Brevet FR2682401A1 — publié le 19930416

DESCRIPTION L'invention concerne un procédé de dépôt électrophorétique de poudres métalliques Ledit procédé est spécialement adapté pour la réalisation de dépôts épais utilisés pour un rechargement de pièces, notamment en superalliage à base de nickel et notamment destinées à des applications aéronautiques ou turbomachines, ledit rechargement étant obtenu en utilisant des techniques de brasage-diffusion. L'invention concerne également une composition de produit à déposer sous forme d'un mélange de dépôt dispersé dans une solution aqueuse. Il est connu d'effectuer, soit en réparation, soit en fabrication de pièces neuves, un rechargement sur pièces en utilisant des techniques de brasage-diffusion, l'apport pouvant présenter diverses formes et notamment un mélange de poudres métalliques qui peuvent par exemple être mises en place sous forme de pâte par injection au moyen d'une seringue Des exemples de réalisation de ces techniques sont notamment décrits par EP-A-75 497 ou par EP-A-165 104. Le but de l'invention est de proposer une solution alternative pour la mise en place de l'apport avant25 d'effectuer le traitement thermique de brasage-diffusion qui est effectué selon les techniques précédemment utilisées et connues en soi, en vue d'obtenir le rechargement recherché. On connaît par ailleurs par GB-A-1 466 204 un procédé de réalisation d'un revêtement anti-corrosion sur des pièces en superalliage comportant un dépôt électrophorétique d'un mélange de poudre d'aluminium et de poudre d'un alliage chrome- aluminium obtenu à partir d'une suspension de ces poudres dans un diélectrique organique à base d'alcool35 isopropylique, nitrométhane et zéine et un traitement thermique de diffusion. 2 2682401 FR-A-2 308 704 décrit un procédé d'enduction de surface métallique par électrophorèse à partir d'une dispersion aqueuse de poudre d'aluminium et d'une résine acrylique thermodurcissable. Le procédé de dépôt électrophorétique d'un rechargement de pièces constituant une solution avantageuse par rapport aux techniques antérieures est caractérisé en ce que le bain électrophorétique utilisé est constitué d'une solution aqueuse comportant 7,5 à 17,5 grammes par litre d'un liant à base de gomme naturelle présentant une température de gélification de 850 C, chargée en particules métalliques à 1,75 à 2,25 Kg par litre et provenant d'un mélange deux poudres de composition connue en soi, adaptée audit rechargement, en ce que la pièce à recharger est placée en anode et les paramètres suivants sont appliqués: distance inter- électrodes: 10 à 80 mm, champ électrique continu: 5 à 30 V/cm, densité de courant: 0,2 à 2 A/dm 2 température de dépôt: ambiante, proche de 20 C, pour obtenir une épaisseur de dépôt comprise entre 0,1 et 2 mm et en ce que le dépôt par électrophorèse est suivi d'un séchage à l'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention. Composition du mélange de dépôt. Pour réaliser le dépôt électrophorétique, on prépare une solution aqueuse en incorporant dans l'eau 7,5 à 17,5 grammes par litre d'un produit liant à base de gomme naturelle, l'agar-agar On obtient ainsi en solution aqueuse un mucilage remarquable par sa viscosité élevée Le rôle du produit liant est: d'assurer une mise en suspension homogène des particules métalliques dans un milieu fortement visqueux, de permettre le transport de particules métalliques sous l'action d'un champ électrophorétique, d'assurer une résistance mécanique adéquate du dépôt cru. Ladite solution aqueuse est ensuite chargée d'une dispersion de particules métalliques provenant d'un mélange de deux poudres Il s'agit d'un mélange connu en soi pour obtenir des rechargements sur pièces en appliquant un traitement thermique de brasage-diffusion Dans l'exemple d'application15 réalisé sur des pièces aéronautiques ou de turbomachine en superalliages à base de nickel, le mélange utilisé a une densité de 8,35 et la granulométrie des poudres est inférieure à 53 t m On introduit dans la solution aqueuse 1,75 à 2,25 Kg par litre de poudre métallique de manière à constituer le bain électrophorétique Le î H de ladite solution est compris entre 4,5 et 6 et la solution obtenue présente un caractère non-newtonien: sa viscosité évolue en fonction de certains paramètres physiques tels que la température ou l'agitation mécanique du bain.25 