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Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Ven 13 Aoû 2010 13:59
de kurillos
Bonjour,

Il est possible de métalliser tes pièces en bois avec une base cuivre ou bronze, à partir d'une torche de rechargement semblable à une torche de type HVOF (High Velocity Oxygen Fuel). Une torche HVOF permet de fondre des microbilles d'un métal d'apport que l'on liquéfie avec un mélange oxycarburant (propane, tétrène, acétylène) et on projette ces gouttelettes avec le panache de la flamme à une vitesse supersonique.

Image

Il existe une technique dérivée, qui emploie un tube convergent / divergent dit "tube de Delaunay"; où l'on injecte de l'argon pur à haute pression dans une chambre munie de résistances électriques. L'argon réchauffé à une température précise et réglable liquéfie les billes, qui éclatent sur le support à la manière de boules de neige contre un mur.

La vitesse d'éjection du fluide est très élevée (voisine de Mach 2.0) et on peut même métalliser des objets en carton sans le faire brûler ni le déformer sous l'impact.

L'usage de l'argon évite une oxydation / nitruration de la matière pulvérulente, entre la bouche de la torche et la cible.

C'est une technique industrielle récente qui nous vient d'Ukraine, des sociétés spécialisée dans la métallisation sont équipée de cet appareil qui ressemble un peu à un canon de DCA.

Bien à toi.

EDIT: Sujet divisé à partir de: Patine à froid du cuivre ou du laiton

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Ven 13 Aoû 2010 14:38
de roseleur
La métallisation par projection thermique est connue depuis longtemps mais il semble que ses nouvelles évolutions permettent de meilleurs résultats.
    - Quel est l'aspect de surface obtenu ? Est il moins rugueux que celui obtenu par les méthodes traditionnelles ?
    - Peut on obtenir des surfaces quasi lisses ?
    Cela dit, ces procédés sont plutôt de type industriel et rarement à la portée des petits ateliers me semble-t'il. La sous traitance peut elle être facilement envisagée ?

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Ven 13 Aoû 2010 18:33
de kurillos
Bonjour Roseleur,

Effectivement, ce domaine est en pleine ébullition.

Des progrès phénoménaux ont été fait dans le domaine de la métallurgie des poudres, du cryobroyage pour l'obtention de poudres à granulométries précises, de recherches fondamentales et appliquées en technologie des procédés; et surtout par l'unification des pratiques industrielles mondiale au regard de la tribologie.

La tribologie est un domaine fondamental de notre économie actuelle.
Avec sa grande copine la corrosion, les frottements sont responsables à eux deux de "l'évaporation" de 10% de la richesse produite chaque année, selon un point de vue partagé par la Banque mondiale, le FMI et l'OCDE.

Il y a donc des recherches qui ont eu lieu et qui se poursuivent aujourd'hui afin de renforcer la tenue des équipements vis-à-vis des phénomènes d'usure, et de la corrosion.


Les progrès réalisés en 20 ans sont à peine croyable et occupent un volume encyclopédique des plus conséquent : la tribologie est fille unique de l'empirisme.

Aussi, on arrive à déposer des couches (voire des sous-couches) de métaux nobles aux formulations "exotiques" : bases nickel, bases cobalt, bases céramique-métal, application d'eutectiques sur métaux : zircone, carburundum...

Le prix du matériel et des poudres est élevé, mais les entreprises utilisatrices sont systématiquement orienté vers la sous-traitance et l'ensemble a une structure des coûts très raisonnable.

On fait du cousu-main avec des résultats garantis sur des pièces uniques ou de très grande série, le tout à un prix très compétitifs. C'est un métier où rien ne sert de "mettre des tartines", pourvu que l'état de surface et le problème initial soit bien défini. A part le cas du blindage à usage militaire où l'épaisseur reste déterminante.

Un artisan peut tout à fait faire appel à une société spécialisée. La prise de valeur est par contre à considérer comme un investissement de long terme. Si une pièce s'usait en 6 mois, avec certaines formules on tient sur du long terme : 20, 30, 50 ans !
C'est rapporté à la durabilité finale du produit et de sa performance brute que le coût est "raisonnable".

Une société reconnue dans le monde entier, Selectarc (qui appartient au club fermé des Hénokiens : cette industrie familiale existe depuis plus de 200 ans !) permet à ses clients de recharger leurs pièces avec des électrodes enrobées spéciales, pour tout les usages : du broyeur de canne à sucre jusqu'à l'application spatiale.

La société Castolin-Eutectic est un acteur incontournable et reconnu dans ce domaine, ils sont fabricants de brasures et de métaux d'apport pour la soudure.

