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DEFINITIONS TRAITEMENT DE SURFACES 2 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS

DEFINITIONS TRAITEMENT DE SURFACES 2 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS PLAN DE FORMATION T.S Qu’est ce que le traitement de surface ? Qu’est ce que le traitement de surface ? Généralités Généralités Les différents types de traitements de surface Les différents types de traitements de surface Présentation d’une usine de traitements de surface par voie Présentation d’une usine de traitements de surface par voie humide humide Préparation de la surface Qu’entend-on par préparation d’une surface ? Le but de la préparation de surface Quelles propriétés pour une application donnée ? Le dégraissage Le décapage Dépassivation-activation Le polissage Les traitements de surface par voie humide. GENERALITES 4 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Qu’est ce que les traitements de surface ? Qu’est ce que les traitements de surface ? Pour protéger ses biens, il lui a fallu constamment choisir entre : - utiliser un matériau intrinsèquement résistant et souvent « noble » -recouvrir celui-ci par un revêtement ou un matériau plus résistant ( ex : la bijouterie ) Industrie automobile Infrastructure et construction Protection Décoration Aérononautisme Tunning ! Batiment Bijouterie Modifier les propriétés des matériaux Microélectronique Electrique, frottement, dureté 5 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Définition Définition L’expression « Traitements de surface » sous-entend l’ensemble des traitements réalisés à la surface d’une pièce, généralement de l’ordre de quelques microns, qui confèrent au produits des propriétés de surface différentes de celles qui existent dans la masse. Substrat Substrat Procédé Procédé Science des Matériaux -Métallurgie - polymères Génie des procédés -transfert de chaleur - chimie des solutions - chimie organique - électrochimie Rejets : dépollution, législation 6 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Fonctions d’un Traitement de Surfaces Fonctions d’un Traitement de Surfaces Décoration Décoration Anticorrosion Anticorrosion -traitements électrolytiques Revêtements métalliques Conversions (anodisation) -Traitements chimiques Conversions (phosphatation) -traitements électrolytiques Revêtements métalliques Dorure, chromage Brillantage -Traitements chimiques -Préparer Dégraissage Décapage -Mettre en forme Dépôts épais Enlèvement de matière adapter l’interface 7 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Aspects économiques Aspects économiques A ces deux fonctions essentielles, il faut rajouter un certain nombre d’autres: - la conductivité électrique - l’isolation électrique - la conductibilité thermique - la soudabilité - l’isolation aux rayonnements - la modifications des propriétés optiques - l’amélioration des caractéristiques de glissement - l’isolation thermique Les deux principales fonctions du TTS, c’est lutter contre : - corrosion - l’usure, correspondent dans le monde à un coût annuel de 120 milliards d’euros, dont 75 pour la seule corrosion Rôle principale du TTS = maintenance préventive et curative des pièces 8 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Aspects économiques Aspects économiques En France, le marché du TTS représente chaque année 900 000 tonnes de matériaux d’apport à des surfaces + 3 millions de tonnes de substrats traités. À elles seules, les peintures industrielles représentent 25 % des matériaux d’apport. Soudabilité 3% Conductibilité électrique 8% Amélioration de l'aspect 11% Amélioration des caractéristiques de glissement 8% Anti-corrosion 44% Anti-usure 24% Autres 2% Autres : 0,75 % Modifications des propriétés optiques 0,45 % Isolation électrique 0,15 % Antioxydation à haute température 0,07% Isolation aux rayonnements 0,08 % Isolation thermique Répartition du chiffre d’affaires suivant les propriétés recherchées 9 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Aspects économiques Aspects économiques 4 facteurs conditionnent l’évolution de la profession : -L’environnement et les contraintes : traitement des effluents aqueux et gazeux -l’amélioration des performances, liée à la qualité, à la qualification des entreprises, à la normalisation, à l’automatisation -les évolutions technologiques avec la mutation des matériaux métalliques et le développement des non-métalliques : polymères, composites et céramiques - les techniques nouvelles le plus souvent liées au vide qu’il s’agisse de dépôts physiques en phase vapeur (pulvérisation cathodique et magnétrons) ou de plasma sous pression partielle et à l’utilisation des hautes énergies superficielles comme le faisceau laser ou le faisceau d’électrons. TYPES DE TRAITEMENT DE SURFACES 11 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Les différents types de traitements de surface Les différents types de traitements de surface   Les transformations structurales Les transformations structurales : (modification de la structure métallurgique du substrat). fusion et trempe superficielle (induction et chalumeau, laser, bombardement électronique) ; traitement mécanique (durcissement par choc : grenaillage de précontrainte ou martelage).  