Brevet FR2989911A1 — publié le 20131101

La présente invention concerne un flux allié de type aggloméré dédié au plaquage electroslag, lequel flux contient un alliage Cr-Ni. Le plaquage electroslag est un procédé de plaquage consistant à déposer un alliage sur un métal de base (pièce) de manière à obtenir des propriétés désirées du métal déposé, par exemple pour reconstituer une pièce par remplacement de pertes de métal, ou pour protéger le métal de base d'une pièce contre la corrosion. Le procédé de plaquage electroslag présente plusieurs avantages, en particulier une bonne productivité et une faible dilution. Le principe du procédé de plaquage electroslag est d'imposer un courant électrique entre un feuillard métallique et le métal de base, c'est-à-dire le métal à revêtir, de sorte de faire fondre ceux-ci par effet Joule, par passage du courant à travers un laitier électroconducteur obtenu grâce à un flux de plaquage formé d'un mélange de poudres minérales et éventuellement métalliques agglomérées avec un liant. De par la dilution du métal provenant du feuillard fusible avec le métal de base (pièce), l'analyse du métal déposé formant la première couche est différente de celle du feuillard mis en oeuvre, sauf à utiliser un flux allié qui compense les pertes par dilution. En effet, un flux allié contient des éléments d'alliages donnés, par exemple du nickel (Ni), du chrome (Cr) et du molybdène (Mo), qui sont des éléments qui transfèreront dans le métal déposé lors de l'opération de plaquage et compenseront ainsi la perte par 20 dilution. Or, il a été constaté, en pratique, qu'après chauffage du flux à une température supérieure ou égale à 700°C, il y a apparition d'oxydes de nickel (NiO) dans les flux contenant du nickel sous forme de métal pur. En fait, les grains de flux de plaquage electroslag peuvent être soumis à de telles 25 températures soit lors de la fabrication du flux, c'est-à-dire pendant sa cuisson qui est généralement opérée à une température de 600 à 750°C, soit pendant le plaquage. Il s'ensuite que les grains qui ne sont pas fondus pour donner le laitier, se retrouvent près du bain de fusion et sont alors chauffés à plus de 700°C. Or, l'oxyde de nickel NiO est un composé dit « CMR », c'est-à-dire cancérigène, 30 mutagène et reprotoxique, (classé cancérogène cat. 1; R49 - R43 dans le règlement CLP 1272/2008/CE) et toxique pour l'environnement (classé R53) Par conséquent, la présence de tels oxydes de nickel NiO pose donc des problèmes de santé et de recyclage du flux. De là, le problème qui se pose est de proposer un flux de plaquage allié au nickel ne contenant pas de NiO et qui, lors de sa mise en oeuvre en plaquage électroslag, n'en génère pas ou quasiment pas, même s'il subit un chauffage à plus de 700°C. La solution est alors un flux formé de particules agglomérées comprenant du Ni et du Cr, caractérisé en ce qu'au moins une partie du Ni et Cr est sous forme d'alliage Cr-Ni. Selon le cas, le flux formé de particules agglomérées selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes : - l'alliage Cr-Ni est une solution solide de type Nii,Crx où 0 Tableau 1 : Analyse du Flux Fi Composé Teneur dans le flux Fi Exemple comparatif (% massique) Cr 7 Ni 4 Mo 1 A1203 8 Si02 5 CaO 1 CaF2 72 Na20 2 Un flux F2 selon l'invention a été fabriqué avec un alliage NiCr, à savoir une solution solide contenant 80% Ni et 20% Cr (% en masse), les teneurs sont ajustées de façon à obtenir la même analyse de flux que le flux Fi. Ce flux F2 contient les mêmes matières minérales que le flux Fi dans les mêmes proportions, et a été fabriqué dans les mêmes conditions que le flux Fi. Le flux F2 contient comme éléments d'alliages une solution solide contenant 80% Ni et 20% Cr (% en masse) et du Cr et du Mo sous forme de métaux purs. L'analyse du flux F2 réalisée par fluorescence de rayons X est similaire à celle du flux Fi indiquée dans le Tableau 1. Un flux F3 également selon l'invention a été fabriqué avec de la poudre d'Inconel 625, la teneur est ajustée de façon à obtenir la même analyse de flux que le flux Fi. L'alliage de type Inconel 625 utilisé contient notamment : 62% Ni, 22% Cr, 9% 15 Mo, 3.5% Nb, 2.5% (Unified Numbering System N06625). Ce flux F3 contient les mêmes matières minérales que le flux Fi dans des proportions similaires, et a été fabriqué dans les mêmes conditions que le flux Fi. Le flux F3 contient comme éléments d'alliages de la poudre d'Inconel 625 et du Cr sous forme de métal pur. Il n'a pas été ajouté de Mo pur dans le flux car celui-ci est 20 apporté par l'Inconel 625. L'analyse du flux F3 réalisée par fluorescence de rayons X est similaire à celle du flux Fi indiquée dans le tableau 1. Les flux Fi, F2 et F3 ont été mis en oeuvre avec un feuillard de 30 mm de largeur et 0.5 mm d'épaisseur, de nuance InconelTM 825 (Unified Numbering System N08825 - analyse chimique nominale : 42% Ni, 28% Fe, 21.5% Cr, 3% Mo, 2% Cu, 0.9% Ti), et des dépôts par procédé de plaquage electroslag ont été réalisés en utilisant les paramètres opératoires suivants : - Courant : 450 à 500A - Tension : 23-25V - Vitesse de soudage : 15 à 18cm/min - Distance feuillard - tôle : 35 mm - Tôle bridée en acier Carbone-Manganèse de 40-50mm d'épaisseur - Sans préchauffage, i.e. la tôle est à température ambiante - dépôt monocouche. L'analyse du métal déposé obtenu avec les différents flux Fi à F3 a été réalisée après arasage de 2 mm sous la surface du dépôt. Elle a été réalisé par fluorescence de rayons X. L'analyse des différents échantillons obtenus avec les différents flux Fi à F3 donne les résultats indiqués dans le Tableau 2. Tableau 2 : Composition du feuillard et du métal déposé (en % massique) ASME Feuillard Flux 1 Flux 2 Flux 3 Si REVENDICATIONS1. Flux formé de particules agglomérées comprenant du Ni et du Cr, caractérisé en ce qu'au moins une partie du Ni et Cr est sous forme d'alliage Cr-Ni. 2. Flux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage Cr-Ni est une solution solide de type Nii_xCrx où 0 3. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient de 1 à 35% en poids d'alliage Ni-Cr, de préférence de 3% à 25%. 4. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'alliage Cr-Ni est un alliage InconelTM 625. 5. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre du molybdène (Mo). 6. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre du molybdène (Mo) en une proportion massique inférieure ou égale à 10%, de préférence inférieure ou égale à 2% 7. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ou des oxydes d'aluminium, un ou des aluminosilicates et/ou un ou des oxydes de métaux alcalino-terreux en proportions massiques comprises entre 0 et 40%. 8. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte du CaF2 en une proportion massique comprise entre 60 et 90 %, de préférence entre 70 et 80 %. 9. Flux selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des particules ayant une taille comprise entre 300 jam et 1.2 mm environ. 10. Utilisation d'un flux selon l'une des revendications précédentes pour réaliser un plaquage electroslag.