Brevet FR2559506A1 — publié le 19850816

PROCEDE DE REALISATION DE . &verbar; PIECES CREUSES PAR PROJECTION PLASMA La présente invention concerne les procédés de réalisation de pièces creuses par les méthodes de projection de matériaux solides connues sous la dénomination de projection plasma. On connaît déjà dés procédés de dépôt de matériau sous forme de projection plasma. Ces procédés consistent essentiellement à projeter, à très grandes vitesses et à hautes températures, des particules solides sur des surfaces de pièces à traiter. Le résultat obtenu est très intéressant car ce traitement confère à ces pièces une durée de vie très longue, du fait de l'extrême dureté des surfaces ainsi traitées, tout en leur conférant une protection thermique et/ou diélectrique. Très schématiquement, la très qrande vitesse de projection des particules est obtenue par une gaz porteur comprimé qui se détend, comme de l'argon, de l'azote, etc. Ces particules obtenues à partir de poudres ou fils peuvent atteindre comme vitesses trois à sept'fois la vitesse du son. Quant à leur montée en température, elle est obtenue en les faisant passer dans la flamme d'une torche, par exemple d'un chalumeau. Ces procédés bien connus donnent de très bons résultats. Cependant, ils ne permettent pas de traiter certaines parties de pièces quand celles-ci comportent des cavités, comme par exemple des tubes de petites dimensions. I1 est impossible, en effet, de traiter directement l'intérieur de ces tubes par projection plasma. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de mettre en oeuvre un procédé de réalisation de pièces creuses dont les surfaces des parties en creux sont ré alisées par des projections plasma. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de réalisation de pièces massiques ayant une cavité, par projection plasma d'un premier matériau, caractérisé par le fait qu'il consiste - à réaliser un noyau rigide, destructible, en un second matériau, d'une forme complémentaire de ladite cavité, - à effectuer au moins une première projection d'une couche de plasma autour dudit noyau d'un troisième matériau, - à effectuer une seconde projection d'une couche de plasma dudit premier matériau, d'une épaisseur suffisante pour la réalisation, après usinage, de la forme définitive de ladite pièce. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnant un exemple de mise en oeuvre du procédé, notamment en regard de la figure unique annexée à titre illustratif mais non limitatif. I1 est tout d'abord précisé que les épaisseurs de certains éléments de la pièce telle qu'illustrée sur la figure unique ont été exagérées, pour bien faire ressortir les caractéristiques de l'invention. Dans l'exemple illustré, la pièce à réaliser a la forme générale d'un cylindre dans lequel peuvent être effectués différents usinages tels que gorges, percées axiales, etc... Pour cela, il est tout d'abord réalisé un noyau t en un matériau rigide, destructible, par exemple en aluminium qui est facilement décomposé par la soude concentrée. Ce noyau a une forme extérieure qui est complémentaire de celle de la cavité de la pièce à réaliser. Dans l'exemple illustré, c'est une forme cy lindrique de révolution. Bien entendu, cette forme n' est donnée qu'à titre d'exemple, et toutes les formes peuvent être admises. Quand ce noyau a été réalisé, sur sa face extérieure, il est projeté une première couche de plasma d'un second matériau constituant avantageusement une barrière thermique. Dans ce sens, on choisit un matériau comme par exemple de la céramique. Cette couche est déposée sur une très faible épaisseur, quelques dixièmes de millimètre, pour qu'elle soit quand même homogène, mais pour que, par contre, le temps de projection ne soit pas assez long pour entraîner une augmentation de la température du noyau, pour éviter ainsi de le déformer. Arrivé à ce stade du procédé, il est préférable de laisser refroidir le tout pour stabiliser le noyau avec son manchon de céramique déposé sur sa surface extérieure. Cette couche apparaît fortement exagérée en épaisseur, en 2 sur la figure. Ensuite, on peut, si nécessaire, déposer sur cette première couche 2 une deuxième couche 3, toujours par la méthode de la projection plasma, d'un autre matériau, du nickel par exemple, qui est choisi, lui, pour faciliter l'accrochage de la céramique sur, par exemple, l'acier. En conséquence, la couche 2, ou l'ensemble des couches 2 et 3, constitue un écran thermique pour le noyau. Ensuite, sur cette première couche 2, ou sur la couche 3, si elle existe, est alors déposée, sans re- froidissement, une troisième couche 4, par projection plasma du matériau principal constitutif de la pièce définitive. L'acier est le matériau le plus couramment utilisé. La projection est effectuée jusqutà ce que l'épaisseur de la couche 4 soit suffisante pour que 1' on puisse, dans cette masse, réaliser la pièce avec sa forme définitive. A titre d'exemple purement illustratif, il a été représenté en pointillés différents usinages qu'il serait possible d'effectuer, comme des gorges 5-6, des percées 7-8, des faces d'extrémités 9-10 rectifiées. Il est évident que sur la face périphérique, rectifiée ou pas, on peut aussi continuer un traitement de surface en projetant, toujours par la méthode des plasmas, une ou plusieurs couches de protection, comme par exemple du nickel et de la céramique, comme pour les couches 2 et 3. Quand ces couches sont toutes déposées et quand l'ensemble des dépôts est revenu à la température ambiante, le noyau est détruit. Pour cette phase du procédé, l'aluminium est un produit avantageux. En effet, pour détruire le noyau en aluminium, il est possible de le percer de part en part et d'y faire couler une soude très concqntrée, ce qui détruit très rapidement le noyau par réaction chimique. Quand le noyau est complètement détruit, il est alors possible, si nécessaire, de procéder à des usinages comme ceux indiqués précédemment. Il est donc apparent qu'il a été réalisé une pièce en creux, ou comportant une cavité ouverte, entièrement par projection plasma, ce qui n'était pas possible auparavant. De plus, pour certaines applications, dans certains domaines, en particulier celui de l'aéronautique, il peut être avantageux de laisser la couche de céramique 2, ce qui procure une protection de la surface de la partie en creux, ou de la cavité. R'E V E N D I C A T I O N S - 1 / Procédé de réalisation de pièces massiques ayant une cavité, par projection plasma d'un premier matériau, caractérisé par le fait qu'il consiste - à réaliser un noyau (1)rigide, destructible, en un second matériau, d'une forme complémentaire de celle de ladite cavité, - à effectuer au moins une première projection d' une couche (2) de plasma d'un troisième matériau, autour dudit noyau, - à effectuer une seconde projection d'une couche (4) de plasma dudit premier matériau, d'une épaisseur suffisante pour la réalisation, après usinage (5;6;7;8; 9;10), de la forme définitive de ladite pièce. - 2 / Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit second matériau est l'aluminium. - 3 / Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le troisième matériau est la céramique. - 4 / Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit troisième matériau est cons titubé par deux couches (2;3) respectivement en céramique et en nickel.