Brevet FR2822727A1 — publié le 20021004

PROCEDE D'APPLICATION D'UN REVETEMENT RESISTANT AUX HAUTES TEMPERATURES, DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE ET OBJET POURVU DUDIT REVETEMENT. La présente invention concerne un procédé d'application d'un revêtement résistant aux hautes températures sur un substrat constitué d'au moins une surface à traiter d'un objet, tel que par exemple un pot d'échappement catalytique pour un véhicule à deux roues, un tuyau de poêle, des branches de lunettes ou similaires. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne enfin un objet comportant au moins une surface pourvue d'un revêtement résistant aux hautes températures, tel que par exemple un pot d'échappement catalytique pour un véhicule à deux roues, ou un tuyau de poêle, ou des branches de lunettes ou similaires. Pour des raisons esthétiques les pots d'échappement de véhicules à deux roues et notamment des scooters sont habituellement chromés. Les tuyaux de poêles sont couramment noircis ou revêtus d'une peinture émaillée. Les branches de lunettes sont fréquemment métalliques et sont soumises à un traitement de surface galvanique. Tous ces traitements sont coûteux et nécessitent l'application d'une couche primaire d'accrochage ou un traitement de surface. L'émaillage à chaud par pulvérisation d'une barbotine d'émail suivie d'une cuisson au four constitue une opération coûteuse qui renchérit excessivement le prix de revient de certains produits et les rend inacceptables par le marché. Pour certains traitements connus la résistance aux hautes températures est très limitée dans le temps et la dureté superficielle est insuffisante pour de nombreuses applications. Les résines polyester qui sont utilisées pour certaines applications ne résistent qu'à des températures ne dépassant pas 350 à 400 C. En outre les choix esthétiques sont limités, notamment en ce qui concerne les couleurs, ce qui constitue un inconvénient majeur, étant donné que la recherche esthétique implique précisément la possibilité de disposer d'un grand nombre de colorations. On constate que tous les procédés connus présentent des inconvénients à divers titres : complexité, coût, insuffisance technique, limites esthétiques. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en offrant un procédé d'application d'un revêtement résistant aux hautes températures ne nécessitant plus de traitement préalable autre que la préparation mécanique du substrat, présentant des qualités esthétiques nouvelles, notamment en ce qui concerne les couleurs disponibles, résistant aux hautes températures et facile à mettre en oeuvre. Ce but est atteint par le procédé spécifié en préambule et caractérisé en ce que l'on procède à un préchauffage localisé de ladite surface dudit objet à traiter jusqu'à une température prédéterminée, en ce que l'on dépose des poudres de céramiques mono structurées ou nanométriques sur cette surface préchauffée, en ce que l'on continue à chauffer cette surface au moins pendant la durée du dépôt desdites poudres de céramiques et en ce que l'on procède à une trempe de ladite surface immédiatement après la fin du chauffage. Selon un mode de réalisation préféré, on effectue le préchauffage de la surface à traiter et son chauffage pendant au moins la durée du dépôt des poudres de céramiques par induction. De façon avantageuse, ladite température prédéterminée de préchauffage et du chauffage pendant au moins la durée du dépôt des poudres de céramiques est comprise entre 400 et 1150 OC. Selon un mode de réalisation préférentiel on effectue le dépôt desdites poudres de céramiques au moyen d'un pistolet de poudrage électrostatique. De préférence on effectue le préchauffage et le chauffage de la surface à traiter au moyen d'au moins deux générateurs d'induction distants l'un de l'autre qui effectuent un déplacement relatif par rapport à l'objet pour balayer toute ladite surface, et on effectue le dépôt desdites poudres de céramiques dans une zone située entre les deux générateurs d'induction. D'une manière avantageuse on effectue ladite trempe par projection d'un fluide à basse température. Ce fluide est de préférence choisi parmi la liste suivante : anhydride carbonique liquide, eau pulvérisée, azote liquide, air refroidi, huile pulvérisée. Ce but est également atteint par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour procéder à un préchauffage localisé de ladite surface à traiter dudit objet jusqu'à une température prédéterminée, des moyens pour déposer des poudres de céramiques mono structurées ou nanométriques sur cette surface préchauffée, des moyens pour continuer à chauffer la surface au moins pendant la durée du dépôt des poudres de céramiques et des moyens pour procéder à une trempe de cette surface immédiatement après la fin du chauffage. D'une manière particulièrement avantageuse, lesdits moyens pour effectuer le préchauffage de la surface à traiter