Brevet FR2979276A1 — publié le 20130301

Médias pour la tribofinition de pièces métalliques La présente invention concerne des médias pour la tribofinition de pièces métalliques, telles que des pièces métalliques d'une turbomachine. L'invention s'applique notamment à la fabrication de disques aubagés monoblocs ou de toute autre pièce tournante d'une turbomachine nécessitant en particulier une opération de polissage ou d'ébavurage. On rappelle qu'un disque aubagé monobloc (DAM) est une pièce tournante d'une turbine, constituée d'un disque et de pales formés d'une 10 même pièce et réalisée en général par usinage d'un bloc homogène de métal. La technique actuelle pour polir des disques aubagés monoblocs fait essentiellement appel à l'ajustage manuel, qui a l'inconvénient d'être long et soumis à des aléas dimensionnels. 15 Il a donc été envisagé de remplacer l'ajustage manuel par un polissage par tribofinition. Le procédé de tribofinition d'une pièce métallique consiste à placer la pièce dans une cuve contenant de l'eau et éventuellement un additif chimique, ainsi que des médias se présentant par exemple sous la forme 20 de grains ou de galets. Les médias sont en général constitués d'un liant, par exemple en céramique, et de particules abrasives, par exemple en alumine. Les médias et la pièce sont ensuite déplacés les uns par rapport aux autres de manière à provoquer du frottement entre eux. Ceci peut être 25 réalisé en soumettant les médias et la pièce à des vibrations. D'autres techniques peuvent également être employées, telles que des techniques par centrifugation. La tribofinition recouvre plusieurs applications telles que le polissage, l'ébavurage, le rayonnage, la désoxydation, le lissage, le 30 dégraissage, le sablage, le grenaillage, le nettoyage de surface ou encore le décalaminage. La mise au point du procédé de tribofinition dans les applications de polissage principalement, mais aussi d'ébavurage, consiste à trouver un jeu de paramètres permettant de produire l'état de surface désiré de façon homogène sur l'ensemble des surfaces traitées et sans altérer la géométrie (angles vifs, défauts de forme etc.), dans un temps le plus court possible. Un tel procédé est relativement complexe et coûteux à mettre en oeuvre du fait en autres des problèmes d'accessibilité de certaines zones, de temps opératoires longs, de surconsommation de matière, et ne permet pas toujours d'aboutir à une solution satisfaisant l'ensemble des exigences. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution efficace à ce problème. A cet effet, elle propose un média pour la tribofinition de pièces métalliques, telles par exemple que des pièces métalliques d'une turbomachine, comportant un liant et des particules abrasives, caractérisé en ce que le média comporte un noyau recouvert par le liant et les particules abrasives, le noyau étant plus dense que le liant et les particules abrasives. La densité élevée du noyau augmente la masse du média qui exerce une plus forte pression sur les faces à traiter. Il a été constaté que ce type de média permet d'obtenir un polissage plus homogène de la surface de la pièce. Le matériau et les dimensions du noyau peuvent être modifiés de façon à faire varier dans des proportions importantes la masse du média et ainsi offrir des applications très variées. A titre d'exemple, les médias actuels ont une densité comprise usuellement entre 2 et 3 alors que celle des médias selon l'invention peut être comprise entre 2 et 8. On rappelle que la densité d'un corps solide est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique de l'eau pure à 4°C, qui sert de référence. Le liant peut être de la céramique ou de la résine et les particules abrasives peuvent être en alumine. De préférence, la granulométrie des particules abrasives est comprise entre 50 et 500i.tm. Préférentiellement, le noyau est en métal, par exemple en acier inoxydable ou en tungstène. En fonction des applications, le média peut présenter une forme parallélépipédique, sphérique ou prismatique et ses dimensions peuvent varier entre 4 et 30mm. L'invention propose en outre un procédé de tribofinition d'une pièce métallique consistant à placer dans une cuve la pièce métallique, des médias et de l'eau, contenant éventuellement un additif chimique, et à déplacer les médias par rapport à la pièce, par exemple par vibration desdits médias et de la pièce, caractérisé en ce que les médias sont du type précité. Selon une caractéristique de l'invention, l'eau comporte un additif du type savonneux pour fluidifier le mouvement des médias. Les additifs chimiques ajoutés sont toujours des composés qui permettent de nettoyer l'eau et qui assurent une protection anti-corrosion pour les métaux, qu'ils soient ferreux ou non. Un autre additif peut être envisagé, comme de l'abrasif en poudre, qui augmente le pouvoir d'enlèvement de matière des médias. En particulier, la pièce métallique peut être un disque aubagé monobloc de turbomachine. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique et en coupe d'un média selon une première forme de réalisation de l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues correspondant à la figure 1, respectivement selon une deuxième et une troisième forme de réalisation de l'invention. Un premier média 1 selon l'invention, illustré à la figure 1, comporte un noyau 2 en métal, par exemple en acier inoxydable ou en tungstène, recouvert d'une couche 3 d'épaisseur sensiblement uniforme formée d'un mélange de céramique et de particules d'alumine. La céramique forme une base servant de liant, dans lequel les particules d'alumine forment un abrasif. La granulométrie des particules d'alumine est comprise entre 50 et 500 ilm, par exemple. La densité de la céramique est comprise entre 2 et 3, tandis que la densité de l'acier inoxydable est de 8 et que la densité du tungstène est de 14. Le noyau 2 permet donc d'augmenter la densité du média 1, c'est-à- dire de l'alourdir. La couche de céramique et d'abrasif est moulée puis cuite sur le noyau. Un prétraitement de la surface du noyau peut, si nécessaire, être réalisé avant d'y appliquer ladite couche de céramique et d'abrasif. Dans la forme de réalisation de la figure 1, le média 1 présente une 20 forme sensiblement sphérique. En variante, le média 1 peut présenter une forme parallélépipédique (figure 2), avec des sommets 4 arrondis. Les formes de réalisation des figures 1 et 2 sont des formes dites douces, utilisées notamment lors du polissage des pièces. 25 En variante, le média 1 peut présenter des formes comportant des angles ou des sommets 4 saillants, par exemple une forme prismatique telle que celle représentée à la figure 3. Dans tous les cas, le noyau 2 est de préférence sphérique. Il peut toutefois présenter d'autres formes. 30 L'invention propose ainsi un média 1 plus dense que les médias de l'art antérieur. La densité du média 1 selon l'invention est par exemple comprise entre 2 et 8, en fonction du matériau du noyau 2 et/ou des dimensions de ce dernier. Lors du polissage ou de la rectification d'une pièce métallique, la pièce est placée dans une cuve contenant de l'eau et un additif chimique du type savonneux. Des médias 1 selon l'invention sont également ajoutés dans la cuve. Le procédé de tribofinition consiste à déplacer les médias 1 par rapport à la pièce, par exemple par vibration. Compte tenu de leur densité élevée, les médias 1 selon l'invention conservent, lors de leur déplacement, une énergie cinétique suffisante pour effectuer un polissage ou une rectification homogène de la pièce. Ce procédé s'applique plus particulièrement aux disques aubagés monoblocs de turbomachine. REVENDICATIONS1. Média (1) pour la tribofinition de pièces métalliques, telles par exemple que des pièces métalliques d'une turbomachine, comportant un liant et des particules abrasives, caractérisé en ce que le média comporte un noyau (2) recouvert par le liant et les particules abrasives, le noyau (2) étant plus dense que le liant et les particules abrasives. 2. Média (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est de la céramique ou de la résine. 3. Média (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les particules abrasives sont en alumine. 4. Média (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en que la granulométrie des particules abrasives est comprise entre 50 et 500 ilm. 5. Média (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le noyau (2) est en métal. 6. Média (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le noyau (2) est en acier inoxydable ou en tungstène. 7. Média (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente une forme parallélépipédique, sphérique ou prismatique. 8. Procédé de tribofinition d'une pièce métallique consistant à placer dans une cuve la pièce métallique, des médias (1) et de l'eau, contenant éventuellement un additif chimique, et à déplacer les médias (1) par rapport à la pièce, par exemple par vibration desdits médias (1) et de la pièce, caractérisé en ce que les médias sont des médias (1) selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'eau comporte un additif du type savonneux. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en 30 ce que la pièce métallique est un disque aubagé monobloc de turbomachine.