Brevet FR2042647A1 — publié le 19710212

1. 2042647 La présente invention concerne l'application àe "revêtements sur des surfaces métalliques suivant le procédé de projection et de fusion de poudres sur ces surfaces, et plus particulièrement un procédé pôur préparer une surface métallique avant l'application 5 du revêtement. Le procédé de projection et de fusion de poudres pour former un revêtement sur une surface métallique gagne de plus en plus d'importance aussi bien dans le domaine de la fabrication de pièces neuves que dans le secteur réparations. Un des facteurs les plus 10 importants dans ce procédé est la transition entre le matériau de base et le revêtement. Aussi, de nombreux procédés pour préparer la surface d'adhérence ont été mis au point. Le plus répandu consiste à travailler la surface au jet de sable ou aix moyen de meules ou de limes rudes ou encore au- tour ou à la planeuse en utilisant 15 des outils émoussés. On a même proposé des méthodes aussi coûteuses et compliquées que l'application à la soudure de tissus à tamis. Les procédés connus présentent également l'inconvénient que pour la plupart des métaux les surfaces préparées deviennent très vite inutilisables sous les influences atmosphériques. Un autre in-20 convénient est le fait que la préparation suivant les procédés connus est insuffisante pour la formation,par projection et fusion de poudres, de revêtements épais, dans le cas de la plupart des matières à appliquer, étant donné que les forces d'adhérence réalisées ne sont pas capables de compenser les tensions qui apparaissent. 25 Le procédé suivant l'invention permet d'éviter ces inconvé nients. En effet, la surface d'adhérence préparée réalise une très forte liaison entre le métal de base et le revêtement. Il suffit pour cette préparation que le métal de base soit propre au sens métallurgique ; le procédé lui-même est également relativement sim-30 pie. Il s'avère d'autre part que les surfaces préparées suivant l'invention se conservent beaucoup mieux que les préparations habituelles. Le procédé, objet de l'invention, consiste essentiellement à appliquer, sur le métal de base, par projection et fusion de pou-35 dres une couche mince de contact dans laquelle on introduit de gros grains d'adhérence. Ces derniers, après la solidification de la couche de contact, permettent un ancrage du revêtement appliqué. La couche de contact peut être formée en particulier de matières inorganiques, surtout d'alliages à bonne fusibilité qui sont uti-40 lisés avantageusement avec des fondants adaptés appliqués sur le 70 17620 2. 2042647 métal de base. Le procédé suivant, l'invention devient particulièrement simple lorsqu'on utilise des alliages dits auto-fondants qui . ne nécessitent pas de fondants. L'épaisseur de la couche de contact peut être relativement 5 faible, par exemple de l'ordre, de grandeur du dixième de millimètre. Il suffit qu'elle soit assez épaisse pour fixer le grain d'adhérence utilisé. Le diamètre de ce. dernier est à choisir selon l'épaisseur et le genre du revêtement.à appliquer. Ceci veut dire que les couches pour lesquelles de faibles forces d'adhérence sont 10 suffisantes peuvent être appliquées sur des surfaces à grains fins , et que les couches qui nécessitent des forces d'adhérence plus grandes demandent du grain plus gros. Un avantage particulier de ,1'invention réside dans le fait que la surface métallique ne doit pas être rendue rugueuse ou être préparée spécialement ; une sur-15 face propre au sens métallurgique est tout à fait suffisante. Il s'avère également que la surface d'adhérence préparée suivant l'invention se conserve beaucoup mieux lors d'un stockage que les surfaces préparées habituellement, et ceci en particulier dans le cas où l'on utilise des alliages auto-fondants. 20 D'autre part, on peut utiliser, dans le procédé selon l'in vention, des grains d'ahdérence qui fondent ensemble avec le revêtement appliqué ultérieurement, pour obtenir une surface parfaitement lisse et sans irrégularités. La surface de contact, le grain d'adhérence et le revêtement 25 peuvent mime être constitués par le même alliage ou d'alliages similaires, ce qui procure l'avantage d'une simplification du procédé de travail. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention les dispositifs habituels pour la soudure par projection et fusion de 30 poudres peuvent être utilisés, comme par exemple;les appareils à projection à flamme, les chalumeaux spéciaux pour rechargement ou les appareils à plasma. L'appareil décrit dans le brevet suisse n° 470.276 convient particulièrement bien. Le procédé peut consister soit à appliquer dans une première opération la couche de con-35 tact et à la fondre ensuite en même temps que l'on y introduit les grains d'adhérence, soit à combiner ces deux opérations. Le diamètre des grains d'adhérence est généralement inférieur à 3 mm et se situe de préférence entre 0,5 et 2 mm. Le procédé suivant l'invention réalise une liaison parfaite 40 entre le. métal de base et la surface d'adhérence. Celle-ci se prête 70 17620 3. 