Brevet FR2470517A1 — publié le 19810529

-t L'invention se rapporte aux techniques de pulvé- risation au plasma et plus particulièrement à des systèmes et des procédés utilisant des arcs de transfert dans un flux de plasma supersonique. Les procédés de pulvérisation au plasma s'utilisent industriellement pour le revêtement de pièces de précision par des métaux et des céramiques qui résistent aux températures élevées, à l'usure, à la corrosion et à d'autres conditions. Les appareils de pulvérisation au plasma produisent un flux de gaz ionisé à niveau énergétique élevé et capable de porter une pièce à une température élevée et aussi de déposer une poudre d'une substance choisie de revêtement sur la pièce. La poudre est injectée dans le flux de plasma et mise par chauffage à un état de fusion ou un état plastique et l'impact la lie à une pièce de préférence chauffée. Dans l'état actuel de la technique, les revêtements qui peuvent être réalisés ont des densités de 70 à 90 % de la densité théorique, le lien entre le revêtement et le substrat étant de nature mécanique et -non pas de nature chimique ou métallurgique. Il est souhaitable de pouvoir accroître la densité moyenne de revêtement et la force du lien et aussi d'améliorer le rendement obtenu par ce procédé. Les rendements sont parfois incertains et en général moins que satisfaisants, car les paramètres dynamiques duprocessus sont fonction de plusieurs variables impliquant- des niveaux énergétiques élevés qui ne peuvent pas être réglés de manière précise, par exemple la vitesse du flux, la température du plasma et les pressions. La densité du revêtement et la force du lien sont fonction non seulement de ces variables, mais aussi.de la propreté et de l'état de la pièce. Les canons à plasma du type à transfert d'arc ont été utilisés pour effectuer des revêtements par dépôt de poudre et plus récemment des revêtements par projection d'un jet de poudre. Dans ces types de dispositifs, un arc primaire produit entre la cathode et l'anode à l'intérieur du canon crée le plasma en ionisant un flux de gaz, et unedifférence de potentiel entre le canon lui-même et la- pièce permet d'utiliser cette dernière en anode à laquelle se fixe l'arc de transfert provenant du canon. L'arc se fixant normalement à la pièce sur une très petite superficie en tendant à-éroder la surface et à restreindre le débit de dépôt, certains systèmes modernes de projection d'un jet dans un plasma fonctionnent de manière à créer un arc qui diffuse le choc en une gerbe. Un flux supersonique de plasma est créé, mais la pression statique de ce flux est maintenue à une valeur relativement basse d'approximativement 105 Pa par un système de pompage raccordé à l'enceinte du dispositif. Lorsque la vitesse utilisée du flux de plasma est comprise dans une plage de Mach 2 à 3, le choc en gerbe répartit l'arc sur la pièce et étale la. poudre pendant le dépôt. Les grandes vitesses du gaz et de la poudre et l'augmentation résultante des énergies cinétique et mécanique de l'impact de la matière de revêtement produisent des dépôts dont les densités sont améliorées (qui sont de l'ordre de 96 à 99 % de la densité théorique) et dont les forces de liaison sont améliorées. L'expansion du flux due aux rapports de pressions dynamiques augmente aussi notablement la superficie sur laquelle le revêtement est déposé sur la pièce. Toutefois, les possibi- lités de contrôle du processus demeurent bien loin d'être idéales, toujours essentiellement en raison de la nature dynamique du processus. Lors du chauffage de la pièce par le flux de plasma, par exemple, il peut se produire des accumulations irrégulières de chaleur ainsi qu'une certaine oxydation avec pour conséquence une diminution de la solidité du lien et un abaissement du débit de dépôt de la matière. La présence d'oxydation- ou d'autres impuretés sur la pièce affecte considérablement la qualité et des techniques de nettoyage initial n'apportent pas une solution au problème. Il est aussi souhaitable de pouvoir utiliser un gaz disponible dans le commerce et non pas un gaz purifié qui est beaucoup plus coûteux pour les systèmes de revêtement au plasma. Les critères serrés et les exigences imposés aux pièces telles que des ailettes de turbine qui sont- des exemples caractéristiques de pièces revêtues par ce procédé signifient de leur côté que les pièces doivent être rebutées au cours d'un contrôle de qualité. Dans les systèmes et les procédés conformes à l'invention, une pièce devant être chauffée par un flux de plasma supersonique est montée de manière à assumer à la demande la fonction de cathode dans un système inversé à transfert d'arc. Un effet de pulvérisation est créé, -un courant d'électrons circulant de la pièce vers le canon à plasma et les atomes de la matière de la- surface étant excités et émis par cette surface, de sorte- qu'ils se dirigent vers les charges opposées ou sont balayés vers le côté par le flux de gaz. Les oxydes et impureXtés se trouvant- à la surface de la pièce sont ainsi éliminés par nettoyage et en conséquence, une couche située à une interface est présentée, l'impact de poudres métalliques ou non métalliques dans cette interface provoquant la diffusion métallurgique de ces poudres sur toute la surface de la pièce. La différence de potentiel entre la pièce et le -canon à,plasma est ensuite inversée ou équilibrée de manière que la poudre puisse continuer à être déposée jusqu'à ce que la- profondeur -du revêtement atteigne la valeur voulue. - - La pulvérisation est créée malgré l'existence d'une pression relativement élevée -de stagnation (comprise dans une plage allant de 2.105 Pa ou pouvant descendre jusqu'à 102 Pa) dans la région de la surface de la pièce. Le flux de- plasma supersonique, l'arc de transfert et les rapports de pression établis créent une région de choc qui non seulement diffuse l'arc de transfert, mais de plus excite de manière-préférentielle les impuretés avec pour conséquence leur émission, c'est-à-dire leur enlèvement de la surface et ensuite leur élimination. Dans un exemple plus précis du système selon l'invention, une pièce montée à l'intérieur d'une chambre fermée est disposée dans la- trajectoire d'un flux de plasma projeté par un canon monté sur un mécanisme de balayage. Un système de pompage créant une dépression