SEMINAIRE TECHNIQUE METALLURGIE. Gand 27 mars 2015

Transcription

1 SEMINAIRE TECHNIQUE METALLURGIE Gand 27 mars 2015

2 PROJECTION THERMIQUE : REVETEMENTS DE PROTECTION HAUTE TECHNOLOGIE Claude Thomas / Sammy Lasseel

3 PIKOASUR Création en 2000 par : Metrasur, France, projection thermique dans l aéronotique Pikotechnic, Finlande, projection thermique dans le secteur de la papeterie Rachat par le Groupe Hannecard le 1/10/2014 Activités : 1. Fabrication et réparation des rouleaux déplisseurs En atelier 2. Rectification et Usinage sur site et en atelier 3. Projection Thermique sur site et en atelier

4 ACTIVITES

5 1. Fabrication et réparation de rouleaux déplisseurs Fabrication / réparation de rouleaux toutes marques, gainés ou chromés

6 2. Rectification et Usinage Rectification sur site ou en atelier de cylindre sécheurs, yankee, frictionneurs, etc.

7 3. Projection Thermique Résistance à l abrasion Résistance à la corrosion Résistance chimique Restitution du grip

8 3.2 Revêtements : PIKOCAL Résistance à l abrasion Carbure de tungstène Epaisseur : plusieurs mm Dureté : 1300HV Rugosité (Ra) < 0.05µm

9 3.1 Revêtements : PIKOCHROME Résistance à la corrosion Carbure de chrome Epaisseur : plusieurs mm Dureté : 1000HV Rugosité (Ra) < 0.05µm

10 3.1 Revêtements : CARBUFLON Résistance à la corrosion + anti adhérence Carbure de tungstène + Polymère Dureté : 1150HV Rugosité (Ra) = 1.5µm Peut être doctoré

11 3.1 Revêtements : PIKOGRIP Restitution du grip Carbure de tungstène rugeux Epaisseur : 60µm à 200µm Dureté : 1150 HV Rugosité (Ra) = 3µm < Ra < 12µm

12 3.1 Projection Thermique : Outils

13 3.1 Projection Thermique : Outils

14 CAPACITE DE PRODUCTION EN ATELIER

15 Capacité de production en atelier Production et stockage : 1350 m 2

16 Capacité de production en atelier Tournage : 1 tour CN + 2 tours conventionnels Diamètre sous chariot : 1100mm Diamètre sous glissières : 1600mm Longueur :10m entre pointe Poids : 15 Tonnes

17 Capacité de production en atelier Rouleau déplisseurs : 5 postes de réparation

18 Capacité de production en atelier Pont de 32 tonnes

19 Capacité de production en atelier Cabine de projection : Largeur 5m / longueur 11m Asservicement entre la rotation et la translation

20 Cela se sent comme : + + +

21 Afin d obtenir :

22 Introduction Mr. Claude Thomas Expert et consultant dans la projection thermique : équipement / installations applications matériel Membre du European Thermal Spray Association Membre du comité d expertise d AFNOR Professeur aux écolles d ingénieurs et universités

23 Une technologie mature, un nouvel outil, pour un résultat final et la construction de dépôt de plus grande qualité et pour la solution à de nouvelles applications ou de problèmes récurrents. Augmenter la durée de vie des pièces et surfaces (productivité) Diminuer le nombre d intervention de maintenance (coûts) Garantir la durée de vie de la fonction surface (rugosité) Garantir la qualité du produit final Diminuer le coût de remplacement des pièces Solution au problèmes récurrents

24 Thermal Spraying Coating Thermal spray principle Synopsis Adhesion Cohesiveness Porosity Unmelt particle Oxide Micro hardness

25 Thermal Spray : Basic Principle Addition Material : wire or powder Heat Source Fused Particles Acceleration Splashed onto the substrate surface

26 Coating Morphology Mechanical Bonding Lamellar Structure Porosity Oxide Splat Non fused particle Surface Roughness

27 Adhésion, ASTM C633

28 Micro Dureté (Vickers) Définition Micro Dureté de la couche déposée est réalisée avec une pointe d indentation type diamant sous faible charge (de 50 gr à 300gr), charge appliquée en fonction de l épaisseur de la couche déposée et des caractéristiques mécaniques de la couche et du substrat. La mesure dimensionnelle de l impact se fait a l aide d un microscope.

29 Particularité des divers dépôts projetés Avec les technologies Wire-Flame, Powder-Flame, ArcJet, Atmospheric Plasma Low Energy, Atmospheric Plasma High Energy, HVOF, les revêtements sont en tension Quand un revêtement est en tension, et lors du fonctionnement de la surface incriminée ( soit sous forte charge soit sous haute température) des fissures apparaissent et la décohésion intergranulaire du revêtement s en suit. Il y a automatiquement une limitation d épaisseur. Avec les technologies HP/HVOF, D-Gun, SD-Gun, HFPD, HVAF, les revêtements sont en compression Quand un revêtement est en compression, aucune fissure ou décohésion intergranulaire n apparait et il n y a pas de limitation d épaisseur de la couche déposée.

