CA3216605A1 - Procede de fabrication d'une piece comportant un substrat metallique recouvert d'une couche de protection et une piece fabriquee selon ce procede - Google Patents

Abstract

Procédé de fabrication d'une pièce comportant un substrat métallique recouvert d'une couche de protection et une pièce fabriquée selon ce procédé Un aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce (1) comportant un substrat métallique (Sub) au moins partiellement recouvert d'une couche de protection (Pro), comprenant des étapes de : préparation (A) d'une surface à recouvrir, du substrat (Sub) formation (B) par projection, selon un procédé de projection de type HVOF, d'une couche de revêtement (Rev), sur la surface préparée (S1), cette couche de revêtement (Rev) étant formée par la projection d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique submicroniques, une étape d'imprégnation (C) de la couche de revêtement (Rev) par un imprégnant organique (Io) formant ensemble une couche imprégnée, une étape de finition par polissage (D) d'au moins une surface de ladite couche imprégnée imp pour former une couche de protection pro ayant une surface polie S3 ayant une rugosité Ra inférieure à 0.2?m ou inférieure à 0,1µm suivant les applications.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé de fabrication d'une pièce comportant un substrat métallique recouvert d'une couche de protection et une pièce fabriquée selon ce procédé
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001] Le domaine technique de l'invention est celui de procédé de fabrication de pièces, telles que des pièces d'aéronautique, comportant un substrat au moins partiellement revêtu d'une couche de protection protégeant ce substrat.

[0002] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce 1.0 comportant un substrat métallique au moins partiellement recouvert d'une couche de protection et une pièce fabriquée selon ce procédé.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION

[0003] On connait par exemple des procédés de fabrication de pièces comportant l'application sur un substrat métallique, via un bain métallique, d'une couche de revêtement chrome dur, servant à la fois à protéger ce substrat et à lui conférer une rugosité fonctionnelle.

[0004] Il est connu de réaliser la couche de revêtement chrome dur dans une cellule électrolytique en présence d'acide chromique à base de chrome hexavalent (Cr(VI)). Le chrome hexavalent est nuisible pour l'homme et l'environnement, et est classé CMR (Cancérigène, Mutagène et nuisible pour la Reproduction).

[0005] On cherche donc à supprimer l'usage du chrome hexavalent qui est nocif pour la santé et l'environnement.

[0006] Il est connu notamment du document EP2956564 B1 ou du document FR3002239 de la même famille de brevets, un procédé de fabrication d'une pièce ayant une couche de revêtement par projection de type HVOF sur un substrat. Ce procédé comprend une première étape de préparation par sablage d'une surface à

recouvrir du substrat, de manière à augmenter sa rugosité de surface Ra. Le procédé
comprend ensuite une étape de formation de la couche de revêtement par projection de type HVOF, d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique de type WC et d'un liant de ce carbure en Co et Cr sur le substrat préparé.
Ces grains de carbures ont des dimensions strictement inférieures à 11m et en particulier inférieures à 450nm +/- 50nm et l'épaisseur de la couche de revêtement ainsi formée est inférieure à 50 m. Ensuite, le procédé comprend une étape de finition de la surface de ladite couche de revêtement de manière à obtenir le dimensionnel et état de surface requis au plan. Ces dépôts permettent d'avoir une résistance à la corrosion d'environ 500h en brouillard salin et une réduction du risque de rupture / décrochage de la couche formée sur le substrat.

[0007]
Il existe un besoin de diminuer le coût de fabrication de ce procédé et d'améliorer la tenue à la corrosion notamment pour des épaisseurs de revêtement de faibles épaisseurs (<80 pm) de ce procédé de fabrication.

[0008]
L'invention présentée ici porte donc sur l'amélioration de ce procédé de réalisation des dépôts par HVOF.
RESUME DE L'INVENTION

[0009]
L'invention offre une solution améliorant le procédé décrit dans le document EP2956564 B1, en ajoutant une étape d'imprégnation.

