Brevet FR3018210A1 — publié le 20150911

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine général des procédés et dispositifs de réalisation d'un dépôt dans un évidement débouchant formé dans une pièce. Il est connu par exemple du document brevet US2007261663 un procédé et un dispositif de réalisation d'un dépôt dans un évidement formé dans une pièce. Le dépôt formé permet de protéger la pièce contre l'usure. Selon ce procédé et dispositif de l'art antérieur, on utilise une buse de projection de matériau de revêtement que l'on positionne à l'extérieur de la pièce et que l'on oriente en direction de la surface de l'évidement à revêtir. Le matériau est projeté à grande vitesse vers l'évidement et sous l'effet de l'impact des particules de matériau contre la paroi de l'évidement, une couche de revêtement se forme dans l'évidement. On constate que certains endroits de l'évidement peuvent être exempts de dépôt ce qui peut limiter l'intérêt de la création d'un tel dépôt. OBJET DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de fournir un procédé ou dispositif alternatif au procédé de l'art antérieur précité et permettant de réaliser un dépôt de matériau de revêtement dans un évidement d'une pièce. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, selon un premier aspect de l'invention, il est proposé un procédé de réalisation d'un dépôt dans un évidement formé dans une pièce, cet évidement débouchant vers l'extérieur de la pièce. Ce procédé comprend le positionnement d'un déflecteur à l'intérieur de l'évidement et le positionnement d'une buse de projection de telle manière que cette buse soit disposée pour projeter un matériau de revêtement sur le déflecteur et ce déflecteur étant agencé et disposé dans l'évidement de manière qu'une partie au moins du matériau de revêtement projeté sur ce déflecteur soit orienté par le déflecteur vers une paroi interne de l'évidement afin d'y réaliser un dépôt. Selon un second aspect de l'invention, il est proposé un dispositif pour la réalisation d'un dépôt dans un évidement formé dans une pièce et débouchant vers l'extérieur de cette pièce. Ce dispositif comporte une buse de projection d'un matériau de revêtement se présentant sous forme de grains de matériau de revêtement, un déflecteur disposé à distance de la buse et adapté à modifier la trajectoire de grains projetés par la buse afin de pouvoir les orienter vers une paroi à revêtir de l'évidement. Grâce au procédé et au dispositif selon l'invention qui utilise un déflecteur de matériau de revêtement positionné dans l'évidemment, on peut revêtir une paroi interne de l'évidement avec un matériau de revêtement sans avoir à faire pénétrer la buse dans l'évidement. Ce procédé et dispositif sont particulièrement utiles pour revêtir des parois internes d'évidements, alésages qui débouchent vers l'extérieur d'une pièce et dont les dimensions sont telles qu'il n'est aisé / possible de réaliser un tel dépôt intérieur à l'aide d'une simple buse de projection. Pour la compréhension de l'invention, un évidement débouchant peut présenter un seul passage entre l'évidement et l'extérieur de la pièce et possiblement plusieurs passages entre l'évidement et l'extérieur de la pièce, dans ce dernier cas ces passages peuvent déboucher de part et d'autre de la pièce. En effet, dans certains cas la taille de la buse est incompatible avec la taille de l'évidement / alésage pour pouvoir y réaliser un dépôt. Outre le fait que la buse peut être trop grande pour pouvoir pénétrer dans l'évidemment, on peut aussi avoir le cas où il est difficile d'orienter correctement le flux de la buse vers la paroi pour y réaliser un dépôt. On peut aussi avoir le cas où le passage libre existant entre le flux de matière projeté par la buse et la paroi interne de l'évidement est insuffisant pour permettre un traitement correcte (fusion et/ou accélération) des particules projetées ou une évacuation suffisante des déchets de projection comme des gaz de projection ou le matériau de revêtement non accroché sur la paroi. L'usage du déflecteur permet, sans trop encombrer l'évidement, d'orienter vers la paroi et suivant une seconde direction, le flux de matériau projeté, suivant une première direction, par la buse. Ce procédé et dispositif de l'invention sont particulièrement utiles dans les cas où l'on souhaite revêtir, à l'aide d'une buse de projection d'un matériau de revêtement, une paroi interne d'un alésage difficile d'accès. Le déflecteur peut être introduit en lieu et place de la buse dans l'alésage. Grâce à sa fonction de déflexion il réoriente les particules de matériau de revêtement projetées de manière à former une couche de revêtement sur la paroi interne de l'alésage, là où on l'estime nécessaire. Dans un mode complémentaire de ce procédé selon l'invention, le