Brevet FR2798938A1 — publié le 20010330

L'invention concerne une composition, notamment destinée au revêtement de pièces, un procédé de revêtement de pièces, utilisant une telle composition et une pièce, présentant une couche de revêtement obtenue à partir de ladite composition. II s'agit, notamment, de pièces métalliques. Toutefois, bien que plus particulièrement prévue pour de telles applications, la composition conforme à l'invention pourra servir à revêtir tout type de pièces. Elle pourra même servir pour constituer en elle-même des pièces ou partie de pièces. Actuellement, pour revêtir des pièces métalliques, il est connu d'utiliser des compositions comprenant un matériau ou un mélange de matériaux, apte à constituer après transformation une matière poreuse dont les pores sont destinés à être comblés pour améliorer les caractéristiques mécaniques de l'ossature définie par ladite matière poreuse. Elles permettent de protéger la pièce revêtue et d'augmenter sa durée de vie. Bien que généralement satisfaisantes, les performances de ces compositions restent limitées sur certains points, notamment la résistance à l'usure, ce qui réduit leur intérêt et le champ de leurs applications. Le but de la présente invention est de proposer une composition, notamment destinée au revêtement de pièces, qui pallie les inconvénients précités et permet de faire bénéficier à la matière obtenue à partir de ladite composition d'une résistance à l'usure aux frottements améliorée. Un avantage de la présente invention est de permettre à ladite matière de présenter en outre un état de surface amélioré se traduisant par une diminution de son coefficient de frottement. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. L'invention concerne une composition, notamment destinée au revêtement de pièces, par exemple métalliques, comprenant un matériau ou un mélange de matériaux, apte à constituer après transformation une matière poreuse définissant une ossature dont les pores pourront être comblés pour améliorer les caractéristiques mécaniques de ladite ossature, caractérisée par le fait que ladite composition comprend un matériau additionnel, totalement ou partiellement à base de carbone. L'invention concerne également un procédé de revêtement de pièces, notamment métalliques, dans lequel - on applique sur la ou lesdites pièces une couche de la composition décrite plus haut, - on chauffe la ou lesdites pièces de façon à transformer ladite composition en une matière poreuse définissant une ossature, - on comble les pores de ladite matière poreuse de façon à améliorer les caractéristiques mécaniques de ladite ossature. L'invention concerne également une pièce, notamment métallique, présentant une couche de revêtement obtenue à partir de la composition évoquée plus haut. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante et parmi lesquels les figures 1a à 1d illustrent un exemple de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. L'invention concerne tout d'abord une composition comprenant un matériau ou un mélange de matériaux, apte à constituer après transformation une matière poreuse, dont les pores pourront être comblés pour améliorer les caractéristiques mécaniques de l'ossature définie par ladite matière poreuse, par exemple sa résistance mécanique, sa densité et/ou sa dureté. Ledit mélange comprend, notamment, de l'oxyde de silicium (Si02). * II pourra encore comprendre de l'oxyde d'aluminium (A1203) et/ou d'autres oxydes métalliques. Ledit mélange contient en outre, notamment, un composé du chrome, apte à être converti en oxyde de chrome, tel que de l'acide chromique ou une solution de chromate, par exemple de zinc. II pourra aussi comprendre de l'eau. On dispose ainsi d'un mélange qui, après traitement, notamment chauffage, pourra se transformer en une matière poreuse, contenant des particules d'oxydes métalliques liées, les pores interconnectés de ladite matière poreuse étant destinés à être comblés par des cycles multiples d'imprégnation - cuisson, comme développé plus loin, pour densifier, renforcer et/ou durcir ladite matière. A titre d'exemple non limitatif, ledit mélange est constitué - d'oxyde d'aluminium, - d'oxyde de silicium, - d'acide chromique ou d'une solution de chromate de zinc, - d'eau. En faisant varier les proportions de chacun de ces composants, on pourra faire évoluer les propriétés de l'ossature définie par la matière poreuse obtenue après transformation de la composition. Cela étant, selon l'invention, cette dernière comprend un matériau additionnel, totalement ou partiellement à base de carbone. De manière avantageuse, il s'agira de particules de diamant. On dispose alors d'une composition qui permet d'augmenter la résistance à l'usure par frottement de la ou des pièces et/ou du revêtement pouvant être obtenu, notamment selon le procédé décrit plus loin, à partir de ladite composition. II a également été constaté que la présence des particules de diamant au niveau de la ou desdites pièces ou dudit revêtement diminue considérablement le coefficient de frottement. Lesdites particules de diamant sont présentes dans la composition, par exemple, dans une proportion inférieure à 25 %, notamment de 0,5 à 15 %. Les proportions sont données en