et raccordé à la chambre fermée maintient une basse pression ambiante choisie malgré le flux de plasma supersonique projeté par le canon'et dépassant la vitesse de Mach 3,2. La vitesse et la pression statique du flux ainsi que la densité -du plasmasont choisies de manière à établir sur la-pièce un choc en gerbe et de manière à fixer un arc diffusé de dimension et de forme prédéterminées sur la-pièce. Un courant élevé d'arc de transfert dépassant 100 ampères et de polarité négative est utilisé initialement entre la pièce et le canon à plasma de manière à déclencher la pulvérisation. Dans ce système, une pièce factice ou un "aiguillon" factice est placé au voisinage de la pièce afin de conserver la- gerbe de diffusion indépendamment de l'angle de balayage et de la superficie de l l'impact du flux de plasma par rapport à l'extrémité libre de la pièce. Il est avantageux de faire osciller la tête -de projection de plasma transversalement en lui faisant suivre des mouvements de lacet parallèles et perpendiculaires à la direction transversale, ainsi que verticalement, et un - 15 mécanisme fiable et permettant des applications multiples est utilisé à cette fin. La pièce et l'aiguillon factice peuvent aussi être déplacés en continu pendant le heurt du flux de plasma afin de limiter le flux de chaleur et de conserver le contrôle sur les régions, d'excitation de la surface. L'uni- formité du revêtement peut encore être améliorée en imposant un mouvement de lacet à la pièce. La mise en oeuvre combinée de ces particularités permet de porter rapidement la pièce à la température de travail, avec ou sans arc transféré, de la nettoyer par enlèvement d'atomes à une vitesse réglée au cours de l'inversion de l'arc de transfert pendant un intervalle de temps prédéterminé, puis de la revêtir avec ou sans recouvrement entre les couches de revêtement et les intervalles de pulvérisation. Le revêtement peut être achevé si nécessaire à l'aide de l'arc de transfert ou sans utilisa- tion de l'arc de transfert si le transfert d'énergie thermique qui en résulterait devenait excessif. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limi- tatif et sur lesquels - la figure 1 est un schéma fonctionnel combiné avec une vue en perspective avec arrachement partiel d'un système selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale partielle simplifiée du système de la figure 1 et en montre d'autres détails; - la figure 3 est une vue en perspective partielle du système de la figure 2 et représente certains détails du mécanisme de commande du mouvement du canon- à plasma; - la figure 4 est une élévation du mécanisme de la figure 3; - la figure 5 est une représentation schématique partielle de la disposition des figures 1 et 2 et montre d'autres détails des mécanismes de déplacement de la pièce et de l'aiguillon factice; et - la figure 6 est une représentation partielle schématique idéalisée et simplifiée d'un système de projection de plasma selon l'invention et représente le flux de plasma, le choc en gerbe et les effets de diffusion de l'arc. Les figures l et 2 représentent un système de pulvérisation au plasma conforme à l'invention et -se composant essentiellement d'une chambre à plasma 10 qui constitue une enceinte isolante, fermée, tenant le vide et résistant à la pression. La chambre 10 comprend 'un corps principal cylindrique 12 auquel est fixé un couvercle 13. Le corps 12 de la chambre à plasma 10 comprend au fond un cône collecteur 14 qui débouche dans et communique avec des groupes accessoires de traitement des gaz d'échappement et des particules et de maintien de la pression ambiante voulue. Un jet de plasma orienté vers le bas est projeté par un canon ou une tête 16 monté à l'intérieur du couvercle 13 de la chambre, la position du canon 16 étant' commandée par un mécanisme de déplacement 18 qui est simplement esquissé sur les figures 1 et 2, mais que représentent les figures 3 et 4 et qui sera décrit plus en détail par la suite en regard- de ces figures. Les deux parties de la chambre à plasma 10 sont avantageusement constituées d'eficeintes à cloison double ou chemisées, refroidies à l'eau et le couvercle 13 est amovible (de manière non représentée en détail) afin de permettre d'accéder aux éléments fonctionnels. Le mécanisme 18 supporte et commande le canon à plasma 16 au moyen de coussinets fermés hermétiquement et de raccords montés dans les cloisons du couvercle 13, de façon qui sera décrite plus en détail par la suite. Un mécanisme 20 d'alimentation en poudre, qui est également relié au couvercle 13 de la chambre, dirige à débit réglé une poudre chauffée dans le jet de plasma par des tubes flexibles qui sont raccordés au canon 16 au voisinage de la sortie du plasma. Le jet de plasma dirigé vers le bas rencontre une pièce 24 placée sur une tige de support ou un porte-pièce 25 qui est conducteur et refroidi intérieurement et qui est positionné et déplacé en fonctionnement au moyen d'un arbre qui traverse le corps 12 de la chambre et qui est monté sur un mécanisme extérieur 26 de déplacement de la pièce que représente la figure 5 et qui sera décrit plus en détail par la suite en regard de cette figure. Une pièce factice ou un aiguillon", c'est-à-dire une broche factice, 28 est placé au voisinage d-'une extrémité de la pièce 24, mais à distance d'elle, cette pièce ou broche factice étant également refroidie intérieurement et reliée à travers la cloison du corps 12 de la chambre à un mécanisme 30 qui en provoque les déplacements. La profondeur à laquelle se trouvent le porte- pièce 25 et la broche factice 28 est réglable par rapport à l'axe de symétrie de la chambre 10, ce porte-pièce et cette broche étant conducteurs de l'électricité de manière qu'ils puissent être maintenus à des niveaux déterminés de potentiel permettant de produire un arc de transfert pendant les -différentes phases de fonctionnement. Le cône collecteur 14 situé sous la pièce 24 et la broche factice 28 dirige les substances gazeuse et parti- culaire du jet d'enduction ou de revêtement dans un module 32 à chicanes et filtres comprenant -un compartiment 33 à chicanes refroidi à l'eau et destiné à provoquer le refroidissement initial des substances de pulvérisation, ainsi qu'un compartiment 34 situé à l'alignement du précédent et logeant des filtres