déflecteur peut être supporté par un support de déflecteur agencé pour autoriser le déplacement du déflecteur par rapport à la buse. Ce mode permet de régler des paramètres influents de la qualité du dépôt formé. Par exemple, on peut déplacer le déflecteur pour le rapprocher ou l'éloigner de la buse et ainsi faire varier la vitesse des particules au point d'impact des particules sur le déflecteur. La qualité de la déflection et la présence ou non d'un dépôt de particules sur le déflecteur peut dépendre de la distance d'éloignement entre la buse et le déflecteur et de la vitesse d'impact sur le déflecteur. En réglant cette distance buse / déflecteur on peut ainsi modifier la qualité du dépôt sur la paroi de l'évidement. En outre, la buse peut être mobile avec le 5 support de déflecteur pour autoriser le déplacement simultané du déflecteur et de la buse par rapport à la pièce. Selon ce dernier mode de réalisation, le support de déflecteur peut aussi être agencé pour que lors du déplacement simultané de la buse et du déflecteur par 10 rapport à la pièce, le déflecteur puisse être déplacé par rapport à la buse. Ceci permet d'ajuster tout au long de la projection, la position relative de la buse par rapport au déflecteur, la position relative de la buse par rapport à la pièce et la position relative du 15 déflecteur par rapport à la pièce. On peut aussi déplacer le déflecteur pour modifier son orientation par rapport à la buse. La trajectoire des particules après déflection dépend de l'orientation du déflecteur vis-à-vis de la buse. En 20 réglant, cette orientation buse / déflecteur on peut modifier la position du point d'impact des particules de matériau de revêtement sur la paroi de l'évidement. Typiquement, et en complément du mode de réalisation précédent, on peut faire en sorte que le 25 support de déflecteur soit également agencé pour permettre un déplacement du déflecteur par rapport à la buse suivant au moins un axe de déplacement rectiligne. L'axe de déplacement rectiligne peut être parallèle à un axe principal de projection de la buse. 30 En complément de l'un au moins des modes de réalisation précédents, on peut faire en sorte que le support de déflecteur soit agencé pour permettre une orientation dudit déflecteur par rapport à la buse selon un axe d'orientation perpendiculaire par rapport à l'axe 35 principal de projection de la buse. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - La figure 1 représente un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention utilisé pour le revêtement d'un alésage cylindrique débouchant formé dans une pièce ; - La figure 2 présente un second mode de réalisation du dispositif selon l'invention utilisé pour le revêtement d'une rainure débouchante formée dans une pièce. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Comme indiqué précédemment, l'invention concerne un dispositif 0 pour la réalisation d'un dépôt D dans un évidement 2 formé dans une pièce 3 et débouchant vers l'extérieur de la pièce. L'invention concerne aussi un procédé d'utilisation de ce dispositif 0 pour la réalisation d'un tel dépôt D. Comme illustré aux figures 1 et 2, ce dispositif comporte une buse de projection 4 d'un matériau de revêtement 5 se présentant sous forme de grains. On note qu'il est aussi possible que le matériau projeté provienne d'une projection « arc-fil » où le matériau d'apport est sous forme de fil fondu via un arc et projeté via un flux. Une telle buse 4 est usuellement utilisée dans les procédés de revêtement dits de « Projection par Flamme Supersonique » correspondant au terme anglophone « High Velocity Oxygen Fuel ». Cette buse projette, à une vitesse de projection de plusieurs centaines de mètre par seconde, et préférentiellement supersonique, typiquement supérieure à 500m/s, et selon un axe principal de projection X, un matériau de revêtement se présentant sous la forme de particules / mélange pulvérulent. Les particules projetées présentent des dimensions comprises entre 1 à 100 micromètres. Le dispositif 0 selon l'invention comporte en outre un déflecteur 10 disposé à distance de la buse 4 et adapté à modifier la trajectoire de grains / particules projetés par la buse afin d'orienter ces grains vers une paroi 2' à revêtir de l'évidement 2. Le dispositif 0 comporte un support 7 de pièce 3 agencé pour porter la pièce présentant l'évidement 2 et sur laquelle on souhaite réaliser le dépôt D. Ce support 7 peut être orientable selon un axe d'orientation Y3 pour déplacer la paroi 2' de l'évidement par rapport au déflecteur 10. Le dispositif 0 comporte en outre un support 6 de déflecteur 10 adapté à déplacer le déflecteur 10 par rapport à la buse 4 et par rapport au support de pièce 7 pendant la projection du matériau de revêtement. Ce support 6 de déflecteur 10 est adapté à