EXEMPLE DE REALISATION Dans le cas d'un dépôt électrophorétique à partir du bain décrit ci-dessus sur une surface plane de 8 cm 2 ' les30 conditions opératoires suivantes ont été appliquées. On réalise un dépôt de type anodique en plaçant le substrat en position d'anode On utilise une cathode en alliage inoxydable présentant le profil d'une grille.35 La distance inter-électrodes est de 10 à 80 mm. Le champ électrique continu appliqué est compris entre 5 et 30 V/cm. La densité de courant est de 0,2 à 2 A/dm 2 4 2682401 Le dépôt est réalisé à la température ambiante, soit environ C. Aucune agitation n'est pratiquée dans le bain en cours de dépôt. Des épaisseurs de dépôt comprises entre 0,1 et 2 mm sont ainsi obtenues en fonction du temps de dépôt et des valeurs de paramètres appliquées. On a ainsi obtenu les résultats suivants épaisseur en m: 100; 800; 1500 champ électrique en V/cm: 3,3; 10; 16,7 temps en S: 5; 30; 45 Les dépôts obtenus sont parfaitement uniformes et adhérents. La composition du dépôt est celle du bain électrophorétique. Le dépôt brut d'électrophorèse est hydraté dans une proportion de 20 à 40 % Un traitement de séchage à l'air permet d'éliminer l'eau, soit au bout de 24 heures à température ambiante, soit 2 heures à 1200 C. Après séchage, la résistance mécanique des dépôts est suffisante pour permettre une manipulation et la réalisation d'un traitement thermique de brasage-diffusion qui permet d'obtenir la consolidation du dépôt et un rechargement présentant les caractéristiques mécaniques et métallurgiques recherchées. Les conditions opératoires et les valeurs de paramètres, sont connues en soi et déterminées pour chaque application en fonction du matériau particulier de la pièce à recharger ou substrat et du matériau d'apport retenu. 2682401 Après consolidation du dépôt par traitement thermique de brasagediffusion, on observe une structure micrographique du dépôt identique aux dépôts précédemment obtenus lorsque la mise en place de l'apport avant traitement est effectuée par d'autres moyens connus tels que par seringue sous forme de pâte comportant le mélange des poudres métalliques. Le procédé de dépôt par électrophorèse de poudres métalliques pour rechargement de pièces par traitement thermique de brasage-diffusion peut être utilisé pour effectuer un rechargement en réparation de pièces et/ou en fabrication de pièces neuves. Lorsque certaines zones de pièce ne doivent pas être revêtues, un masquage de ces zones en utilisant des moyens connus en soi est effectué Les zones externes sont notamment masquées à l'aide d'un ruban adhésif adapté et pour les cavités internes, on utilise des bouchons en silicone. Dans le cas o la pièce doit être revêtue sur deux faces, lors de la réalisation du dépôt électrophorétique, la pièce est disposée entre deux électrodes de forme situées à une égale distance, suivant les critères précédemment définis. REVENDICATIONS 1 Procédé de dépôt électrophorétique de poudre métallique pour le rechargement par traitement thermique de brasage- diffusion de pièces en superalliage caractérisé en ce que le bain électrophorétique utilisé est constitué d'une solution aqueuse comportant 7,5 à 17,5 grammes par litre d'un liant à base de gomme naturelle appelée agar-agar, chargée en particules métalliques à 1,75 à 2,25 kg par litre et provenant d'un mélange de deux poudres de composition connue en soi, adaptée audit rechargement, en ce que la pièce à recharger est placée en anode et les paramètres suivants sont appliqués: distance inter-électrodes: 10 à 80 mm champ électrique continu: 5 à 30 V/cm densité de courant: 0,2 à 2 A/dm 2 température de dépôt: ambiante, proche de 200 C, pour obtenir une épaisseur de dépôt comprise entre 0,1 et 2 mm et en ce que le dépôt par électrophorèse est suivi d'un séchage à l'air. 2 Bain pour dépôt électrophorétique de poudre métallique en vue du rechargement par traitement thermique de brasage- diffusion de pièces en superalliage caractérisé en ce qu'il comporte la composition suivante: produit liant à base de gomme naturelle, appelée agar-agar, à raison de 7,5 à 17,5 grammes par litre en solution dans de l'eau déminéralisée poudre métallique en dispersion dans ladite solution aqueuse à raison de 1,75 à 2,25 Kg par litre, provenant d'un mélange de deux poudres métalliques, de composition connue en35 soi, adaptée audit rechargement.