Les traitements thermochimiques de diffusion Les traitements thermochimiques de diffusion : (le matériau d'apport diffuse dans le substrat)  diffusion des métaux (aluminisation, chromisation, implantation ionique) ;  diffusion des métalloïdes (cémentation, nitruration, carbonitruration, boruration). 12 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Traitements par transformation structurale 6% Traitements de diffusion 5% Revêtements hors peinture 42% Peintures 30% Traitements de conversion 17% Les différents types de traitements de surface Les différents types de traitements de surface 13 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Voie sèche : Voie sèche : Revêtements à partir d’une phase gazeuse Revêtements à partir d’une phase gazeuse Dépôt par voie physique : PVD (Physical vapour deposition) Dépôt par voie chimique : CVD (Chemical vapour deposition) Principe : Revêtements élaborés en phase gazeuse  pulvérisation par bombardement ionique  transformation de la matière à déposer en phase vapeur. Puis les vapeurs sont ensuite condensées sur les surfaces qu’on veut revêtir. PVD : les évaporateurs sont montés dans le four de dépôt A solide chaud  A Gaz A Gaz  A solide froid L’absence de réaction chimique a donné la désignation de déposition par voie physique PVD est donc en générale un transport de la matière d’un corps chaud vers un corps froid . Analogie dans la vie quotidienne : dépôt de givre sur une fenêtre CVD : les évaporateurs sont montés à l’extérieur du four Le procédé CVD comporte une ou plusieurs vapeurs et se résume par la formule suivante : A Gaz + B Gaz + surface chaude  C solide + D Gaz + … Les vapeurs réagissent entre elles sur une surface pour former un composé défini et des produits de réactions volatils. Analogie dans la vie quotidienne : dépôt de suie dans la cheminée 14 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Voie sèche : Projection thermique Voie sèche : Projection thermique • Le principe général de la projection thermique : - la matière à déposer, sous forme de poudre, de fil, de cordon ou de baguette est fondue totalement ou partiellement dans une source de chaleur (flamme, arc électrique, plasma) . - un gaz vecteur permet une pulvérisation de la matière et le transport des gouttelettes ainsi formées jusqu'à la surface à revêtir. • Tous les secteurs d'activité sont aujourd'hui concernés par la projection thermique. • Si la protection anticorrosion reste le cas d'application le plus fréquent, certains secteurs comme l'automobile présentent des applications multiples (soupapes, segments de piston, disques d'embrayage, plaquettes de freins). 15 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Projection thermique Projection thermique Les pistolets de projection flamme-fil se composent de deux parties : - une partie chalumeau dans laquelle le matériau d'apport est fondu et pulvérisé ; - une partie entraînement de fil. • La vitesse des particules est d'environ 150 m.s-1 • la distance entre buse et substrat est comprise entre 100 et 200 mm. • Les épaisseurs déposées = quelques dixièmes de millimètre à quelques millimètres. Cette technique de projection permet de réaliser les grandes familles de dépôts suivantes : - métaux : Zn, Al, Cu, Sn, Pb, Ni, Mo, aciers, aciers inoxydables - alliages de base Zn, Cu, Ni ou Sn ; - céramiques sous forme de cordon ou de baguette : NiAl, NiCrBSi, Al2O3 , Cr2O3, ZrO2 - CaO. 16 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Voie humide : La galvanisation à chaud Voie humide : La galvanisation à chaud • Le zinc est un des métaux les plus utilisés comme protection anticorrosion pour la galvanisation mais aussi pour les dépôts en phase vapeur. . La galvanisation à chaud des alliages ferreux est une opération de revêtement par trempé dans un bain de zinc ou d'alliage de zinc en fusion à une température voisine de 460°C . . Derrière le nom générique de galvanisation à chaud, une grande variété de produits de composition et de structure très différentes existent actuellement - soit à cause de la composition du bain (aluminium de 0,05 à 55 % , silicium, magnésium, etc.) - soit à cause du post-traitement. Il y a donc des galvanisations à chaud et des produits galvanisés. Un revêtement par galvanisation à chaud : recouvrement de l'acier par le zinc d’où une double protection physico-chimique en raison de l'effet barrière isolant l'acier de l'atmosphère, cette barrière perdurant à cause de la formation de sels de zinc protecteurs électrochimique due à l'effet de protection cathodique apporté par le zinc vis-à-vis du fer. Le revêtement galvanisé n'est pas un simple dépôt de zinc à la surface de l'acier. Il se produit une réaction métallurgique de double diffusion entre le zinc et le fer qui conduit à la formation de couches d'alliages Fe-Zn, composés intermétalliques, liées à la fois aux caractéristiques des aciers à galvaniser mais aussi aux conditions opératoires. 17 M Cote-plating training – DEFINITIONS TTS Voie humide : Les peintures Voie humide uploads/Sante/1-definition-traitement-de-surfaces.pdf