d'extraction de la majeure partie de la matière particulaire entraînée. L'effluent passant dans le module 32 à chicanes et filtres est ensuite dirigé dans un module échangeur de chaleur 36 qui peut consister en un autre groupe refroidi à l'eau, puis dans un collecteur sous vide 38 contenant un groupe 40 à filtres et collecteurs qui extrait pratiquement la totalité de la matière particulaire demeurant dans le flux de la substance de revêtement. Le collecteur sous vide 38 communique avec des pompes à vide 42 ayant une capacité suffisante pour maintenir la pression ambiante voulue à l'intérieur de la chambre 10. Cette pression 2, ambiante est en principe comprise dans une plage de 600.10- a 102 Pa. Le module 32 à chicanes et filtres et -le module échangeur de chaleur 36 ainsi que le collecteur 40 logeant des filtres de la substance de revêtement sont de préférence des systèmes à cloison double refroidis à l'eau et tous les types de ces appareillages bien connus et largement utilisés dans les systèmes de pulvérisation au plasma peuvent être utilisés. L'ensemble du système peut être monté-sur roues et déplaçable le long de rails pour faciliter la manipulation et l'entretiendes différentes -pièces. Les fenêtres usuelles d'observation, les portes d'accès refroidies à-l'eau et les alimentations isolées traversant des plaques utilisées pour les connexions électriques ne sont pas représentées ni décrites en détail par souci de'simplification. Toutefois, le porte-pièce et le système de commande des déplacements sont avantageusement montés sur une porte antérieure 43 disposée sur gonds et permettant d'accéder à l'intérieur du corps 12 de la chambre. L'énergie électrique est transmise aux éléments fonctionnels du système par des barres omnibus fixes 44 montées sur le sommet du couvercle 13 de la chambre. Des câbles souples- refroidis à l'eau. (et représentés sur les figures 3 et 4) connectent- le bloc extérieur 46 d'alimenta- tion du plasma et le bloc 48 d'alimentation-en énergie haute fréquence par l'intermédiaire des barres omnibus-44 au canon 16 qui crée un flux de plasma. Dans un exemple particulier-de réalisation, les blocs 46 d'alimentation du plasma consistent- en trois sources de courant continu de 40 kW. Un bloc d'ali- mentation à haute fréquence 48 de 155 W est aussi utilisé :2470517 dans cet exemple pour déclencher l'arc par superposition d'une décharge de tension à haute fréquence à l'alimentation en courant continu, de manière connue. Un bloc commutable 50 d'alimentation de l'arc de- transfert, qui consiste en un -5 groupe à courant continu de 20 kW, est connecté par l'inter- médiaire de barres omnibus 44 au canon à plasma 16, au porte- pièce 25 et à l'aiguillon ou broche factice 28. Un potentiel d'arc de transfert est établi entre le canon à plasma 16, d'une part, et le portepièce 25 (ainsi que la pièce 24) et la broche factice 28, d'autre part, de manière déterminée par des signaux appliqués de commande. Le fonctionnement du canon à plasma 16 implique l'utilisation d'une pompe 52 de surcompression d'eau qui fait circuler un flux convenable d'eau de refroidissement à l'intérieur du canon- 16. Une source 54 délivre un gaz convenable d'ionisation permettant de créer le flux de plasma. Le gaz utilisé dans le cas particulier pour créer le plasma est soit de l'argon seul, soit de l'argon contenant des traces d'hélium ou d'hydrogène, bien que d'autres gaz puissent être utilisés de manière bien connue des spécia- listes. De toute manière, le gaz peut avoir la pureté normale des gaz-du commerce et n'a pas à être davantage purifié-pour qu'il ne contienne pratiquement pas d'oxygène. La commande de la séquence des opérations effectuée dans le système ainsi que la-vitesse et l'amplitude du déplacement produit par les différents mécanismes sont effectuées à partir d'un tableau 56. Le canon à plasma 16 est commandé indépendamment à partir d'un tableau 58. Les fonctions commandées par ces tableaux et les circuits qu'ils comprennent étant bien connus et compris, ils ne sont pas représentés ni décrits en détail. Les circuits 60 de commande-de l'arc de transfert sont cependant représentés séparément de manière générale, car ils comman- dent la commutation de la polarité de l'arc de transfert. Les circuits 60 de commande de l'arc de t r a n s f e r t comprennent des commutateurs classiques montés de manière à inverser sélectivement la polarité entre le canon à plasma 16 et la pièce 24 ainsi que la broche factice 28 et de manière à commander le déclenchement et la coupure de l'arc de trans- 247051-7 fert. Le bloc 50 d'alimentation de l'arc de transfert comprend dans l'exemple particulier de réalisation des circuits relais (non représentés en détail) de commande de la polarité de l'énergie électrique envoyée aux barres omnibus 44. Les figures 3 et 4 représentent plus en détail le canon ou la tête 16 de projection du plasma et le mécanisme 18 de déplacement de cette tête. La structure est montée sur le couvercle 13 de la chambre et elle est conformée de manière à produire quatre déplacements dans trois directions. Le canon à plasma 16 est supporté au moyen de mécanismes intermédiaires par un ensemble de chariots 70 de manière à être dirigé sensiblement vers le bas dans le corps 12 de la chambre. Des flexibles 72, 73 traversant la cloison du couvercle 13 et raccordés au mécanisme extérieur 50 d'alimen- tation eh poudre dirigent cette dernière sur la tête et en provoquent aussi le réchauffage en raison cde la température régnant dans la chambre 10. Une console 74 (représentée sur la figure 3 uniquement) portant contre l'ensemble de chariots 70 est montée coulissante sur un arbre transversal 76 refroidi à l'eau et qui, dans le cas particulier, est horizontal et donc parallèle à l'axe transversal du mécanisme. Le déplacement transversal est produit par un câble à billes 78 relié à la console 74, sensiblement parallèle à l'axe transversal et passant autour d'un pignon de commande 80 monté sur un côté du couvercle 13 de la chambre et sur un pignon fou 81 monté sur le côté opposé. Le pignon de commande 80 est relié au moyen d'un ensemble 82 à cylindre fermé à une transmission extérieure 84 et à un moteur 86 à courant continu. Cette transmission et ce moteur sont destinés à conférer une- vitesse comprise entre 0 et cm à la seconde