Brevet FR2460775A1 — publié le 19810130

"Procédé de réalisation d'un corps moulé en matière plasti- que avec revêtement de surface." La présente invention concerne un procédé de réalisa- tion d'un corps moulé à revêtement de surface, à partir d'une matière plastique à point de fusion plus bas que celui du matériau de revêtement, par insertion de la matière plastique dans un moule sur la surface réfractaire intérieure duquel ledit matériau de revêtement est apporté auparavant en une couche pouvant s'assembler directement au corps de base formé par la matière plastique. On connaît, par le brevet allemand n0 22 18 320, un tel procédé de réalisation de corps moulés en matière plas- tique durcissable dans lequel, en vue d'une liaison parti- culièrement intime et indissoluble entre le corps de base du corps moulé et son revêtement de surface, on utilise un matériau de revêtement additionné d'un liant et renfermant une matière plastique durcissable. On est ainsi limité à un revêtement de surface qui comporte une part de la matière plastique choisie pour le corps moulé et, en toute règle, ne peut par conséquent pas satisfaire aux exigences de résistan- ce à l'usure dans la même mesure qu'un revêtement métalli- que pur. Aussi, pour la métallisation des matières plasti- ques, ne peut-on toujours apporter le métal qu'en une opé- ration distincte consécutivement à la formation du corps de matière plastique. Dans la mesure o, pour des revêtements métalliques de relativement grande épaisseur, par exemple de quelques millimètres, cet apport doit, pour des raisons d'économie, avoir lieu par projection thermique, on est ce- pendant limité par la force des choses à des métaux à bas point de fusion; il faudrait s'attendre, dans le cas con- traire, à une cokéfaction de la matière plastique. Au reste, la pro ection, même dans le cas de matières plastiques, re- quiert une préparation de la pièce à traiter: on ne peut être certain d'une bonne adhérence du revêtement que sur une surface rendue préalablement rugueuse, par exemple par sablage. L'invention a pour objet un procédé de réalisation de revêtements de surface sur des corps moulés en matière plastique à point de fusion plus bas que celui du revê- tement qui permette d'utiliser sans restriction, c'est-à- dire notamment sans limitation par la température de fu- sion de la matière plastique, la projection thermique et de réaliser par conséquent aussi des revêtements de surface en métaux, oxydes, carbures,et autres matériaux analogues,à point de fusion élevé sans recourir non plus à cet effet à des mesures préalables d'établissement d'une base d'adhé- rence. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'enduc- tion de la surface de moulage, par projection thermique du matériau de revêtement, s'effectue à une température de ladite surface nettement plus basse que celle du matériau de revêtement à son impact et que l'on n'introduit ensuite la matière plastique dans le moule, au plus tôt, qu'au refroidissement dudit matériau de revêtement à la tempéra- ture de la matière plastique. L'invention ne se borne donc pas à un simple recours à un procédé connu qui, par nature, n'est manifestement utilisable judicieusement que pour l'a- mélioration de la surface d'un corps moulé, cela principa- lement en vue d'un effet décoratif. Ladite invention repose au contraire sur la reconnaissance du fait que l'enduction d'une surface réfractaire par projection thermique d'un ma- tériau de revêtement à une température de ladite surface nettement inférieure à celle de ce dernier engendre une couche qui se solidifie sur ladite surface et qui, d'une part ne contracte qu'une liaison extrêmement lâche avec cette dernière par suite du refroidissement brusque résul- tant de la différence des températures, d'autre part pré- sente sur son autre face, libre, une rugosité qui, selon le choix de la grosseur de grain des particules de projection, est telle que cette surface rugueuse constitue une base d'adhérence idéale pour la matière plastique, c'est-à-dire pour une liaison mécanique à un corps de base qui ne sera formé par ladite matière plastique que lors de l'apport de celle-ci. C'est seulement d'une telle découverte que l'uti- lisation selon l'invention de la surface revêtue par pro- jection thermique d'un matériau approprié (à point de fu- sion relativement élevé par rapport à celui de la matière plastique) comme surface de moulage préparée pour le corps de base d'un corps moulé en matière plastique avec revête- ment tire son sens pour l'établissement d'un assemblage intime de la matière plastique au matériau de revêtement dès l'introduction de ladite matière plastique dans le mou- le (différée au moins jusqu'au refroidissement du matériau de revêtement à la température de la matière plastique), c'est-à-dire en une seule et même opération avec la mise en forme. Ce fait a pu être mis en évidence au moyen d'es- sais dans lesquels on a pu obtenir sans difficulté des pro- fondeurs de rugosité allant jusqu'à 50oum sur la surface libre de la couche formée par projection thermique sur la surface métallique de moulage froide. Le choix de la gros- seur de grain des particules de projection est décisif à cet égard en ce sens que la rugosité et la porosité de la couche de projection augmentent avec ladite grosseur du grain. En ce qui concerne la liaison de cette couche à la surface de moulage, on a constaté qu'il était avantageux de préparer par polissage ladite surface à son revêtement, car on supprime ainsi toute difficulté de démoulage du corps moulé muni de son revêtement. Le procédé selon l'invention s'est avéré rapide et économique pour la réalisation de corps moulés à partir aussi bien de thermodurcissables, éventuellement renforcés de fibres, que de thermoplastiques et munis de revêtements de surface à base de toutes substances non décomposables. C'est