Il existe un portail de sociétés spécialisées dans ce domaine, implantées partout en France : lien
Il n'y a pas que les métaux qui ont fait des progrès. On retrouve des avancées spectaculaires dans le domaine des bétons réfractaires formulés à base d'aluminates de calcium, la société Kerneos a acquis un savoir faire conséquent en la matière.
Bien à toi.

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Ven 13 Aoû 2010 19:12
de roseleur
Je ne connais pas très bien mais j'ai quand même l'impression que ce procédé a une vocation de protection contre la corrosion et n'est pas tellement utilisé à des fins de mise en oeuvre ou décoratives.
D'autre part, l'aspect semble être systématiquement très mat.

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Mer 24 Nov 2010 10:38
de Revêbois
Bonjour, en effet il existe bien des procédés de projection thermique utilisés pour revêtir le bois. J'ai moi même participé à un projet appelé Revêbois qui consistait à développer des revêtements de métaux (laiton bronze cuivre aluminium zinc...) par projection arc-fil et des revêtements céramiques par projection plasma sur des supports en bois. Je vous invite à découvrir ce projet et quelques exemples de revêtements ici en page 2 : http://www.ester-technopole.org/IMG/pdf/BREVES_64.pdf

Les résultats de ce projet ont déjà été présentés notamment au salon Bâtimat et à la fête de la science. Voila une idée de ce que donnent des revêtements laiton et zinc:

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Mer 24 Nov 2010 12:00
de cardoso5fr
Ce procédé ne fait qu'une métallisation de surface ou cela permet-il de métalliser un peu en profondeur de la matière comme une stabilisation ?
Cela pourrait être intéressant d'avoir des plaquettes bois "stabilisé" cuivre, zinc...

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Mer 24 Nov 2010 12:44
de Revêbois
Les procédés de projection thermique sont en effet destinés à réaliser des revêtements et non pas des traitements en profondeur (traitements de diffusion ou de conversion). Les applications des revêtements de métallisation par arc-fil sont essentiellement décoratives, comme vous avez pu le voir sur la photo. D'autre part les revêtements obtenus par projection plasma de céramiques peuvent avoir des applications diverses de barrières thermiques (porte coupe-feu), de revêtements anti-usure etc.

En ce qui concerne la décoration, il est également possible de réaliser des dépôts multi-couches et différents masquages. L'exemple ci-dessous est un échiquier réalisé de cette manière.

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Mer 24 Nov 2010 13:10
de MMB
La métallisation par projection thermique (shoopage) est utilisée depuis bien longtemps dans la fabrication de condensateurs secs aluminium-mylar : on enroule deux films de ces composants, et on projette, sous vide, de l'aluminium sur les tranches de la bobine, ce qui permet ultérieurement d'y souder les fils servant au raccordement du condensateur. Le résultat de la projection était (il y a 30 ans) légèrement granuleux, et l'adhérence variable, mais suffisante pour le but recherché. La première fois que j'ai vu ce procédé en œuvre, ça m'avait paru "magique" !

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Mer 24 Nov 2010 14:09
de cardoso5fr
Dommage que cela ne soit pas en profondeur, cela aurait été intéressant au niveau des rendus. Est-ce purement décoratif comme traitement, ou cela a-t-il des avantages mécaniques, chimiques ?
D'après ce que je lis dans le post de MMB, cela peut avoir des applications vraiment variées.

Re: Métallisation par projection thermique HVOF (High Velocity Oxygen Fuel)

MessagePosté: Mer 24 Nov 2010 14:54
de Revêbois
Si on parle de projection thermique en général, oui les applications sont effectivement extrêmement variées. Il existe par ailleurs différentes techniques : La projection arc-fil, flamme, plasma, hvof, canon à détonation et cold spray. La variété de matériaux que l'on peut projeter est très vaste : métaux purs et alliages mais surtout oxydes (alumine, zircone, ...) et carbures (WC-Co, Cr3C2 etc.). En ce qui concerne la métallisation, la technique appelée shoopage est en fait de la projection arc-fil ou flamme de Zn pur ou Zn/Al. Mais des techniques de projection plus poussées comme le plasma ou l'HVOF sont couramment utilisées par exemple dans l'aéronautique pour revêtir les aubes de turbine, dans le médical (revêtements d'hydroxyapatite sur les prothèses).

Si vous désirez plus d'informations concernant la projection thermique et la métallisation du bois, je vous invite à vous rendre sur le site de TCPP (lien), spécialisée dans ce domaine ou à contacter le citra (citra@citra-limousin.com).