pouvant être adoptée à- volonté par un utilisateur et sont commandés à partir du tableau 56 de la figure 1. Dans un exemple de système qui a été réalisé, la course tranversale totale était de 90 cm et permettait de couvrir une large plage de dimensions de pièces. Les fins de course transversales peuvent être commandées par un dispositif classique tel qu'un transducteur rotatif 87 commandé par l'arbre du pignon fou 81 qui passe dans un cylindre fermé-et qui aboutit à un engrenage démultiplicateur 88. Il doit être évident pour le spécialiste que le déplace- ment alternatif à vitesse réglable peut aussi être produit de diverses autres manières. Toutefois, l'utilisation du montage décrit permet d'imposer un mouvement de balayage plus complexe à la tête 16 de projection de plasma et d'effectuer des opérations donnant des revêtements de qualité supérieure et pouvant être très diversifiés. Un mouvement en lacet perpendiculaire à l'axe transversal est produit par montage du mécanisme à chariots 70 de manière qu'il puisse coulisser par rapport à -l'axe transversal le long de deux barres de guidage 92, 93 montées entre des plaques oscillantes 94, dont chacune est voisine d'un côté du couvercle 13 de la chambre. Les plaques oscillantes 94 pivotent dans des coussinets 16 fermés hermétiquement et disposés sur un axe central commun, un arbre passant dans l'un des coussinets 96 étant relié à l'extérieur du couvercle 13 à un bras dé manivelle 97 qui est commandé par un train de transmission 98 relié à un moteur 100 à courant continu. Un bras 99 'de transformation du mouvement de rotation en une translation est monté sur l'arbre de sortie du train de transmission 98 et supporte une broche d'excentrique 101 qui passe dans une fente du bras de manivelle 97 de manière à faire osciller les plaques 94. et le mécanisme 70 à chariots exécutant un mouvement de lacet. La position radiale de la broche 101 par rapport à,l'axe de l'arbre est réglable (de manière non représentée) afin de permettre le réglage de l'angle de lacet. Le moteur 100 est commandé à partir du tableau 56 de manière à permettre le réglage de la vitesse du mouvement de lacet imposé au flux de plasma perpendiculairement à la direction transversale. Dans l'exemple particulier, le balayage peut être effectué dans une plage allant de 0 à 120 cm à la seconde sur un angle de 300. Un mécanisme 103 de suspension à la cardan est monté de manière à supporter la tête 1-6 de projection de plasma sur l'ensemble de chariots 70 de manière à permettre de superposer un mouvement alternatif vertical et un mouvement parallèle de lacet pendant les mouvements de lacet transversaux et perpendiculaires (à l'axe transversal). Le mécanisme 103 de suspension à la.cardan supporte un--arbre cannelé 102 qui est vertical au départ et qui coulisse dans un guide 104 monté dans le mécanisme 103. Un pignon de commande 106 monté dans ce mécanisme est entraîné en rotation dans les deux sens de manière à faire monter et descendre l'arbre cannelé 102 et donc -la tête 16, de projection de plasma. A cette fin et comme le montre en particulier la figure 4, un joint universel 107 monté sur l'axe 106 du- pignon de commande et un autre joint universel 108 monté de -manière hermétique dans la cloison du couvercle 13 sont reliés par un mécanisme 110 à arbre télescopique. Le joint universel extérieur 108 est relié à un train de commande qui comprend un train de transmission 112 et un moteur 114 à courant continu qui sont destinés à produire un déplacement vertical à une vitesse pouvant être sélectionnée entre 0 et cm à la seconde sur une distance donnée (dans le cas particulier, dans une'-plage de 60 cm). Le moteur 114-est, aussi commandé à partir du tableau 56. Un transducteur 115 relié au train de transmission du mouvement ver tical est destiné à envoyer au tableau de commande un signal donnant la position de la tête de projection de plasma. Le mouvement de lacet parallèle à l'axe trans- versai est produit par un arbre télescopique séparé 117 disposé entre la cloison du couvercle et le mécanisme 103 de suspension à la cardan et relié d'un côté à ce mécanisme et de l'autre côté à une seconde commande 118 de mouvement de lacet qui est située à l'extérieur de la chambre 10.Un train, de transmission 119 reliant l'arbre télescopique 117 à l'axe de pivotement du mécanisme 103 produit un mouvement oscillant de la tête 116 de projection de plasma sur un arc déterminé dans la seconde direction de lacet (parallèle à, l'axe trans- versal). Un transducteur de réaction fait partie de la commande 118 de la manière précédemment décrite. Des câbles 116 refroidis à l'eau et simplement esquissés partiellement sur la figure 4 sont passés à l'intérieur du couvercle et relient les barres omnibus extérieures 44 ainsi que les alimentations ea gaz et en eau à la tëte-16 de projection de. plasma. Cette disposition permet de commander d.'une part la vitesse et d'autre part l'amplitude des mouvements dans les différentes directions indépendamment les uns des autres. Il convient de remarquer que les quatre mouvements dans trois directions décrits par la tête 16 de projection de plasma n'entravent pas l'alimentation de la tête 16 en gaz, électricité et poudre, par les flexibles correspondants. La figure 5 représente plus en détail le mécanisme 26 de déplacement de la pièce et le mécanisme 30 de déplacement de la broche factice. Chacun de ces mécanismes est refroidi intérieurement à l'eau et permet la connexion électrique à la pièce correspondante 24 et à la broche factice 28. Le mécanisme 26 de déplacement de la pièce que représente la figure 5 est plus complexe que le mécanisme 30 de déplacement de la broche factice, mais il doit être bien entendu que des mécanismes semblables peuvent être utilisés. Il convient également de remarquer que le mécanisme 30 de déplacement de la broche factice peut être utilisé éventuel- lement pour supporter une petite pièce devant être revêtue par pulvérisation. La pièce 24 est supportée principalement par une semelle de montage 120 qui peut avantageusement être reliée -de la manière représentée à la porte antérieure 43 d'accès à la chambre. Un arbre portepièce 124 conducteur de l'électricité (et également dénommé parfois: broche) est disposé le long d'un axe donné qui coupe l'axe de symétrie central