ainsi que l'on peut recourir pour le revêtement de surface non seulement, sans restriction, à des métaux, avant tout des métaux à haut point de fusion, par exemple pour une protection particulière contre l'usure et l'érosion, mais aussi, par exemple, à des oxydes pour la protection thermique de tels corps moulés ou à des carbures en vue d'une protection à la fois contre l'usure et contre la cha- leur. Une application préférée réside dans la réalisation de corps en matière plastique protégés contre l'éclair et/ou l'érosion, laquelle protection exige, comme on le sait, de relativement grandes épaisseurs de couche du revêtement de surface pour éviter le plus sûrement possible des détério- rations du corps de base, en matière plastique, de l'objet moulé. Pour réaliser de telles épaisseurs de couche, attei- gnant éventuellement plusieurs millimètres, par projection appropriée en plusieurs couches du matériau de revêtement sur la surface de moulage,pil est recommandé de refroidir celles-ci entre les diverses phases de projection dans une mesure telle qu'elles soient maintenues à leur tempé- rature de solidification. Ce refroidissement peut avoir lieu à l'air comprimé pour chacune des couches de projection il empêche des tensions propres de ces dernières. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe verticale d'un corps moulé selon ladite invention; - la figure 2 représente au grossissement 50 un détail de la figure 1. Dans un moule métallique 1 se trouve, formé au moyen de celui-ci, un corps 2 moulé à partir d'une matière plastique, par exemple thermodurcissable, telle qu'une ré- sine synthétique, servant éventuellement aussi de matériau de matrice pour des couches renforçatri\ces de tissu de fi- bres de verre ou de carbone. Pour munir, par exemple à des fins de protection contre l'érosion, ce corps moulé 2, ou son corps de base 2.1 en matière plastique, d'un revêtement de surface 3 en un métal à haut point de fusion, tel le titane, on apporte tout d'abord sur la surface de moulage 1.1 le matériau métallique de revêtement 3 avant d'introduire dans le moule la matière plastique, ou le matériau parti- culier dont on constituera le corps de base 2.1. La surface 1.1 est préparée à cet effet par polissage et on la recouvre du matériau de revêtement 3 par projection à chaud, par exemple au plasma au moyen d'un brûleur, ou pistolet, à plasma. Ladite surface de moulage 1.1, froide par rapport aux particules de projection qui la heurtent lors de cette opération, provoque un refroidissement brusque desdites particules, au moins plastiques à chaud, avec cette consé- quence que la couche de matériau de revêtement 3 qui se forme ne contracte qu'une liaison lâche avec la surface de moulage 1.1. Par un choix approprié de la grosseur de grain des particules de projection, variable d'environ 20 à 70 Hum selon le matériau en question, on parvient d'autre part à conférer à la couche du matériau de revêtement 3 une rugosité d'une profondeur comprise entre environ 20 et pm sur sa surface non tournée vers la surface de moulage 1.1. On peut aussi agir dans le même sens par un réglage approprié de la vitesse des particules de projection. C'est ainsi qu'il est parfaitement possible d'utiliser dans la phase finale de la projection une vitesse de particules no- tablement plus faible que la vitesse élevée nécessaire pour obtenir une compacité particulièrement forte du revêtement de surface 3. La couche du matériau de revêtement 3 pré- sente en conséquence sur la surface de moulage 1.1 une base d.' adhérence appropriée pour la matière plastique du corps de base 2.1, introduite dans le moule 1 dès que ladite cou- che du matériau de revêtement 3 est refroidie à la même température qu'elle. Après le durcissement de la matière plastique, le cas échéant sous pression dans un autoclave, on retire du moule 1 le corps moulé 2 et le revêtement de surface 3 adhérant fermement à son corps de base 2.1. La liaison entre ces deux derniers est en règle générale intime à ce point que ledit revêtement de surface 3 ne se détache même pas en cas de distorsions du corps moulé 2. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Procédé de réalisation d'un corps moulé à revête- ment de surface,à partir d'une matière plastique à point de fusion plus bas que celui du matériau de revêtement, par introduction de la matière plastique dans un moule sur la surface réfractaire intérieure duquel ledit matériau de re- vêtement est apporté auparavant en une couche pouvant s'as- sembler directement au corps de base formé par la matière plastique, procédé caractérisé par le fait que l'enduc- tion de la surface de moulage (1.1),par projection thermi- que du matériau de revêtement (31s'effectue à une tempéra- ture de ladite surface nettement plus basse que celle dudit matériau de revêtement à son impact et que l'on n'introduit ensuite la matière plastique dans le moule (1), au plus t8t, qu'au refroidissement de ce même matériau de revêtement à la température de la matière plastique. 2.- Procédé dselon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on prépare par polissage la surface de moulage (1.1) pour son enduction. 3.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que, projetant en plusieurs couches le matériau de revêtement (3),l'on refroidit ces couches entre les diverses phases de projection. 4.- Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'on effectue le refroidissement de chaque couche de projection au moyen d'air comprimé. 5.- Utilisation du procédé selon la revendication 1 pour des corps moulés comportant des revêtements de surface en métaux à point de fusion élevé. 6.- Utilisation du procédé selon la revendication 1 pour des corps moulés comportant un revêtement de surface métallique d'une épaisseur de couche suffisante pour la protection contre l'éclair et/ou l'érosion.