[0010] Un aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce comportant un substrat métallique au moins partiellement recouvert d'une couche de protection, le procédé comprenant des étapes de:
- préparation d'une surface à recouvrir du substrat; dans lequel l'étape de préparation est une étape de nettoyage d'un substrat pour obtenir une surface préparée exempte de souillures ou de graisse, avec une rugosité
Ra inférieure à 2pm, - formation par projection d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique submicroniques selon un procédé de projection de type HVOF, sur la surface préparée du substrat, d'une couche de revêtement, dans lequel les grains de carbure métallique ont chacun une dimension strictement inférieure à 1pm et l'épaisseur maximum de la couche de revêtement ainsi formée étant inférieure à 100 m, - caractérisé en ce qu'il comprend en outre après l'étape de formation :
une étape d'imprégnation de la couche de revêtement par un imprégnant organique formant ensemble une couche imprégnée, une étape de finition par polissage d'au moins une surface de ladite couche imprégnée de manière à former la couche de protection comprenant une surface polie ayant une rugosité Ra inférieure à 0.2pm.

[0011] Grâce à l'invention, l'étape d'imprégnation avec un imprégnant organique permet de diminuer l'épaisseur de la couche de revêtement par rapport à une couche de revêtement décrite dans l'art antérieur tout en améliorant le niveau de résistance à
la corrosion. En effet, l'imprégnant organique va rentrer dans les pores de la couche de revêtement, les combler et ainsi former avec la couche de revêtement une couche de protection plus compacte qu'une couche de revêtement sans imprégnation.
L'imprégnant organique peut rentrer totalement dans la couche de revêtement jusqu'à
la surface du substrat formant ainsi la couche de protection compacte permettant d'accrocher une surface de substrat préparée qui peut être uniquement nettoyée par un dégraissage (contrairement à la solution décrite dans le document FR3002239 ). Il est donc possible de diminuer l'épaisseur nécessaire de la couche de revêtement comme dans le document FR3002239 tout en ayant une meilleur protection de corrosion, notamment pour des couches de protection de faibles épaisseurs 80 p.m)

[0012] En outre, dans l'art antérieur décrit dans le document EP2956564 B1, il était nécessaire de préparer la surface du substrat par sablage pour augmenter la rugosité
de la surface et ainsi augmenter la surface d'accroche de la couche de revêtement.
Ici, grâce à l'invention, la couche de protection étant plus compacte, le niveau d'accroche mécanique de la couche de protection sur le substrat à revêtir peut-être réduit sans augmenter le risque de décollement. Ainsi l'invention permet à un tel substrat d'être seulement dégraissé et non sablé.

[0013] Les grains de carbure métallique sont des carbures submicroniques puisqu'ils ont chacun une dimension strictement inférieure à lpm.

[0014] En outre, le fait de polir après et non avant l'imprégnation permet à
l'imprégnant de pénétrer dans le dépôt via le réseau de porosité de celui-ci.
Sa pénétration est donc d'autant meilleure que le dépôt est brut de projection et donc rempli de porosité en surface. Une imprégnation après polissage serait nettement moins efficace.

[0015] Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon un aspect de l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

[0016] Selon un mode de réalisation, l'imprégnant organique est à base d'un Ester Diméthacrylate comprenant une fluidité pour rentrer dans les pores de la couche de revêtement ayant un diamètre compris entre 0.03 m à 0.3 m. Un tel imprégnant organique permet d'avoir une fluidité permettant de pénétrer dans les pores de la couche de revêtement. Les microporosités de la couche de revêtement sont ainsi comblées grâce à la faible viscosité de l'Ester Diméthacrylate qui peut combler des pores ayant un diamètre compris entre 0.031.tm à 0.3 m.

[0017] Selon un mode de réalisation, l'imprégnant organique peut être à base d'un Ester Diméthacrylate ou d'un epoxy ou encore à base d'un alcool comprenant une fluidité pour rentrer dans les pores de la couche de revêtement ayant un diamètre compris entre 0.031.tm à 0.3 m.

[0018] Selon un mode de réalisation, l'étape de préparation est une étape de nettoyage d'un substrat pour obtenir une surface préparée exempte de souillures ou de graisse, avec une rugosité Ra inférieure à 2 m. L'étape de préparation peut en effet être uniquement un nettoyage, notamment un dégraissage simplifiant et diminuant le coût, le temps, d'un tel procédé. L'étape d'imprégnation de la couche de revêtement par un imprégnant organique permet de réaliser l'étape de formation par projection du mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique sur un substrat ayant une rugosité Ra inférieure à 21.tm lorsqu'elle est nettoyée contrairement à
l'art antérieur du document FR3002239 impliquant une étape de sablage sur le substrat. L'étape de préparation peut donc être uniquement une étape de dégraissage.