masse. Lesdites particules de diamant présentent, par exemple, une granulométrie allant de 0,1 à 100 p.m, notamment de 0,5 à 60 p.m. Selon un mode de réalisation particulier, il s'agira d'une granulométrie de 0,5 à 3 pm. On pourra éventuellement réaliser un compromis entre la proportion en masse desdites particules de diamant dans la composition et leur granulométrie. A titre d'exemple, lesdites particules de diamant sont ainsi présentes dans la composition - selon une proportion en masse d'environ 10 %, - avec une granulométrie d'environ 40 à 60 wm. Cela étant, l'invention concerne également un procédé de revêtement de pièces, notamment métalliques. II pourra s'agir de pièces en acier, en fonte, en fer, en titane ou autres. Selon ce procédé, on applique sur la ou lesdites pièces une couche de la composition décrite plus haut. Cette étape pourra être menée, notamment, par pulvérisation, par trempage et/ou encore par drainage, en fonction de la complexité des formats géométriques des pièces. On chauffe ensuite la ou lesdites pièces de façon à transformer ladite composition en une matière poreuse définissant une ossature, notamment par déshydratation. On réalise une cuisson à une température variant, par exemple, de 500 à 600 C. En cas d'utilisation de compositions contenant des composés du chrome, il s'agit, grâce à ladite cuisson, de transformer ces derniers en oxyde de chrome. Pour des chromates, on pourra ainsi utiliser une température d'environ 570 C. A ce stade, l'ossature obtenue pouvant être encore friable et sans tenue mécanique, on comble ses pores de façon à améliorer les caractéristiques mécaniques de ladite ossature. On pourra procéder, notamment, par des cycles multiples d'imprégnation-cuisson. Pour l'imprégnation, selon l'exemple de composition donné plus haut, on utilise notamment des solutions d'acides chromatés. Celles-ci pénètrent dans les pores de ladite matière poreuse puis, grâce à la cuisson, se transforment en un composé d'oxyde de chrome qui comble les porosités initiales. La cuisson est menée, notamment, à une température d'environ Afin d'optimiser les performances des revêtements obtenus, comme leur adhérence sur la pièce, leur compacité ou leur porosité, différents types de solutions d'acides chromatés pourront être employés. Comme illustré aux figures 1 a à l d, à titre d'exemple, le procédé conforme à l'invention s'exécute ainsi de la manière suivante - on prévoit la pièce 1 à revêtir (figure 1a), - on enduit ladite pièce 1 de la composition 2 conforme à l'invention (figure lb), - on chauffe l'ensemble et ladite composition 2 se transforme pour définir ladite matière poreuse 3 (figure 1 c), - on réalise les cycles successifs d'imprégnation - cuisson qui permettent à ladite matière poreuse 3 de se combler (figure 1d). En employant le procédé décrit plus haut, sans appliquer préalablement ladite composition sur une pièce à revêtir, il est envisageable d'obtenir des pièces constituant en elles-mêmes ladite composition. Cela étant, l'invention concerne également une pièce, notamment métallique, présentant une couche de revêtement obtenu à partir de la composition évoquée plus haut, éventuellement obtenue par le procédé précédemment décrit. Grâce à l'utilisation des particules de diamant, les performances du revêtement sont accrues et améliorent la durée de vie des pièces. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Composition, notamment destinée au revêtement de pièces; par exemple métalliques, comprenant un matériau ou un mélange de matériaux, apte à constituer après transformation une matière poreuse, définissant une ossature, dont les pores pourront être comblés pour améliorer les caractéristiques mécaniques de ladite ossature, caractérisée par le fait que ladite composition comprend un matériau additionnel, totalement ou partiellement à base de carbone. 2. Composition selon la revendication 1, dans laquelle ledit matériau additionnel est constitué de particules de diamant. 3. Composition selon la revendication 2, dans laquelle lesdites particules de diamant sont présentes dans la composition dans une proportion inférieure à 25 %, en masse. 4. Composition selon la revendication 2, dans laquelle lesdites particules de diamant présentent une granulométrie allant de 0,1 à 100 wm. 5. Composition selon la revendication 2, dans laquelle on réalise un compromis entre la proportion en masse desdites particules de diamant dans la composition et leur granulométrie. 6. Composition selon la revendication 2, dans laquelle lesdites particules de diamant sont présentes dans la composition - selon une proportion en masse d'environ 10 %, - avec une granulométrie d'environ 40 à 60 p.m. 7. Procédé de revêtement de pièces, notamment métalliques, dans lequel - on applique sur la ou lesdites pièces (1) une couche de la composition selon la revendication 1, - on chauffe la ou lesdites pièces (1) de façon à transformer ladite composition (2) en une matière poreuse (3) définissant une ossature, - on comble les pores de ladite matière poreuse (3) de façon à améliorer les caractéritiques mécaniques de ladite ossature. 8. Pièce, notamment métallique, présentant une couche de revêtement obtenu à partir de la composition selon la revendication 1.