de la chambre sous vide 10. La broche ou aiguillon factice 28 est disposé le long d'un axe perpendiculaire ou coaxial à l'arbre 24 et il est rotatif de manière semblable, mais son extrémité libre est placée à distance de la pièce 24 de manière qu'il n'existe aucun contact physique ni aucune connexion électrique. L'arbre conducteur 124 de support est monté de manière que la pièce 24 soit à la- position voulue par-rapport à l'axe de symétrie de la chambre 10 et à cette f in, il est déplaçable à l'intérieur d'un manchon d'enveloppe- ment 126 monté sur et ressortant de la porte 43. La broche factice-28 est montée de manière correspondante et mise à une position à laquelle son extrémité est proche, mais se trouve à distance, de la pièce 24. Le manchon 126 forme le'-canal 24O05-17 13: intérieur de circulation d'eau de refroidissement et loge les câbles du circuit électrique, y compris un balai en contact avec un conducteur qui est dans le circuit de l'arbre central 24, ces éléments n'étant pas représentés en détail, car ce genre de disposition est semblable à celle largement utilisée dans cette technique. Des portées fermées dé manière étanche et des joints toriques disposés dans le manchon 126 permettent à ce dernier et à l'arbre 124 de coulisser vers l'intérieur et vers l'extérieur et de tourner sans fuite de gaz ni d'eau. Un moto-réducteur 128 à courant continu relié à l'arbre 124 à l'extérieur du manchon 126 est connecté au tableau de commande 56 et il est destiné à faire tourner la pièce 24 à une vitesse comprise entre 0 et 100 tr/min dans l'exemple particulier. Le mécanisme 26 de déplacement de la pièce comprend toutefois àl'intérieur de-la chambre 10 un raccord en col de cygne qui supporte la pièce 24 à l'intérieur de la zone constituant la cible du jet de plasma. Un prolongement en col de cygne du manchon 126 s'achève en bras d'extrémité 131 qui est coudé vers le haut par rapport à l'axe horizontal. Des prolongements 133, 134 de l'arbre 126 sont reliés par des joints universel 135 qui permettent au prolongement d'extrémité 134 de faire tourner la pièce 24 indépendamment du mouvement du manchon 126 et du prolongement 130 en col de cygne. Un déplacement en lacet est imposé à la pièce par la rotation du manchon 126 sur un arc limité, cette rotation étant produite par un moteur 138 qui commande les mouvements de lacet et qui reçoit des signaux du tableau de commande. Un train de transmission 140 monté entre le moteur 138 et le manchon 126 commande aussi un transducteur 142 (par exemple un potentiomètre) d'indication de position sur le trajet du lacet, ce transducteur permettant de fixer les positions limites du mouvement de lacet détecté et de les commander de manière réglable de façon connue. Donc, en résumé, lorsque la pièce 24 a été montée sur l'extrémité libre du prolongement 131 de l'arbre, elle est introduite longitudinalement et mise à une position choisie à l'intérieur de la trajectoire du flux de plasma. La-pièce 24 subit un mouvement de rotation ainsi qu'un mouvement de lacet à l'intérieur du flux de plasma sous un potentiel préalable- ment déterminé entre les circuits de l'arc de transfert qui sont connectés à la pièce 24 par l'arbre 124 et ses prolonge- ments 133 et 134, tandis que de l'eau de refroidissement circule à l'intérieur du col de cygne 130. Il n'est pas indispensable que les mouvements aient lieu simultanément et de nombreuses pièces n'exigent pas qu'un prolongement en col de cygne soit utilisé. Dans l'exemple de réalisation décrit d'un système particulier, la broche ou l'arbre 124 a un diamètre de 5 cm. La broche factice 28 consiste en un arbre rectiligne de 25 mm de diamètre passant dans un manchon 140 et une bride 141 montée sur la cloison de la chambre 12, un moteur de commande 144 faisant tourner cet arbre à l'intérieur du manchon 140 par l'intermédiaire d'un train de transmission 146 et d'une bride de blocage 147. Cette bride peut être desserrée afin de permettre de placer la broche factice 28 à une position choisie, puis elle peut être resserrée pour permettre au moteur 144 de faire tourner la broche. La broche factice 28 peut tourner à une vitesse choisie entre 0 et tr/min, cette broche comportant à l'intérieur des canali- sations (simplement esquissées) par lesquelles l'eau de refroidissement peut passer et circuler. La broche factice 28 est maintenue, comme la pièce 24, à un niveau de potentiel choisi par les circuits produisant l'arc de transfert. Lorsque le système est en fonctionnement, les mécanismes de commande des mouvements fonctionnent simulta- nément et en corrélation, c'est-à-dire que, bien qu'ils soient réglables indépendamment, les conditions adoptées sont telles qu'elles permettent des relations optimales pour une pièce particulière 24. Lorsque la pièce 24 est par exemple une ailette de turbine, elle est placée de manière déterminée par rapport à l'axe de symétrie de la chambre, puis elle est entraînée en rotation à une vitesse qui est fonction de ses dimensions, du matériau utilisé et de la profondeur souhaitée du revêtement. La broche factice 28 est entraînée en rotation à une vitesse correspondante. La tête 16 est mise en service de manière qu'elle crée le plasma,. - cette tète étant alimentée en énergie par les blocs 46 et 48 pendant que les courants de gaz et d'eau de refroidissement sont maintenus. Le déplacement de la tète' de projection de plasma qui est produit par le mécanisme 18 est- également amorcé le long de l'axe transversal simultanément avec le mouvement alternatif vertical et le mouvement de lacet. Les conditions de fonctionnement établies à l'intérieur de la chambre 10 nécessitent l'établissement de relations déterminées entre le flux de plasma et l'environne- ment sous, vide et elles ont leur importance. La pression ambiante régnant dans la chambre à plasma est maintenue par les pompes à vide 42 dans une plage comprise entre 600.102 et Pa. Dans l'exemple particulier décrit qui se rapporte au dépôt d'un revêtement sur une ailette de turbine en métal, la pression ambiante est approximativement de 50.105 Pa. - La pression en amont du canon à plasma 16 est approximativement de 5. 