sur des pièces mécaniques usées. C'est le début de la technique dite de rechargement.
Dans les années 50, le développement du procédé a été caractérisé par l'étendu des matériaux projetés. Beaucoup de nouveaux alliages en métal ont été développés, en particulier pour l'utilisation dans les revêtements durs, ainsi que la pulvérisation de la céramique.
Jusqu'au années 60, les deux procédés, par fil et par poudre, ont évolués séparément. Si le premier, porte le nom de "Schoopage", le second porte couramment le nom de "Schori" dérivé du nom de Fritz Schori qui développa ce concept au début des années 30.
Depuis, la recherche de propriétés de surface spécifiques pour des pièces utilisées dans des conditions de plus en plus sévères, en particulier dans les industries aéronautique et mécanique, à conduit au développement de nouveaux procédés de projection thermique, tels que le plasma d'arc, le canon à détonation et la flamme supersonique (procédé HVOF).

margarido.jpg