Paramètres: Caractéristiques et influences sur les revêtements

Imprimer

Caractéristiques générales des revêtements

L'oxydation et la porosité
Les particules métalliques en fusion, s'oxydent pendant leur trajet de la buse au support. Même si la distance est courte, de 150 à 200 mm et que la durée du parcourt n'est que de 1 millième de seconde, elles subissent l'action chimique des gaz environnant (air mélangé au gaz de combustion). Ceci entraîne une baisse de densité du dépôt de 10% environ par rapport au matériau projeté. Cette porosité peut être un avantage dans le cas d'un rechargement de surface, puisqu'elle crée des rétentions possibles pour l'absorption d'un lubrifiant souvent bénéfique en mécanique. Par contre, elle devient néfaste en protection de surface, ou son manque de compacité, est un handicap pour l'étanchéïté du revêtement. (voir colmatage en anticorrosion)

La dureté et la ductilité
Les particules sont soumises à un martelage dû aux impacts des suivantes, ce qui entraîne un phénomène d'écrouissage. Elles sont aussi soumises à un phénomène de trempe, lié à leur trajet et à la température du support. En un temps très court, la température d'un acier projeté à 1500°C, chute rapidement à 100°C, température maximale de la pièce en traitement. Il en résulte, que si le revêtement à une grande dureté, donc une résistance importante à la compression, il à peu de résistance à la traction, à la flexion ou aux chocs répétés. Sa texture et ses caractéristiques mécaniques, s'apparentent à celles d'un matériau fritté. Ainsi, ses qualités dépendent étroitement de sa densité apparente.

Conclusion:
Les propriétés d'un revêtement sont différentes de celles du matériau projeté, car ce dernier subit des contraintes et variations importantes pendant sa projection. Il est granuleux, légèrement oxydé, poreux, dur et résistant aux efforts de compression. Il convient donc de bien gérer les paramètres de la projection, qui influencent directement les propriétés du dépôt et sont différents suivant le procédé employé.
Quel que soit le mode de projection employé, il existe toujours un réglage type de paramètres, préconisé par leurs constructeurs, pour des utilisations dites "classiques". Néanmoins, on peut faire varier ces indications, pour modifier le revêtement suivant l'usage pour lequel il est prévu, en le rendant soit:
- plus ou moins oxydé,
- plus ou moins poreux,
- plus ou moins dur,
- plus ou moins ductile.

Les paramètres sont liés entre eux et doivent être harmonisés. La variation de l'un, devant être compensé par la modification d'un autre. Le détail de réglage des paramètres ci-dessous, indique l'influence de chacun d'eux sur le résultat du travail obtenu.

Conditions:
La projection doit s'effectuer dans les meilleures conditions, c'est à dire sur un support bien préparé et dans un délai acceptable entre la préparation et la métallisation.

Influences des paramètres de projection

Pistolet à flamme
Débit des gaz

Un excès d'Oxygène (flamme oxydante), augmente l'oxydation du dépôt, donc sa dureté et réduit sa résistance mécanique. Le dépôt devient fragile et difficile a usiner.
Un excès du taux d'Acétylène (flamme carburante), entraîne un charbonnage du revêtement. Dans les deux cas, usure prématurée des buses.
Pressions des gaz
Une pression trop forte des gaz augmente les pertes de métal donc toutes les consommations.
Diamètre du fil ou du cordon
Un diamètre de fil ou de cordon plus grand augmente le grain du dépôt et les pertes.
Vitesse du fil ou du cordon
Trop grande, elle augmente la cadence et la grosseur du grain, trop faible, elle augmente l'oxydation du dépôt.
Pression de l'air (air comprimé vecteur de la projection)
Son accroissement diminue la grosseur du grain, mais augmente l'oxydation du dépôt.
Distance de projection
Trop faible, elle crée des turbulences, des pertes et des défauts d'adhérence. Surchauffe du dépôt.
Trop grande, elle augmente le refroidissement des grains et entraîne une mauvaise adhérence.
Angle de projection
En principe perpendiculaire, la projection oblique augmente les pertes et diminue l'adhérence.
Vitesse de balayage
Trop rapide, elle augmente les pertes de métal et donne des épaisseurs de dépôt trop minces.
Trop lente, elle donne des épaisseurs de dépôt irrégulières et élève la température du support.
Vitesse de rotation (pour les travaux réalisés sur tour)
Trop rapide, elle entraîne un rebondissement des particules et un pollution du dépôt.
Trop lente, elle entraîne une surchauffe du dépôt et une couche trop épaisse du revêtement.
Refroidissement
Trop rapide, il génère le délaminage des couches.
Trop lent, il entraîne une surchauffe et donc une augmentation de l'oydation du dépôt.

Pistolet à arc électrique
La tension
La tension électrique à l'arc doit être constante pour chaque métal projeté. Une baisse de 1 ou 2 volts entraîne le décrochage de l'arc et rend la projection irrégulière, voire impossible.
Les gouttelettes peuvent alors faire place à de petits morceaux de fils projetés.
L'augmentation de l'intensité, augmente la vitesse du fil, la grosseur du grain et surchauffe le dépôt.
Sa diminution, entraîne une diminution du grain.
Les autres paramètres
Tels que: pression de l'air, distance et angle de projection, ou vitesse de balayage ou rotation, influent de la même façon que dans le cas d'un pistolet à flamme.

Pistolet à plasma
L'influence des paramètres classiques restent identiques à ceux décrits ci-dessus. Seuls sont détaillés les paramètres spécifiques au procédé.
Granulométrie des poudres
Elle influe directement sur la porosité ou la compacité du dépôt. Plus fine, elle donne un revêtement moins poreux.
Débit des poudres
Il doit être aussi régulier que possible. Son élévation augmente la porosité du dépôt. Les particules sont mal fondues.
Nature du ou des gaz plasmagènes
Un gaz neutre comme l'Argon ou l'Hélium permet un dépôt peu ou pas oxydé, alors qu'un plasma d'Azote peut entraîner un phénomène de nitruration du dépôt.
Température du plasma
Son élévation augmente la vitesse du jet de plasma, donc celle des particules et permet des revêtements plus compacts.

Canon à détonation
Ce procédé de projection automatique n'est utilisé que dans des établissements spécialisés.
Il suffit seulement de s'assurer que la dureté superficielle du substrat n'excède pas 58 HRc.

saintgobain.jpg