105 Pa de manière que le type particulier -d'ajutage projette un flux supersonique de plasma dont la -vitesse dépasse approximativement Mach 3, 2. La pression statique à l'intérieur du flux de plasma est mesurée-dans une direction perpendiculaire au flux et elle n'est pas inférieure à la pression ambiante, et même, dans le cas particulier, elle est légèrement - supérieure. En conséquence, le flux -de plasma- diverge vers une zone ayant une superficie. transversale supérieure, l'angle de divergence n'étant pas -supérieur à environ 15 . La pression de stagnation à l'intérieur du flux de plasma est la pression rencontrée en observant le flux vers l'amont et elle est en réalité la pression statique augmentée de l'énergie cinétique. du flux de plasma. La pression de stagnation est donc largement déterminée par la vitesse et la densité du flux -et -il faut qu'elle soit - 5 comprise dans une plage allant de 0, 001.105 à 2.10 Pa, mais de toute manière elle est supérieure à la pression-statique. Dans ces conditions et comme, le montre schématiquement: la figure 6, le flux de plasma crée une -région de choc produisant un effet important sur l'arc de transfert utilisé dans le système. Le processus de préparation de la pièce pour le dépôt d'un revêtement par pulvérisation peut être déclenché par balayage à l'aide du flux de plasma, avec ou sans arc de transfert, de manière à porter par chauffage la pièce 24 à une température convenablement élevée avant le dépôt de la matière de revêtement. Pour des ailettes de turbine, par exemple, la pièce atteint une température sensiblement uniforme comprise dans une plage d'environ 900 à 11000C. Le réchauffage est utile, mais n'est pas nécessaire et son utilisation dépend de la pièce, du matériau du substrat et du revêtement. Il a été observé que pour des ailettes de turbine, le réchauffage a une grande importance, car il évite les précontraintes provoquées par-les inégalités d'expansion thermique. Le processus de pulvérisation cathodique est déclenché et largement atteint avant-que ne commence l'ali- mentation en poudre réchauffée par le mécanisme 20 de la figure 1. Dans les conditions opératoires spécifiées, les ions de plasma qui heurtent la surface de la pièce excitent des atomes dans l'espace macroscopique ou la région de chute d'énergie de la surface de la pièce. L'arc de transfert est alors amorcé par le bloc- d'alimentation 50 commuté de manière que lapièce 24 soit connectée à la cathode. Le- courant utilisé de l'arc de transfert est compris dans une plage de à 500 ampères de manière à provoquer une chute de tension de 30 à 80 volts dans l'exemple particulier. La pièce formant la cathode commence - alors de constituer un émetteur d'électrons, ce qui augmente encore l'excitation de la surface de la pièce 24 avec libération d'atomes excités de métal sous forme d'ions émis par la pièce. Lorsqu'ils ont été -libérés, les ions tendent à se propager en fonction des charges que contient le flux de plasma et des forces dynamiques gazeuses du flux provoquant le choc. La réaction entre le choc en gerbe et l'arc de transfert à -densité énergétique élevée provoque la diffusion de l'arc de transfert sur une superficie importante et contribue à l'enlèvement d'atomes à un degré élevé de la surface de la pièce. Les pellicules d'oxyde et autres impuretés qui sont présentes sous forme de résidus ou qui sont apparues au cours des traitements antérieurs et du réchauffage- initial sont ainsi enlevées de la surface de la pièce en quelques secondes et l'enlèvement peut être observé à travers une fenêtre que comporte la chambre 10, cet enlèvement prenant la forme de motifs intermittents d'un rayonnement formant des taches visibles et n'existant que peu de temps jusqu'à ce que le processus de nettoyage, qui peut être appelé une pulvérisation cathodique, soit achevé. Lorsque la pièce 24 a été chauffée et nettoyée, elle peut recevoir immédiatement la substance de revêtement se trouvant dans le flux de plasma et la polarité négative à laquelle la pièce 24 a été mise peut commencer à être interrompue. Toutefois, il a été observé qu'il est avantageux de maintenir la pièce à une polarité négative pendant un bref intervalle de temps pouvant atteindre 5 secondes de manière à créer des liaisons métallurgiques diffuses à la surface de la pièce. En effet, les agglomérats de poudre arrivant sur la pièce dans le jet de plasma réagissent avec des ions et des atomes libres de la surface cathodique fortement excitée de la pièce réchauffée. Les liaisons métallurgiques créées à la surface peuvent améliorer notablement l'adhérence du revête- ment déposé par rapport aux méthodes de l'art antérieur, bien- que- le procédé de l'invention apporte des améliorations importantes, au moins du point de vue de la fiabilité, même sans utiliser cette technique. Ensuite, le dépôt du revêtement à la profondeur voulue sur la surface de la pièce est effectué par injection de la poudre réchauffée dans le jet de plasma pendant l'intervalle de temps nécessaire au cours duquel les mécanismes produisent le balayage et d'autres mouvements. L'arc de transfert est inversé de manière que la pièce 24 soit connectée à l'anode par rapport à la tête 16 de projection de plasma, à la fin du bref intervalle de temps initial de création d'une interface destinée à empêcher la pulvérisation cathodique des particules de revêtement déposées antérieurement au moment du dépôt de la nouvelle matière. L'application de l'arc de transfert ajoute un flux de chaleur envoyé à la pièce et si l'afflux de chaleur est -2470517 excessif, l'arc de transfert n'est pas utilisé. Les fortes- densités de courant, l'application diffuse de l'arc et le nettoyage initial de la pièce non seulement assurent un dépôt rapide, mais donnent des caractéristiques de liaison d'un niveau et d'une uniformité qui n'ont pas été obtenus jusqu'à présent par les systèmes connus de l'art antérieur. Ces possibilités ainsi offertes sont particulièrement avanta- geuses pour les grandes pièces et celles qui doivent répondre à des critères spécifiques. Par exemple, la vitesse moyenne de dépôt utilisée peut être de 25 Pm par seconde sur un diamètre d'environ 75 mm, bien qu'il soit possible de faire varier les paramètres du système pour augmenter ou diminuer cette vitesse dans une large plage. Les revêtements qui sont réalisés sont exempts d'oxyde, extrêmement denses et leur liaison aux substrats est excellente. Des analyses détaillées d'ailettes de turbine