Comparatif des procédés de métallisation

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Généralité et rappel

La projection thermique regroupe l'ensemble des procédés de revêtement de surface, pour lesquels un matériau d'apport est fondu par une source de chaleur, puis projeté sur la surface à revêtir sur laquelle il se solidifie. En principe, tous matériaux dont la température de fusion est séparée d'au moins 300°C de la température de décomposition ou de vaporisation, peut être projeté. Pour améliorer l'adhérence du revêtement, le substrat peut être maintenu à une température inférieure à 150°C pendant l'opération de déposition. L'épaisseur du dépôt constitué par l'empilement des particules, sous forme de lamelles, est généralement comprise entre 50 microns et quelques millimètres.
Les propriétés du dépôt dépendent de sa microstucture qui est fortement conditionnée par les paramètres des particules à l'impact et par ceux du substat. Les paramètres des particules à l'impact sont leur vitesse, leur température, leur état de fusion, leur taille, leur état chimique. Ils dépendent directement de l'écoulement du jet et des conditions d'injection du matériau dans celui-ci. Les paramètres du substrat sont, sa nature, sa rugosité, son état chimique de surface et sa température avant, pendant et après le dépôt.
On peut séparer les procédés de projection thermique en deux familles, selon la source de chaleur utilisée: flamme ou arc électrique. Le tableau ci-dessous récapitule les caractéristiques particulières à chaque procédé de projection, sachant que le choix doit se faire en tenant compte du résultat à obtenir et des paramètres énoncés. Il se sera toujours préférable de le faire en concertation avec un spécialiste et après un essais préalable.

Comparaisons des procédés


Caractéristiques Flamme
poudre
Flamme
fil-cordon
Arc
électrique
Plasma
ASP*
H.V.O.F Canon à
détonation
Source de chaleur Flamme Flamme Arc
électrique
Plasma Flamme Flamme
Température de la
source chaude (°C)
3000 3000 6000 12000 3000 3000
Vitesse
d'écoulement (m/s)
80 - 100 100 - 300 200 - 300 300 - 1200 400 - 2000 900 - 2000
Transport des
particules
Gaz flamme Air
comprimé
Air
comprimé
Gaz flamme Gaz
flamme
Gaz flamme
Vitesse des
particules (m/s)
40 150 150 200 700 950
Forme du produit
d'apport
Poudre Fil-cordon Fil Poudre Poudre Poudre
Taux horaire de
dépôt (kg/h)
1 à 3 1 à 20 5 à 30 1 à 4 3 à 5 3 à 5
Taux d'oxyde (%) 6 - 12 4 - 8 1 - 10 1 - 5 0,5 - 2 0,1 - 0,5
Rendement
moyen* (%)
50 70 80 70 70 70
Force d'adhérence
(MPa)
20 à 40 20 à 40 40 30 à 70 50 à 80 50 à 80
Taux de porosité
%)
10 à 20 10 à 20 8 à 15 1 à 10 0,5 à 2 0,5 à 2
Epaisseur déposée
mm)
0,1 à 1,5 0,1 à 1,5 0,2 à 3 0,05 à 1,5 0,05 à 1 0,05 à 1
Exemples de
matériaux
d'apport
Métaux
Cermets
Céramiques
Métaux
Cermets
Céramiques
Métaux
Fils fourrés
Métaux
Alliages
Céramiques
Métaux
Alliages
Cermets
Cermets
Céramiques
ASP = Air Plasma Spraying, (projection dans l'air ambiant).
* Rendement moyen = Pourcentage du matériau d'apport projeté qui adhère au substrat.

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