Brevet FR2680120A1 — publié le 19930212

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REVETEMENT DE SURFACES MUNIES DE PERFORATIONS PAR PROJECTION, NOTAMMENT POUR LA METALLISATION PAR DU PLASMA. DESCRIPTION L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de revêtement de surfaces munies de perforations par une projection d'un matériau de revêtement et peut être notamment utiLisée pour des revêtements métalliques et des projections de pLasma. Il est devenu courant de recouvrir des pièces par des projections de plasma. Le brevet européen 0 124 432 est une illustration de ces techniques. Des problèmes particuliers apparaissent cependant pour les pièces qui sont munies de perforations débouchant sur La surface même qui doit être recouverte. Le matériau projeté forme alors des bavures devant les perforations, au point de les boucher partiellement ou même parfois complètement. Le procédé traditionnel pour éviter ces obstructions consiste à remplir les perforations de fils ou d'objets analogues qui sont enlevés après la projection, mais il est clair que cette méthode est peu pratique et longue à réaliser surtout si les perforations sont fines, nombreuses et inclinées par rapport à la surface.Il n'est d'autre part pas toujours possible de réaliser les perforations après la projection, car l'usinage peut endommager Le revêtement autour des perforations, notamment à cause de l'échauffement qui modifie la constitution métallurgique de La surface. L'invention est relative à un procédé qui permet au contraire de recouvrir sans précaution particulière et sans defaut notable une surface perforée en projetant du matériau de revêtement. Le procédé est caractéristique en ce qu'il consiste à souffler du gaz dans les perforations à contre-courant de la projection. L'invention peut être appliquée notamment pour revêtir des pièces d'un matériau métallique qui est projeté sous forme d'un plasma. Un dispositif pour La mise en oeuvre de ce procédé comporte un circuit d'alimentation en gaz terminé par au moins une embouchure évasée et ouverte vers une extrémité des perforations qui est opposée à La surface à revêtir. Une bonne utilisation du procédé impose souvent de disperser ou de fragmenter L'écoulement du gaz qui alimente l'embouchure. Le dispositif est alors muni de moyens pour cela, qui peuvent prendre la forme de plaques déflectrices ou perforées situées dans L'embouchure, d'une division du circuit d'alimentation en gaz ou de plusieurs conduits en amont de l'embouchure ou d'une combinaison de ces différents moyens. L'embouchure peut etre selon le cas plaquée sur la surface sur laquelle débouchent les perforations par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité ou située à distance de la pièce à revêtir. Il est logique de prévoir plusieurs embouchures séparées dans ce dernier cas, afin de renforcer la dispersion de l'écoulement du gaz et de parvenir ainsi à une alimentation encore plus uniforme des perforations. L'invention va maintenant être décrite en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non Limitatif : - la figure 1 représente une réalisation d'un dispositif de soufflage d'air ; - La figure 2 représente plus en détail la partie inférieure du dispositif ; - La figure 3 représente un agencement de la pièce à revêtir, du dispositif de soufflage et du dispositif de revêtement dans cette réalisation ; et - la figure 4 représente une autre réalisation possible de l'invention. La réalisation des figures 1 et 2 comporte une source d'air comprimé 1 qui alimente un circuit de gaz 2 muni d'un détendeur 3 et d'un débitmètre 4 et qui se divise ensuite pour alimenter plusieurs anneaux de distribution 5 d'où débouchent des conduits 6 venant chacun à une embouchure 7. Les embouchures 7 sont disposées en cercle sur un support 8 en forme de couronne et sont ouvertes vers l'extérieur. Chaque embouchure 7 comprend une plaque arrière 9 sur laquelle s'élève un rebord 10 qui entoure une ouverture 11. La plaque arrière 9 est percée de trois trous qui reçoivent chacun une buse 12 ; le conduit 6 menant à l'embouchure 7 respective est divisé en trois raccordements 13 menant chacun à une buse 12. Les buses 12 peuvent être disposées en triangle équilatéral derrière la plaque arrière 9. Les embouchures 7 sont fermées par une pièce avant 14 munie de quelques dizaines de perforations 15 et qui est plaquee sur le rebord 10 par le boulonnage d'un rabat supérieur 16 sur L'embouchure 7. Le nombre des perforations 15 est donné à titre d'exemple, de même que celui des buses 12. Le support 8 est porté au sommet de colonnettes 25 retenues par leur base dans des encoches 26 radiales d'un plateau tournant 27. Si les conduits 6 sont souples, il est possible de déplacer les embouchures 7 ou de Les remplacer par d'autres 28, qui peuvent être placées sur un autre support 29 en forme de couronne de diamètre différent et dont les colonnettes sont engagées à un autre endroit des encoches 26. