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 microstructure qui est fortement conditionnée par les paramètres des particules à l’impact et par ceux du substrat. 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 essai 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.