et son chauffage au moins pendant la durée du dépôt des poudres de céramiques comportent des générateurs de chauffage par induction. Pour polariser les poudres et faciliter ainsi leur dépôt sur la surface à traiter, les moyens pour déposer des poudres de céramiques sur la surface à traiter comportent au moins un pistolet de poudrage électrostatique. D'une manière préférentielle les moyens pour procéder à une trempe de la surface à traiter immédiatement après la : fin du chauffage comportent au moins un dispositif pour projeter un fluide à basse température. Dans le cas où les objets ayant une surface à traiter sont allongés, comme par exemple les pots d'échappement catalytiques de véhicules à deux roues, le dispositif comporte avantageusement deux générateurs d'induction distants l'un de l'autre agencés pour effectuer un déplacement relatif par rapport à l'objet pour balayer toute ladite surface, et au moins un pistolet de poudrage électrostatique pour effectuer le dépôt desdites poudres de céramiques dans une zone de la surface à traiter située entre les deux générateurs d'induction. Ce but est par ailleurs atteint par l'objet selon l'invention, tel que défini en préambule et caractérisé en ce que ce revêtement est composé de céramiques et obtenu par la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus. De manière particulièrement avantageuse, ce revêtement a une dureté comprise entre 1300 et 1400 vickers. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, en référence au dessin annexé donné à titre indicatif et non limitatif dans lequel : - la figure unique est une vue schématique représentant une forme de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En référence à la figure unique, le dispositif 10 représenté à titre d'exemple est destiné à effectuer un revêtement résistant aux hautes températures sur des objets 13 courants tels que par exemple des pots d'échappement catalytiques pour des véhicules à deux roues, des tuyaux de poêles, devant supporter des températures très élevées, mais également des branches de lunettes ou d'autres objets usuels pour lesquels l'aspect esthétique et la dureté superficielle sont particulièrement importants. Il comporte deux générateurs d'induction représentés sous la forme de deux bobines d'induction 11 et 12 distantes l'une de l'autre et disposées sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement par rapport à l'axe de l'objet 13 qui est de forme approximativement cylindrique et qui a par exemple une surface 14 à traiter qui correspond à un tronçon d'extrémité. Un pistolet de poudrage électrostatique 15 est disposé entre les deux bobines d'induction 11 et 12. L'ensemble comprenant les deux bobines d'induction 11, 12 et le pistolet de poudrage électrostatique 15 se déplace axialement par rapport à l'objet 13. L'objet 13 est avantageusement entraîné en rotation autour de son axe. Selon une autre forme de réalisation l'ensemble bobines d'induction 11, 12 et pistolet de poudrage électrostatique 15 pourrait être fixe et seul l'objet 13 pourrait se déplacer relativement à cet ensemble. Si ledit ensemble se déplace dans le sens de la flèche 16, la bobine d'induction 11 sert au préchauffage et la bobine d'induction 12 sert au chauffage de la surface 14 à traiter après le poudrage. Les bobines d'induction 11, 12 assurent un préchauffage localisé de la surface à traiter du substrat jusqu'à une température sensiblement comprise entre 400 et 1150 C, ce qui permet de revêtir une zone parfaitement délimitée du substrat sans chauffer tout l'objet 13. Ce préchauffage est effectué avant le dépôt des poudres de céramiques monostructurées ou nanométriques. Le préchauffage se poursuit par un chauffage continu pendant au moins la phase de dépôt des poudres. Ce chauffage est assuré par les bobines d'induction Il, 12. Il est de préférence prolongé au-delà de la phase de dépôt des poudres et suivi immédiatement d'une trempe, effectuée de préférence par projection d'anhydride carbonique pour éviter une oxydation du substrat. Les particules de poudres de céramiques sont étalées progressivement alors que le substrat est chauffé de manière à créer une couche d'émail dont l'épaisseur est sensiblement comprise entre 5 et 10 micromètres. Les colorations peuvent être très variées. La dureté du revêtement est très élevée et atteint 1300 à 1400 vickers. Après le passage de l'ensemble bobines d'induction 11, 12 et pistolet de poudrage électrostatique 15, la surface 14 de l'objet 13 est immédiatement refroidie par un jet de fluide à très basse température émis par un gicleur ou un pulvérisateur 17. Le fluide utilisé est de l'anhydride carbonique liquide, de l'azote liquide, de l'air liquide, de l'eau finement pulvérisée, de l'huile ou tout autre fluide approprié projeté à basse température sur la surface traitée. Cette trempe est particulièrement avantageuse dans le contexte d'un chauffage par induction qui produit un échauffement très sélectif et localisé de la surface à traiter. Dans la pratique l'objet 13 ne subit pratiquement aucune élévation de température, car seule sa surface à traiter est échauffée pendant le temps du traitement qui est très court et est immédiatement refroidie. Cette manière de procéder est particulièrement avantageuse sur le plan technique et sur le plan économique. D'un point de vue technique cette méthode présente l'avantage de pouvoir traiter des zones délimitées d'un objet qui craint un échauffement général. D'un point de vue économique, le procédé a l'avantage d'ouvrir des marchés nouveaux et d'offrir les bases requises pour une production de qualité à cadence élevée. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier. Revendications 1. Procédé d'application d'un revêtement résistant aux hautes températures sur un substrat constitué d'au moins une surface (14) à traiter d'un objet (13), caractérisé en ce que l'on procède à un préchauffage localisé de ladite surface (14) à traiter dudit objet (13) jusqu'à une température prédéterminée, en ce que l'on dépose des poudres de céramiques monostructurées ou nanométriques sur ladite surface (14) à traiter préchauffée, en ce que l'on continue à chauffer ladite surface (14) à traiter au moins pendant la durée du dépôt desdites poudres de céramiques et en ce que l'on procède à une trempe de cette surface (14) immédiatement après la fin du chauffage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le préchauffage de la surface (14) à traiter et son chauffage pendant au moins la durée du dépôt des poudres de céramiques par induction. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite température prédéterminée de préchauffage et du chauffage pendant au moins la durée du dépôt des poudres de céramiques est comprise entre 400 et 1150 oc. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le dépôt desdites poudres de céramiques au moyen d'un pistolet de poudrage électrostatique (15). 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue le préchauffage et le chauffage de ladite surface (14) à traiter au moyen d'au moins deux générateurs d'induction distants l'un de l'autre qui effectuent un déplacement relatif par rapport à l'objet (13) pour balayer toute ladite surface (14) à traiter et en ce que l'on effectue le dépôt desdites poudres de céramiques dans une zone située entre les deux générateurs d'induction. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue ladite trempe par projection d'un fluide à basse température. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit fluide est choisi parmi la liste suivante : anhydride carbonique liquide, eau pulvérisée, azote liquide, air refroidi, huile pulvérisée. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'application d'un revêtement résistant aux hautes températures sur un substrat constitué d'au moins une surface (14) à traiter d'un objet (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour procéder à un préchauffage localisé de ladite surface (14) à traiter dudit objet (13) jusqu'à une température prédéterminée, des moyens pour déposer des poudres de céramiques monostructurées ou nanométriques sur ladite surface (14) à traiter préchauffée, des moyens pour continuer à chauffer cette surface (14) au moins pendant la durée du dépôt des poudres de céramiques et des moyens pour procéder à une trempe de cette surface (14) immédiatement après la fin du chauffage. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens pour effectuer le préchauffage de la surface (14) à traiter et son chauffage au moins pendant la durée du dépôt des poudres de céramiques comportent des générateurs de chauffage par induction (11, 12). 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour déposer des poudres de céramiques sur la surface (14) à traiter comportent au moins un pistolet de poudrage électrostatique (15). 11. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour procéder à une trempe de la surface (14) à traiter immédiatement après la fin du chauffage comportent au moins un dispositif pour projeter un fluide à basse température (17). 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux générateurs d'induction distants l'un de l'autre agencés pour effectuer un déplacement relatif par rapport à l'objet (13) pour balayer toute ladite surface (14) à traiter, et au moins un pistolet de poudrage électrostatique pour effectuer le dépôt desdites poudres de céramiques dans une zone de la surface (14) à traiter située entre les deux générateurs d'induction. 13. Objet (13) comportant au moins une surface (14) pourvue d'un revêtement résistant aux hautes températures, caractérisé en ce que ce revêtement est composé de céramiques et obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 14. Objet (13) selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit revêtement a une dureté comprise entre 1300 et 1400 vickers.