dont toute la surface a été revêtue de CoCrAlY ont été effectuées en différents points de leur longueur et ont permis d'observer une variation qui n'est que de 70 à 92,5 pm. Les possibilités de réglage des mouvements des mécanismes de balayage offertes par le système permettent d'abouter ou d'épaissir la couche dans une région particu- lière *par rapport à d'autres, par exemple sur le bord d'attaque et le bord de fuite d'une ailette de turbine de section aérodymique. La même ailette que celle mentionnée plus haut et revêtue de cette manière comportait sur le bord d'attaque un revêtement d'une épaisseur dépassant 175 pm, l'épaisseur du revêtement diminuant vers le bord de fuite et atteignant un minimum de 75 Pm le long de la surface convexe du profil aérodynamique, mais le revêtement avait à nouveau une épaisseur d'environ 175 pm sur le bord de fuite. Le procédé de l'invention permet donc d'effectuer des revêtements ayant une structure homogène, une bonne ductilité et une surface lisse. Il ne provoque aucune détérioration des propriétés mécaniques du substrat, c'est- à-dire de leur résistance à la traction, de la fragilité, de la fatigue thermique ou de la fatigue due aux alternances d'effort et d'absence d'effort. Il est possible d'effectuer des traitements de finissage par exemple un polissage, un - _ 22470-517 nettoyage et un brunissage, afin d'améliorer le fini de la surface dans certaines applications particulières. Le revêtement a une structure à densité_élevée et à porosité en principe inférieure à 0,5 à 1%, les pores ne communiquant pas et étant répartis régulièrement. Les revêtements ont été. effectués à l'aide des compositions suivantes au moyen du système selon l'invention de pulvérisation au plasma: CoCrAlY CoCrAlHf - CoCrAlY/NiAlCr CoCrAlY/NiCrAl CoCrAlY/A1203 CoCrNiTaAlY (S57 et 67)- NiAlCr NiCrAlY NiCoCrAlY - NiCrAlY/A1203 NiCrSiB 1N 100 NiCr NiAl WC-Co Acier inoxdable type 316 Stellite 1 A1l Cu Co Mo Ni La pièce devant être revêtue peut être initiale- ment nettoyée par- sablage ou par-attaque à l'acide ou par ces deux procédés combinés ou encore par d'autres. Il. n'est pas nécessaire que la pièce soit chauffée à l'aide du jet de plasma, mais elle peut être réchauffée par des moyens classiques. Il n'est pas nécessaire-d'utiliser une source d'argon purifié ou des procédés de déshydrogénation ou d'absorption de gaz par le vide, car le nettoyage peut être effectué par le procédé de l'invention. Toutefois, ces 2470517- techniques ne sont pas incompatibles avec le procédé del l'invention lorsqu'elles sont justifiées du point de vue économique en raison de. critères spéciaux imposés à des produits devant avoir un fini spécial. Il convient également de remarquer que les mouvements imposés à -la pièce, la broche ou l'aiguillon factice et la tête de projection de plasma contribuent à fiabiliser les opérations. Les déplacements continus simultanés empêchent les concentrations de chaleur localisée et font varier la concentration des populations d'ions et d'électrons dans les régions en creux de la- pièce. Lorsque la pièce a une forme telle qu'elle comporte par exemple un coin intérieur qui pourrait tendre à recevoir des particules fondues déviées risquant d'être faiblement liées, le mécanisme à col de cygne peut subir un mouvement de lacet qui est synchronisé aveccelui de la tête de projection de plasma afin que les particules déposées soient uniquement -des particules rencontrant directement la pièce. Par ailleurs, l'uniformité du dépôt effectué est maintenue sur toute la longueur de la pièce, car l'extrémité voisine de la broche factice constitue une autre région sur laquelle parvient le jet de plasma produisant -un- choc'- en gerbe, cette broche maintenant la diffusion de l'arc de fixation qui sinon ne resterait pas contrôlé en raison du phénomène de choc. - 25 Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1. Système de projection de plasma à arc de transfert, caractérisé en ce qu'il comprend un canon à plasma (16) placé en relation fonctionnelle par rapport à une pièce (24) et projetant un flux de plasma supersonique composé d'un gaz sensiblement inerte, une enceinte (10) dans laquelle règne une ambiance à basse pression statique autour du canon à plasma et de la pièce, un circuit (44, 48, 60) connecté à la pièce de manière à permettre de mettre cette dernière sélectivement soit à la cathode, soit à l'anode par rapport au canon à plasma et un dispositif (20, 72, 73) d'injection d'une poudre pulvérisée dans le flux de plasma pour-effectuer le dépôt sur la pièce. 2. Système de projection de plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux de plasma supersonique est combiné avec la pression ambiante de manière à créer un choc diffus en gerbe au voisinage de la pièce (24) et à distribuer l'arc de transfert sur la superficie de la pièce. 3. Système de projection de plasma selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vitesse du flux de plasma dépasse Mach 3 et la pression ambiante est dans une plage comprise entre 102 et-600 102 Pa. 4. Système de projection de plasma selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif destiné à mettre la pièce à la cathode ou à l'anode comprend un circuit (60) de commutation destiné à mettre la pièce à la cathode pendant un certain temps qui précède l'injection de la poudre pulvérisée et le potentiel cathodique par rapport au canon à plasma dépasse environ 20 volts, et l'intensité de l'arc de transfert dépasse 50 ampères. 5. Système de projection de plasma selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme (18) relié au canon à plasma (16) et destiné à provoquer le balayage de la pièce et un élément (28) présentant une surface factice de pièce et disposé au voisinage de la pièce traitée (24) afin de distribuer la zone de fixation de l'arc par rapport à la'pièce indépendamment de l'emplacement de la zone que rencontre le flux de plasma. 