Brevet FR2681538A1 — publié le 19930326

Procédé et dispositif de formation d'un dépôt par projection d'un matériau d'apport sur un substrat La présente invention concerne les procédés de formation d'un dépôt par projection d'un matériau d'apport sur un substrat, du type comprenant les étapes de fondre par une flamme le matériau d'apport acheminé en continu sous forme de fil ou de baguette et de projeter sur le substrat le matériau d'apport fondu par un flux de gaz vecteur. La projection à la flamme d'un matériau d'apport, généralement métallique,---permet d'accroître les propriétés du substrat par la réalisation sur celui-ci d'un revêtement protecteur de surface présentant des caractéristiques spécifiques, notamment de résistance à la corrosion et à l'usure. Le matériau d'apport est chauffé par une flamme, typiquement oxycombustible, fondant une pellicule du matériau qui est atomisée par le gaz vecteur, les particules ainsi formées étant accélérées et venant s'écraser sur le substrat à revêtir. Dans ce type de procédé, les deux critères les plus importants sont, à qualité équivalente de dépôt : le rendement (rapport entre le poids de matériau d'apport réellement déposé sur le substrat et le poids de matériau d'apport effectivement consommé) et le taux de dépôt (en kg par heure) (produit du rendement par le poids de matériau d'apport effectivement consommé par unité de temps). Ce dernier paramètre, s'il dépend directement de la valeur du rendement, est également fonction de la vitesse d'avance du fil de matériau d'apport. Cette dernière, pour une qualité de dépôt donnée, dépend principalement de la puissance de la flamme qui est généralement limitée par la géométrie de la buse de chauffe du pistolet de projection. La présente invention a pour objet de proposer un procédé amélioré permettant d'augmenter les vitesses d'avance du fil de matériau d'apport et donc, avec des matériels conventionnels, d'augmenter notablement, à rendements équivalents, le taux de dépôt. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, le procédé comporte l'étape de préchauffer le matériau d'apport avant sa fusion et sa projection. Selon une caractéristique plus particulière de l'invention, le matériau d'apport étant typiquement métallique, le fil de matériau d'apport est préchauffé à une température entre 100 et 650"C, typiquement entre 300 et 600"C, avantageusement dans un poste de chauffe ménagé sur le trajet du fil entre un dévidoir et la zone de fusion et de projection, le chauffage s'effectuant de préférence, pour les matériaux d'apport oxydables, sous atmosphère inerte. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant un pistolet de projection comportant un chenal de passage pour le fil de matériau d'apport, et un dévidoir de fil, comprenant en outre, sur le trajet du fil dépuis le dévidoir, un poste de chauffage traversé par le fil et comportant des moyens delchauffage du fil. D'autres carattéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels - la figure unique est une vue schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure unique, on reconnaît un pistolet de projection à la flamme 1 comprenant un chenal 2 de passage et de guidage d'un fil ou d'une baguette flexible 3 de matériau d'apport à projeter débouchant centralement dans une extrémité en forme de buse du pistolet dans laquelle débouchent, concentriquement autour du débouché central du chenal 2, des conduits 4 angulairement répartis d'éjection de mélange inflammable oxycombustible et une couronne périphérique 5 d'éjection d'un gaz vecteur. Les conduits 4 sont reliés, par une canalisation 6, à une source 7 de gaz combustible, par exemple un composé de propylène et de méthylacétylène commercialisé sous l'appellation "TETRENE" ou un composé d'éthylène et d'acétylène commercialisé sous l'appellation "CRYLENE". La couronne 5 est reliée, par une canalisation 8, à une source 9 de gaz vecteur sous pression, par exemple de l'air comprimé ou de l'azote sous pression. Le pistolet 1 comporte des moyens 10 d'entraînement sélectif du fil 3, lequel est en général disponible à partir d'une bobine ou d'un dévidoir 11. Selon un aspect de l'invention, on dispose, sur le trajet du fil 3 entre le dévidoir 11 et la buse du pistolet de projection 1, un poste 12 de préchauffage du fil 3 afin de porter le fil 3 à une température déjà élevée avant de le soumettre à l'effet des flammes en sortie des conduits 4 et de réduire ainsi l'énergie calorifique nécessaire pour fondre le fil ou, alternativement, pour permettre d'augmenter le débit de fil pour une puissance de flamme donnée. Dans le mode de réalisation représenté, le poste de préchauffage 12 se présente sous la forme d'une chambre calorifugée traversée par le fil 3 et renfermant des moyens de chauffage, typiquement des résistances électriques, ou des tubes à infrarouges ou des bobines d'induction alimentés par un générateur électrique 13 via un bloc de régulation 14 de façon à porter le fil 3 dans l'enceinte à une température supérieure à 100"C, typiquement supérieure à 300"C, selon le type de matériau d'apport. En variante, le poste de préchauffage peut être intégré dans le pistolet 1, les moyens de chauffage étant disposés le long d'une portion du chenal 2. A titre d'exemple, pour un fil de molybdène, pour un réglage de flamme standard, les vitesses de fil classiquement obtenues sont de l'ordre de 40 cm/minute, soit un taux de dépôt d'environ 1,4 kg/heure. Avec le procédé selon l'invention, en préchauffant le fil 3 dans l'enceinte 12 à une température de 600"C, la vitesse de défilement du fil peut être portée à plus de 50 cm/minute, soit un taux de dépôt supérieur à 1,8 kg/heure pour un rendement équivalent, de l'ordre de 75 % Pour les matériaux d'apport susceptibles de s'oxyder, par exemple le zinc, et éviter les risques de collage du fil chauffé et oxydé dans le chenal 2, selon un aspect de l'invention, on crée et entretient dans la chambre 12 une atmosphère inerte en reliant cette dernière, via une valve de commande 15, à une source 16 de gaz inerte sous pression, typiquement de l'azote, de l'argon ou un mélange de ces deux gaz. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée pour autant mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Procédé de formation d'un dépôt par projection d'un matériau d'apport sur un substrat, comprenant les étapes de fondre par une flamme le matériau d'apport acheminé en continu sous forme de fil (3) et de projeter le matériau d'apport fondu par un flux de gaz vecteur, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape de préchauffer (12) le matériau d'apport (3) avant fusion et projection. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau d'apport (3) est métallique et préchauffé à une température entre 100 et 650"C. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau d'apport métallique est préchauffé à une température entre 300 et 600"C. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fusion et la projection s'effectuent dans un pistolet de projection (1) et en ce que le préchauffage est effectué en un poste de chauffe (12) sur le trajet du fil depuis un dévidoir dé fil (11) et le pistolet (1). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le préchauffage du fil (3) s'effectue sous atmosphère de gaz inerte (16). 6.-Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 4 et 5, comprenant un pistolet de projection (1) comportant un chenal de passage (2) pour le fil de matériau d'apport (3), et un dévidoir (11) de fil, caractérisé en ce qu'il comprend, sur le trajet du fil depuis le dévidoir (li), un poste de chauffage (12) traversé par le fil (3) et comportant des moyens (20) de chauffage du fil. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (20) sont reliés à un générateur électrique (13). 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de chauffage (20) sont disposés dans une chambre de chauffe calorifugée (12). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la chambre de chauffe (12) comporte des moyens de connection à une source de gaz inerte (16).