Brevet FR2669939A1 — publié le 19920605

"Procédé de revêtement d'un corps creux par tassement de poudre". La présente invention concerne un procédé de revêtement d'un corps creux par tassement de poudre. On connaît un procédé de revêtement par tas- sement de poudre d'objets métalliques selon le docu- ment DE-25 60 523 Ce procédé présente l'inconvénient de ne pas convenir pour revêtir la surface intérieure de pièces creuses, car les objets métalliques sont noyés de l'extérieur, dans de la poudre compactée for- mée de métal d'apport Les perçages de liaison entre les surfaces intérieures et extérieures sont obturés par la poudre ce qui est gênant Il ne peut y avoir de revêtement régulier de l'intérieur, car il n'y a aucun métal d'apport dans les cavités de la pièce, car après le revêtement par compactage de poudre, le produit s'enlève sans laisser de résidu dans les cavités. Pour résoudre ce problème, il est connu selon le document EP-0 349 420 de pièces creuses, d'utiliser des couches de diffusion gazeuses Selon le procédé, aucune particule solide de poudre n'est en contact avec la pièce L'inconvénient de cette solu- tion est de ne plus permettre l'utilisation des dispo- sitifs existants, simples, pour le revêtement par com- pactage de poudre pour la fabrication en grande série, et de rendre nécessaire leur remplacement par des dis- positifs beaucoup plus complexes De même, les compo- sitions connues de métal d'apport et les traitements thermiques nécessaires à l'opération de revêtement ne peuvent s'appliquer De plus le gaz de métal émetteur chauffe les cavités de la pièce au cours de son passa- ge, si bien que l'épaisseur du revêtement dépend de la longueur des filets de gaz à travers la pièce, ce qui constitue un inconvénient. La présente invention à pour but de créer un procédé du type défini ci-dessus, permettant de réali- ser un revêtement intérieur et extérieur régulier des pièces creuses par revêtement avec compactage de pou- dre et qui permet de conserver inchangés les paramè- tres de traitement thermique, la composition de la poudre de compactage et les dispositifs pour la mise en oeuvre du procédé. Ce problème est résolu par un procédé ayant les caractéristiques suivantes: a) On immerge le corps creux dans une réser- ve de poudre formée de particules sphériques de poudre dont la surface de coupe méridienne est au plus égale à un tiers du plus petit diamètre de cavité de la piè- ce et dont la fluidité est au moins égale à 0,5 g par seconde pour une ouverture du diaphragme de 5 mm, b) On provoque le mouvement de nutation du corps creux ainsi mis en place avec la réserve de pou- dre en basculant autour de plusieurs axes dans l'espa- ce pour remplir les cavités du corps creux, c) On enlève le corps creux ainsi rempli de la réserve de poudre, d) On effectue le revêtement par compactage de poudre suivi d'un traitement thermique et, e) On vide les cavités sous l'action d'un courant de gaz passant à travers les cavités. Du fait des particules sphériques de poudre et de leur très grande fluidité, ce procédé offre l'avantage de permettre le remplissage et l'évacuation de cavités dont la forme peut même être très complexe et la fluidité est au moins égale à 0,5 g/s pour une largeur de diaphragme de 5 mm selon les prescriptions des normes sidérurgiques de la société des sidérurgis- tes allemands 82-69 Le mouvement de nutation sur plu- sieurs axes lors du remplissage, assure une réparti- tion complète et régulière du métal d'apport, sphéri- que dans toutes les cavités de la pièce Lors de l'évacuation par un flux de gaz, les particules sphé- riques s'enlèvent complètement des cavités de la piè- ce. Un avantage particulier du procédé est que le revêtement par compactage de poudre connu, doit seulement être complété par les étapes de procédé com- prenant le remplissage et l'évacuation de la poudre ainsi que les étapes de traitement préalable et de traitement postérieur, et son application industrielle s'étend au revêtement de la surface intérieure de corps creux. Selon un mode de réalisation préférentiel du procédé, lorsqu'on