6. Système de projection de plasma selon la revendication 5, caractérisé en ce que le flux de plasma a une vitesse au moins égale à Mach 3,2, la pression statique du flux étant au moins égale à la pression ambiante et la pression de stagnation du flux étant comprise entre 0,001.105 et 2.105 Pa. 7. Système de projection de plasma selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pression ambiante 2. est approximativement égale à 50.10 Pa et un mécanisme (26) relié au porte-pièce est destiné à faire tourner la pièce pendant la projection du flux. 8. Système de projection de plasma selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme (18) de positionnement du canon à plasma (16) qui est capable de déplacer ce dernier le long d'au moins deux axes à l'intérieur de l'enceinte (10, 12, 13), ainsi qu'un circuit (. 54) destiné à alimenter le canon à plasma en un flux de gaz, le circuit destiné à mettre sélectivement la pièce à la cathode ou à l'anode par rapport au canon à plasma comprenant un bloc d'alimentation en courant continu (46) connecté à l'anode et à la cathode du canon à plasma, un porte-pièce (25) conducteur de l'électricité, relié à l'enceinte et réalisé de manière à supporter la pièce à l'intérieur de cette dernière à l'emplacement voulu, un bloc d'alimentation (50) en courant continu pouvant ëtre inversé étant connecté au canon à plasma et au mécanisme de support de la pièce de manière à établir une différence de potentiel de l'une ou l'autre polarité entre la pièce et le canon à plasma. 9. Système de projection de plasma selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vitesse du flux de plasma et la pression statique sont adoptées de manière à produire un choc en gerbe -au voisinage de la surface de la pièce et une commande (60) connectée au bloc d'alimentation (50), dont la polarité peut être inversée, étant destinée à mettre la pièce au potentiel de la cathode approximativement au moment de l'amorçage de la séquence de revêtement. 10. Système de projection de plasma selon la revendication 9, caractérisé en ce que-- ladite commande (60) inverse le potentiel du bloc d'alimentation commutable de manière à mettre la pièce à l'anode pendant les opérations normales de revêtement. 11. Système de projection de plasma selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une cible factice (28) placéeau voisinage de la pièce (24). - 12. Système de projection -de plasma selon la revendication 11, caractérisé en ce que le mécanisme (18) de déplacement du canon à plasma comprend des éléments (70, 74, 76) destinés à déplacer ce canon transversalement, dans une direction parallèle au plan de la pièce, ainsi que des éléments (102, 106) destinés à déplacer ce canon verticale- ment par rapport au plan de la pièce. 13. Système de projection de plasma selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit mécanisme (18) de déplacement du canon à plasma comprend par ailleurs des éléments (92, 93, 94) destinés à imposer au canon à plasma des mouvements de lacet parallèles et perpendiculaires au plan de la pièce, ledit système comprenant par ailieurs un mécanisme (26) destiné à faire tourner la pièce, ainsi qu'une broche factice (28) placée à distance de la pièce^ à l'intérieur de l'enceinte (10, 12, 13). 14. Système de projection de plasma selon la revendication 13, caractérisé en ce que la pression statique est approximativement de 50. 102 Pa et le flux de plasma atteint une vitesse dépassant Mach 3,2, le système comprenant par ailleurs un circuit de pompage de gaz (42) raccordé à l'enceinte et destiné à maintenir l'environnement à basse pression lors de la projection du flux de gaz-par le canon à plasma. 15. Système de projection de plasma selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mécanisme (18) de positionnement du canon à plasma comprend des éléments (70- 78) provoquant un balayage transversal et des éléments (70, 92-94) provoquant un premier mouvement de lacet qui impose au canon à plasma un mouvement de balayage dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction transversale. 24- 16. Système de projection de plasma selon la revendication 15, caractérisé en ce que les éléments provoquant le balayage transversal et le premier mouvement.de lacet comprennent une commande (56) de réglage de la vitesse. 17. Système de projection de plasma selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il- comprend un mécanisme (102-106) de balayage vertical qui est relié au canon à plasma (16) et qui lui impose un déplacement alternatif le rapprochant et l'éloignant de la pièce, la vitesse de balayage vertical produite par ces éléments étant- réglable. - 18. Système de projection de plasma selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments (103, 117) reliés au canon à plasma et imposant à ce dernier un second mouvement de lacet qui est parallèle à l'axe transversal et dont la vitesse est réglable. 19. Système de projection de plasma selon la revendication 18, caractérisé en ce que le mécanisme de balayage transversal comprend des guides allongés (92, 93) disposés le long de l'axe transversal, un chariot (70) de support du canon à plasma (16) et une commande (84, 86) imposant les mouvements alternatifs transversaux au chariot le long desdits guides, les éléments produisant le premier mouvement de lacet comprenant des organes (94-100) destinés à faire pivoter les guides autour -d'n axe parallèle à l'axe transversal. 20. Système de projection de plasma selon la revendication 19, caractérisé en ce que les éléments produisant le second mouvement de lacet comprennent un mécanisme de suspension à la cardan (103) qui relie le canon à plasma (16) au chariot (70) et- des éléments (117-119) destinés à faire pivoter le mécanisme de suspension à la cardan autour d'un axe perpendiculaire à l'axe transversal, la commande.des mouvements verticaux comprenant un mécanisme à-crémaillère et pignon (102-106) qui relie le mécanisme de suspension à la cardan et le canon à plasma (16). 21. Système de projection de plasma selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend par - 2470517 ailleurs un mécanisme (124, 128) relié au porte-pièce (25) et destiné à faire tourner la pièce.(24) à une vitesse réglable. 22. Système de projection de plasma selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend par ailleurs une broche factice (28) disposée au voisinage de, mais à distance de la pièce (24) et pouvant tourner- à une' vitesse réglable. 23. Système de projection de plasma selon la revendication 22,caractérisé en ce que le porte-pièce (25) est monté sur un mécanisme (138, 140') destiné à imposer à la pièce un mouvement de lacet simultané avec le mouvement de rotation.