2042647 à l'application de revêtements de tous genres, en matières organiques ou inorganiques ; elle est cependant particulièrement importante pour des revêtements en alliages qui offrent une grande résistance à l'usure, revêtements qui sont appliqués généralement 5 sur une pièce préchauffée et ensuite fondus. En effet, de tels revêtements, même s'ils sont relativement minces, présentent des concentrations de tensions conditionnées par la forme de la pièce et d'autant plus importantes que les surfaces, sont grandes et compliquées ; aussi ces revêtements ont tendance à s'enlever du métal de 10 base au plus tard lors de la fusion. En pratique, ceci conduit à une quote-part importante de pièces manquées ainsi qu'à une fausse estimation d'alliages et de procédés de revêtement ou à l'impossibilité de revêtir des pièces de forme compliquée. 15 Les exemples suivants montrent des applications caractéris tiques du procédé suivant l'invention. EXEMPLE 1 Un châssis de moule en fonte grise pour briques en verre doit êtrerevêtu d'un alliage contenant du nickel, du chrome, du bore et 20 du silicium par projection de poudres et fusion ultérieure. Dans des essais répétés avec les procédés habituels de préparation (par jet de sable) le revêtement s'enlève. On projette donc, suivant l'invention, une couche mince, d'une épaisseur d'environ 0,2 mm, d'un alliage composé de 10 Cr, 2 B, 3 Si et pour le reste de Ni, 25 sur la surface propre au sens métallurgique et légèrement préchauffée à environ 300°C. Lors de la fusion ultérieure au chalumeau on injecte en même temps des grains d'adhérence du même alliage d'un diamètre de 0,5 à 1 mm sur la surface d'adhérence ainsi préparée et sans refroidis-30 sement intermédiaire, on projette ensuite le revêtement avec le même appareil et dans le même alliage, dans une épaisseur de 3 mm. L'ensemble est finalement fondu au four â 1.000°C. Après le refroidissement, on constate que le revêtement est sans défaut, qu'il a-dhère parfaitement et que la structure de l'ensemble est tout à fait 35 homogène (examen métallographique). EXEMPLE 2 Une roue de ventilateur pour une installation drexhaustion dans une acierie doit être revêtue de polyamide par projection et fusion de poudres. La préparation conventionnelle (par jet de sa-40 ble et moyens d'adhérence) s'avère insuffisante dans les rudes con 70 17620 t. 2042647 ditions de travail pour compenser les tensions provoquées en connexion avec l'effort résultant des forees centrifuges. On applique donc sur la surface métallique propre un fondant et, après un chauffage préalable, on projette une couche de contact 5 d'environ 0,4 mm d'un alliage Sn/Zn 50/50. Au cours de la fusion subséquente de la couche de contact on y injecte des grains de sable de 1 à 2 mm de diamètre. Le revêtement en polyamide appliqué sur la surface d'adhérence ainsi préparée, résiste à tous les efforts auxquels il est soumis en service. 10 EXEMPLE 3 Pour améliorer l'adhérence d'une couche de caoutchouc sur la plaque de base d'un élément amortisseur, on applique une couche de contact de 0,3 mm d'épaisseur d'un alliage Ni-B-Si sur la surface polie et on y introduit par fusion des grains d'acier de 1 à 2 mm 15 de. diamètre. On peut également projeter en même temps la couche de contact et les grains d'acier et les fondre ensemble. L'adhérence de la couche de caoutchouc, vulcanisée ensuite sur cette surface, répond à l'attente et fait ses preuves en pratique. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réa-20 lisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 70 .17620 5. 2042647 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour préparer une surface d'adhérence sur des surfaces métalliques devant être revêtues par projection et fusion de poudres, caractérisé en ce qu'il comprend le fait.d'appliquer, sur 5 la surface métallique, par projection et fusion de poudre, une mince couche de contact et d'y introduire par fusion de gros grains d'adhérence, permettant, après la solidification de la couche de contact, un ancrage du revêtement. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 10 comprend le fait d'utiliser des matières organiques pour la formation de la couche de contact. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait d'utiliser des alliages à bonne fusibilité pour la formation de la couche de contact. 15 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait d'utiliser des fondants lors de la formation de la surface d'adhérence. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait d'utiliser des alliages auto-fondants pour la for- 20 mation de la couche de contact. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait d'utiliser des grains d'adhérence capables de fondre dans le revêtement. 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 25 comprend le fait d'utiliser des alliages similaires pour la couche de contact et les grains d'adhérence. 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait d'utiliser des alliages similaires pour la couche de contact, les grains d'adhérence et le revêtement. 30 9 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait que la matière de la couche de contact est d'abord projetée sur la surface métallique et que les grains d'adhérence y sont introduits lors de la fusion subséquente de la couche de contact . 35 îo - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le fait que les grains d'adhérence et la matière de la couche de contact sont projetés et fondus simultanément.