vide les cavités des corps creux, on expose ceux-ci à des vibrations Cette caractéris- tique offre l'avantage d'accélérer l'évacuation. Le procédé s'applique de préférence au revê- tement de l'aube et notamment de l'aube de turbine ayant des canaux de refroidissement et perçage de pas- sage de refroidissement de forme complexe Il est décisif dans ce cas que la surface de coupe méridienne selon l'invention d'une particule de poudre correspond au plus à un tiers de la plus petite section de cavité de la pièce Cela garanti l'évacuation, aucune parti- cule de poudre ne reste dans les canaux de refroidis- sement d'une pale ou aube. Le procédé selon l'invention sera explicité ci-après dans sa mise en oeuvre à l'aide des exemples et des figures Ainsi: La figure 1 montre une aube de turbine avec des canaux de refroidissement. La figure 2 montre une aube de turbine lors du remplissage des canaux de refroidissement avec le métal d'apport. Une aube de turbine 1 telle que celle repré- sentée à la figure 1 est en alliage à base de nickel; elle comporte des canaux de refroidissement 2-9 et des perçages pour le passage de l'air de refroidissement 10 et 11 dans le corps de l'aube ainsi que des ouvertures 12 et 14 pour l'alimentation en air de refroidissement dans le talon 15 de l'aube; ce produit doit être revêtu par revêtement à compactage de poudre de la surface extérieure 16 et la surface intérieure 17 avec une couche de protection contre la corrosion des gaz chauds, à base d'aluminium Les flè- ches 18 indiquent la direction de l'écoulement du gaz de refroidissement à travers l'aube. On dispose tout d'abord l'aube 1 dans un récipient 19 comme cela est indiqué à la figure 2 Le récipient 19 est rempli de particules de poudre, sphé- riques 20 d'un diamètre allant jusqu'à 0,08 mm et pré- sentant une fluidité de 1 g/s pour une ouverture de diaphragme de 5 mm Les mouvements de rotation autour des axes 21 et 22 engendrent des mouvements de nuta- tion du récipient 19 autour de plusieurs axes dans l'espace et qui font passer la poudre sphérique, flui- de 20 à travers les orifices 12-14 du talon 15 et des perçages de passage de l'air de refroidissement 10 et 11 pour arriver dans les canaux de refroidissement in- térieurs 2-9 et remplit ainsi les cavités de l'aube avec le métal d'apport. Après le remplissage des canaux de refroi- dissement 2-9 on extrait l'aube de turbine 1 du réci- pient 19 et on la place dans un dispositif de compac- tage de poudre En liaison avec l'opération de revête- ment, et par injection d'air dans les perçages d'air de refroidissement 10 et 12 et avec l'aide de vibra- tions, on expulse les particules de poudre Le flux d'air à travers les cavités est créé par exemple en appliquant une dépression au niveau des ouvertures 12, 13, 14. R E V E N D I C A T IO N S 1) Procédé pour le revêtement de corps creux par compactage de poudre, caractérisé en ce que dans le cas du revêtement de surface intérieure d'une pièce creuse, on effectue les opérations suivantes: a) on immerge le corps creux dans une réser- ve de poudre formée de particules sphériques de poudre dont la surface de coupe méridienne est au plus égale à un tiers du plus petit diamètre de cavité de la piè- ce et dont la fluidité est au moins égale à 0,5 g par seconde pour une ouverture du diaphragme de 5 mm, b) on enlève le mouvement de nutation du corps creux ainsi mis en place avec la réserve de pou- dre en basculant autour de plusieurs axes dans l'espa- ce pour remplacer les cavités du corps creux, c) on extrait le corps creux ainsi rempli de la réserve de poudre, d) on effectue le revêtement par compactage de poudre suivi d'un traitement thermique et, e) on vide les cavités sous l'action d'un courant de gaz passant à travers les cavités. 2) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que lors de l'évacuation des cavités, on expose le corps creux à des vibrations. 3) Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que les cavités sont des canaux de refroidissement ( 2 9) de forme complexe d'un corps creux de préférence d'une aube de turbine ( 1).