déplacer, en translation, le déflecteur par rapport à la buse 4 suivant : - un axe de déplacement rectiligne longitudinal X1 sensiblement parallèle à l'axe de projection X ; et/ou - un axe de déplacement rectiligne transversal X2 s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de projection X. En outre, ce support 6 comporte des moyens d'orientation adaptés à orienter le déflecteur 10 par rapport à la buse 4 selon : - un axe d'orientation Y2 s'étendant dans un plan perpendiculaire par rapport à un axe principal X de projection de la buse 4 ; et/ou - un axe d'orientation Y1 sensiblement parallèle à l'axe principal X de projection de la buse ; et/ou - un autour d'un axe de déplacement longitudinal X3 de la buse, cet axe X3 étant sensiblement parallèle à l'axe X. Dans un mode particulier, la buse 4 peut être déplacée autour de l'axe X3 et décrire un cercle autour de cet axe X3. Comme on le voit sur la figure 2, la buse peut être déplacée à l'aide d'actionneurs de buse 4 adaptés à déplacer la buse en translation par rapport à la pièce 2 selon : - un axe de déplacement longitudinal X3 de buse sensiblement parallèle à l'axe X ; et/ou - un premier axe de déplacement transversal X4 s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe X ; et éventuellement X5 s'étendant perpendiculaire à l'axe X, plan ce second transversal sensiblement axe X5 étant - un second axe de déplacement dans ce même sensiblement perpendiculaire au premier axe X4. On note que lors de la projection, on peut fixer la position relative du déflecteur 10 par rapport à la buse et déplacer cet ensemble déflecteur et buse d'un seul bloc par rapport à la pièce, ceci permet d'homogénéiser le flux de particules orienté par le déflecteur. Alternativement, on peut déplacer en même temps la buse par rapport au déflecteur, le déflecteur par rapport à la pièce et la buse par rapport à la pièce. Le déflecteur 10 peut présenter un ou plusieurs types de surfaces de déflexion, comme une surface plane semblable à celle des figures 1 et 2 ou éventuellement une surface conique. Dans le cas d'une surface de déflexion conique, cette surface peut être réalisée autour d'un axe de symétrie de cône orienté parallèlement à l'axe de symétrie de l'alésage, avec la base du cône située à plus grande distance de la buse que le sommet du cône. Une telle surface conique peut être utile pour étaler le flux matériau réorienté par le déflecteur sur une plus grande surface de paroi 2'. Une surface conique est préférée pour recouvrir un évidement concave (par exemple un alésage cylindrique) et une surface plane est préférée pour recouvrir un évidement à paroi plane. Préférentiellement, on choisit la forme et la nature de la surface de déflexion en fonction des dimensions de l'alésage 2 / de l'évidement 2 et en particulier en fonction de l'ouverture de l'évidement par laquelle pénètre le flux de matériau projeté. La surface de déflection peut être formée lisse, dure et résistante à la chaleur, par exemple à l'aide d'une céramique frittée contenant de l'alumine et/ou de la zircone permettant de durcir la surface de déflection pour ainsi réduire le collage de matériau de revêtement. En adaptant la taille du déflecteur sélectionné, le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour réaliser des dépôts dans des alésages de taille supérieure à 40 mm de diamètre. Pour cela l'invention peut aussi porter sur un kit comprenant une buse et une pluralité de déflecteurs adaptables à la buse, chaque réflecteur étant adapté à un type de forme d'évidement. On note que chacun au moins des axes de déplacement ou d'orientation décrits ci-avant peut être reliés à des actionneurs pour commander les déplacements / orientations relatifs de la pièce, de la buse, et du déflecteur en fonction d'un programme de commande exécuté par un automate. Un tel programme est déterminé en fonction de la forme de l'évidement à revêtir pour permettre de déplacer le point d'impact principal des particules sur la paroi. La trajectoire de ce point d'impact principal peut être prévue pour être homogène ou hétérogène sur la paroi en fonction de la nature du dépôt souhaité. Pour une régularité du dépôt, on peut faire en sorte que cette trajectoire soit en zigzag et recouvre partiellement des zones de dépôt préalablement formées. L'épaisseur du dépôt peut être adaptée en fonction de la vitesse de passe et du nombre de passes réalisées. Typiquement, on cherche à former une couche d'au moins 300pm et de dureté supérieure à 300HV. Pour cela, les particules projetées peuvent contenir des carbures. Avec ce procédé, il est possible de réaliser un dépôt D dans un alésage dont la densité et la dureté peut être ajustée en fonction des paramètres programmés dans un calculateur exécutant le programme de commande des actionneurs. Ces paramètres