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le dispositif comprend encore une couronne externe 17 concentrique au support 8 et sensiblement au même niveau, sur laquelle on assujettit une pièce à recouvrir, ici référencée par 18. La pièce 18 est une tuile formée d'une plaque cylindrique et qui comporte de multiples perforations 19 assez fines (leur diamètre est inférieur au miLlimètre) et qui peuvent être inclinées par rapport à la normale de la plaque à cet endroit, de plus de 50 . La couronne externe 17 comprend un montant 20 perforé et situé entre les embouchures 7 et la pièce 18. Il est en forme d'anneau continu mais muni d'une ouverture devant chaque embouchure 7 et sur LaqueLle la pièce 14 est plaquée. Un couvercle 21 peut être boulonné au sommet du montant 20 et serrer ainsi la pièce 18 contre la couronne externe 17 par l'intermédiaire d'une entretoise cylindrique 22. L'alimentation en gaz par une ouverture de la source i provoque un soufflage d'air comprimé par les perforations 19 de la pièce 18 vers lesquelles les embouchures 7 sont tournées. Un écoulement à peu près uniforme est obtenu par des divisions successives de L'écoulement du gaz, tout d'abord vers chaque embouchure 7 par les conduits 6, puis vers chaque buse 12 ; les perforations 15 des pièces 14 contribuent ensuite à mieux répartir L'écoulement de chaque embouchure 7. Le courant d'air est enfin soumis à une composante circonférentielle d'écoulement entre la pièce 18 et le montant 20, ce qui fait que les débits passant par les perforations 19 sont identiques, ainsi que les pressions à ces endroits. Une pression statique de quelques bars en arrière des perforations 19 peut convenir en pratique. L'air comprimé s'écoule à travers La pièce 18 vers l'extérieur par les perforations 19, à contresens d'une projection de plasma, réalisée par une torche 23, vers la surface externe de la pièce 18. La torche 23 n'est pas décrite en détail car elle fait partie de l'état de la technique, de même que les moyens éventuels pour la déplacer devant la pièce 18 ; certains de ces moyens sont d'ailleurs décrits dans le brevet antérieur déjà signalé. Dans le cas de pièce de révolution, on peut d'ailleurs se contenter d'une torche 23 immobile pour peu que la pièce 18 soit mue en rotation autour de son axe. Comme Le représente la figure 2, le dispositif est en grande partie monté tournant sur un bâti tournant 30 comportant un alésage 31 suivant son axe et qui tourne par L'intermédiaire de roulements 32 autour d'un bâti fixe 33.Le bâti tournant 30 porte en particulier, outre le plateau tournant 27, les anneaux de distribution 5. Le fond de l'alésage 31 est muni de perçages 34 qui débouchent dans une chambre annulaire 35 enclose dans le bâti fixe 33. La source d'air comprimé 1 alimente la chambre annulaire 35 par l'intermédiaire d'un anneau -de distribution 37 qui répartit l'air dans quatre tuyaux. radiaux 38 débouchant dans La chambre annulaire 35 (seul un des tuyaux radiaux 38 est représenté). La chambre annulaire 35 est calfeutrée de joints d'étanchéité non représentés à ses interstices. La figure 4 illustre une autre réalisation de l'invention. On ne revient pas ici sur la description du circuit de distribution et de soufflage d'air comprimé. Des conduits de soufflage de gaz 1 aboutissent à une embouchure 42 composée d'une plaque arrière 43, d'un bord inférieur 44 et d'un bord supérieur 45. Les bords 44 et 45 sont des couronnes et la plaque arrière 43 est cylindrique, si bien que ces trois pièces délimitent une chambre annulaire 46. La pièce 47 perforée qu'il convient de recouvrir est plaquée sur l'extrémité externe des bords 44 et 45 par l'intermédiaire de joints d'étanchéité 48 et 49 circulaires pour former une enceinte annulaire presque fermée.Dans cette réalisation, une répartition régulière de L'air de soufflage est obtenue malgré le nombre relativement petit de conduits de soufflage de gaz 41 par un groupe de plaques déflectrices 50 qui forment un profilé d'extension circonférentielle et à section en forme de Y : on trouve un liseré 51 de relativement faible largeur, parfaitement horizontal et qui coupe en deux la section 55 par laquelle chacun des conduits de soufflage de gaz 41 débouche dans la chambre annulaire 46, et deux ailes 52 et 53 presque perpendiculaires au liseré 51, qui repoussent l'air soufflé vers le haut et vers le bas respectivement de la chambre annulaire 46. Elles favorisent des turbulences suffisantes pour assurer une circulation uniforme par toutes les perforations 54 de la pièce 47. Comme dans la réalis-ation précédente, le circuit de soufflage de gaz s'évase donc suivant une embouchure ouverte vers l'extrémité des perforations 54 opposée à la surface à recouvrir. L'invention n'est pas limitée à des pièces circulaires ni à des projections de plasma métallique. On peut l'utiliser pour des formes et des matériaux quelconques. Dans une application concrète, du zirconate d'yttrium est projeté avec succès sur une pièce d'alliage nickel-chrome. REVENDICATIONS 1. Procédé de revêtement de surfaces (18, 47) munies de perforations (19, 54) par une projection d'un matériau de revêtement, caractérisé en ce qu'il consiste à souffler du gaz dans les perforations à contre-courant de La projection. 2. Procédé de revêtement de surfaces suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de revêtement est métallique et la projection une métallisation au plasma. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant L'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'alimentation en gaz terminé par au moins une embouchure évasée (7, 42) et ouverte vers une extrémité des perforations opposée à la surface à revêtir. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dispersion du gåz (14, 50) qui alimente l'embouchure. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de dispersion du gaz comprennent des plaques déflectrices (52, 53) situées dans l'embouchure. 6. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de dispersion du gaz comprennent des plaques perforées (14) situées dans L'embouchure. 7. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que Les moyens de dispersion du gaz comprennent une division du circuit d'alimentation en gaz en plusieurs conduits (13) en amont de l'embouchure (7). 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité (48, 49) autour de l'ouverture de l'embouchure, sur lequel une pièce à revêtir (47) est plaquée. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs embouchures séparées, et un ensemble de support (17, 20, 22) destiné à assujettir une pièce (18) à revêtir, le support et la pièce étant plaqués sur les embouchures (7).