30 Ce qui est élémentaire de savoir La composition chimique du revêtement est guidée par : Carbures pour la résistance à l abrasion Céramiques (oxydes) pour la haute température Alliages pour la corrosion

31 La densité apparente du matériau projeté est importante En général, un matériau de grande densité a une coulabilité bonne, une vitesse d impact faible mais une force d impact élevée et une aptitude a la fusion faible Un matériau de faible densité a une aptitude a la fusion plus grande, une moins bonne coulabilité et une vitesse d impact grande mais une force d impact faible

32 Technologies

33 Vitesse / Température Température des particules, C Arc -fil Plasma H.V.A.F Vitesse des particules, m/s

34 HVAF ( Haute Vélocité Air-Propylène)

35 Revêtement déposé par H.V.A.F Préparation de surface par impact d abrasif Sans préparation de surface

36 HP-HVAF : WC and CrC coatings WC-10Co 4Cr Cr3C²-NiCr

37 HP/HVAF Caractéristiques mécaniques des dépôts H.V.A.F Adhérence > à 70MPa Revêtement en Compression Porosité < 1% dans le cas des carbures Micro-Dureté 500 to 1500 HV0,3 Taux d oxyde < à 2% Débit masse : Plus de 500 gr/mn Plus de 30 kg/h

38 Pour garantir la Qualité finale d un dépôt il faut : Utiliser un matériau de grande Qualité Un moyen de dépôt de Grandes Performances La connaissance métallurgique du matériau adéquat Et enfin la parfaite connaissance dans : Fonction Concept Revêtement Les caractéristiques de fonctionnement de la surface incriminée ( vitesse, charge..) Les caractéristiques de l environnement ( température, milieu oxydant ou autre)

39 DIFFERENTES USURES

40 Sidérurgie et Usures L Usure Abrasive Corrosive Haute Température Oxydation - Corrosion Quelle est la définition de la température en projection thermique Pour le Procédé de Projection Thermique on considère qu une température environnementale ou de peau d une pièce est : 0 C T C 540 C = Froid 550 C T C 980 C = Chaud T C 1000 C = Très Chaud

41 Pièce ou surface fonctionnant en environnement froid Les différents revêtements sont : Mono-couche Carbure de Tungstène Carbure de Chrome Molybdène Revêtement Duplex Carbure de Tungstène+ Revêtement Thermo-Chimique Carbure de Chrome + Revêtement Thermo-Chimique

42 Pièces situées dans un environnement chaud Les différents revêtements sont : Mono-couche Carbure de Chrome Alliages MCrAlY s NiCoCrAlY s CoNiCrAlY s Revêtements Duplex Carbure de Chrome+ Thermo-Chimique Alliages + Thermo-Chimique

43 Revêtement Thermo-Chimique C est quoi? C est un dépôt mis en place après le revêtement déposé par projection thermique, qui a pour but final de rendre le dépôt projeté : Une caractéristique de non-mouillabité (hydrophobe) Porosité nulle Une plus grande résistance à la corrosion à haute et basse température Une meilleure rugosité de surface Micro-Dureté > 2000 HV 0,05

44 Cas particulier des rouleaux immergés Zinc: Rouleau de fond Revêtement dur + Thermo-Chimique = Non-mouillabilité Rouleau stabilisateur Revêtement dur+ Thermo-Chimique = Non-mouillabilité Rouleau correcteur Revêtement dur+ Thermo-Chimique = Non-mouillabilité Aluminium: Aluminium Pot Rolls Revêtement dur+ Thermo-Chimique = Non-mouillabilité

45 Dernier cas : Plaque de coulée continue Revêtement Duplex garantissant la protection anti-usure de la couche de nickel et une augmentation de la productivité (durée de fonctionnement de la plaque avant démontage pour réfection du dépôt). Micro-Dureté : plus de 1500 HV 0,3 Porosité: moins de 0,5% Taux d oxyde: moins de 1%

46 Revêtements usités en Sidérurgie Process rolls Deflector roll WC-CoCr coating Block S roll WC-12Co or WC-NiCr coating Accumulator roll WC-12Co coating Guiding roll WC-12Co coating Conductor roll CrC-80/20 NiCr coating WC-CoCr 86/10/4 coating

47 Revêtements usités en Sidérurgie Cold rolling WC-12Co WC-17Co WC-CrC-NiCr Sendzimir WC-CoCr 86/10/4 WC-NiCr Furnace roll CrC-NiCr coating

48 MERCI DE VOTRE ATTENTION