peuvent comporter la vitesse de projection par la buse et/ou la vitesse d'avance du point d'impact sur la paroi 2' et/ou la distance entre buse et déflecteur 10 et/ou la distance entre déflecteur et la paroi 2' et/ou l'angle a d'orientation de déflecteur par rapport à la buse et/ou l'angle 13 d'orientation de la direction déviée des particules vis- à-vis de la paroi 2' et/ou le flux de matériau de revêtement projeté par la buse et/ou la géométrie du déflecteur. Pour permettre la déflection de trajectoire des particules sur la surface du déflecteur, on fait en sorte que l'angle a formé entre la trajectoire rectiligne d'une particule sortant de la buse et la surface du déflecteur, soit compris entre 120° et 160°. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, cet angle a, vu dans un plan de coupe transversal par lequel passe l'axe de projection principal X, est mesuré entre l'axe de projection principal X et une portion de la surface du déflecteur, qui est en vis-à-vis du flux de particules dévié par ce déflecteur. Cet angle a compris entre 120° et 160°, permet une bonne déviation des particules tout en minimisant l'adhérence des particules sur la surface de déflection. En outre, toujours dans le plan de coupe précité, la surface du déflecteur est positionnée de manière que le flux projeté suivant l'axe principal X puis déviée par la surface du déflecteur présente une trajectoire déviée qui forme avec la paroi interne de l'évidement à revêtir, un angle 13 égal à 90°+/- 20°. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'un dépôt (D) dans un évidement (2) formé dans une pièce (3), le procédé comprenant le positionnement d'un déflecteur (10) à l'intérieur de l'évidement (2) et le positionnement d'une buse de projection (4) de telle manière que cette buse soit disposée pour projeter un matériau de revêtement (5) sur le déflecteur (10) et ce déflecteur (10) étant agencé et disposé dans l'évidement (2) de manière qu'une partie au moins du matériau de revêtement projeté sur ce déflecteur (10) soit orienté par le déflecteur vers une paroi interne (2') de l'évidement (2) afin d'y réaliser un dépôt (D). 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le déflecteur (10) est supporté par un support de déflecteur (6) agencé pour autoriser le déplacement du déflecteur par rapport à la buse (4). 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le support de déflecteur (6) est agencé pour permettre un déplacement du déflecteur (10) par rapport à la buse (4) suivant au moins un axe de déplacement rectiligne (Xl, X2). 4. Procédé selon l'une au moins des revendications 2 ou 3, dans lequel le support de déflecteur (6) est agencé pour permettre une orientation dudit déflecteur (10) par rapport à la buse (4) selon un axe d'orientation (Y2) perpendiculaire par rapport à un axe principal de projection (X) de la buse (4). 5. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes dans lequel le matériau de revêtement (5) projeté par la buse (4) est constitué de particules qui présentent des dimensions comprises entre 1 à 100 micromètres, ces particules étant projetées par la buse avec une vitesse de projection supérieure àplusieurs centaines de mètre par seconde. 6. Dispositif (0) pour la réalisation d'un dépôt dans un évidement (2) formé dans une pièce (3), ce dispositif comportant une buse de projection (4) d'un matériau de revêtement (5) se présentant sous forme de grains de matériau de revêtement, un déflecteur (10) disposé à distance de la buse (4) et adapté à modifier la trajectoire de grains projetés par la buse (4) afin de pouvoir les orienter vers une paroi à revêtir de l'évidement. 7. Dispositif selon la revendication 6, comportant en outre : - un support de pièce (7) agencé pour porter une pièce (3) dans un évidement (2) de laquelle on souhaite réaliser un dépôt (D) de revêtement (5) ; - un support de déflecteur (6) adapté à déplacer le déflecteur par rapport à la buse (4) et par rapport au support de pièce (7) pendant la projection du matériau de revêtement. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le support de déflecteur (6) est adapté à déplacer le déflecteur par rapport à la buse suivant un axe de déplacement rectiligne (Xl, X2) et/ou est adapté pour orienter ledit déflecteur (10) par rapport à la buse (4) 25 selon un axe d'orientation (Y2) perpendiculaire par rapport à un axe principal (X) de projection de la buse. 9. Dispositif selon l'une au moins des revendications 6 à 8, dans lequel le déflecteur présente une surface de déflexion (S) plane. 30 10. Dispositif selon l'une au moins des revendications 6 à 8, dans lequel le déflecteur présente une surface de déflexion (S) conique, cette surface étant réalisée autour d'un axe de symétrie de cône orienté parallèlement à l'axe de symétrie de l'alésage.