[0019] Selon un exemple du mode de réalisation précédent, l'étape de préparation est uniquement une étape de dégraissage pour obtenir une surface préparée dégraissée.

[0020] Selon un mode de réalisation, les grains de carbure métallique ont chacun une dimension strictement inférieure à lpm (carbures submicroniques) et l'épaisseur maximum de la couche de revêtement ainsi formée est inférieure à 100 m, par exemple entre 70 et 90 m. La poudre de grain de carbures submicroniques permet une réduction du risque de rupture / décrochage de la couche de protection formée sur le substrat tout en ayant un niveau de protection amélioré contre la corrosion par rapport à celui du brevet EP2956564 B1 dû à l'imprégnant. En outre, cela permet une réduction du temps de projection nécessaire à la réalisation de la couche de revêtement et ainsi une réduction de la masse de la couche de revêtement ainsi formée.

[0021] En outre la diminution de l'épaisseur de la couche de revêtement améliore la tenue aux décollements sous sollicitations (appelés aussi spalling ) et diminue les efforts transmis par l'interface revêtement-substrat.

[0022] Selon un mode de réalisation, l'étape d'imprégnation du revêtement est réalisée au pinceau en trempant le pinceau dans un récipient d'imprégnant organique et en l'appliquant sur la surface de la couche de revêtement.

[0023] Selon un mode de réalisation, l'étape d'imprégnation du revêtement comprend une sous étape de polymérisation de l'imprégnant sur la couche de revêtement avant l'étape de finition.

[0024] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce obtenue par le procédé
selon l'invention, avec ou sans les différentes combinaisons possibles des caractéristiques précédemment décrites.

[0025] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce comprenant un substrat métallique et une couche de protection recouvrant au moins partiellement le substrat, en carbure métallique submicroniques imprégnée d'un imprégnant organique et comprenant une surface polie ayant une rugosité inférieure à 0.1 pm ou 0.2pm.
La surface est polie en ayant une rugosité inférieure à 0.1 pm ou 0.2pm selon les utilisations de la pièce.

[0026] Une telle pièce a un coût de production inférieur à une pièce selon le procédé décrit dans le document EP2956564 B1 tout en ayant au moins un même niveau de résistance à la corrosion.

[0027] Selon un mode de réalisation, la surface polie est destinée à être soumise à du fretting et/ou du tourillonnement. (par tourillonnement on entend les forces soumises à une partie cylindrique d'un axe, généralement son extrémité, pivotant dans ou sur une pièce qui la maintient (chape, coussinet, flasque, palier)).

[0028] Selon un exemple de ce mode de réalisation, la pièce est un axe d'articulation ou un essieu dans le domaine aéronautique.

[0029] Selon un mode de réalisation, la surface polie est destinée à être soumise aux zones d'étanchéité statique et/ou dynamique. Par exemple la pièce est une tige coulissante.

[0030] L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0031] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention.

[0032] [Fig. la] représente une représentation schématique d'une coupe d'une pièce comprenant une couche de revêtement sur un substrat.

[0033] [Fig. lb] représente une représentation schématique d'une coupe d'une pièce comprenant une couche imprégnée sur le substrat.

[0034] Fig. 1 b] représente une représentation schématique d'une coupe d'une pièce comprenant d'une couche de protection sur le substrat.

[0035] [Fig. 2] montre une représentation schématique du procédé
de fabrication.

[0036] [Fig. 3] montre schématiquement un échantillon ayant subi un test de corrosion en atmosphère saline comprenant une surface polie selon l'invention et une surface de protection polie selon l'art antérieur.
DESCRIPTION DETAILLEE

[0037] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention.

[0038] Comme indiqué précédemment le procédé de fabrication selon l'invention est préférentiellement utilisé pour produire une pièce 1 dont un agrandissement d'une coupe est représenté schématiquement sur la figure lc.

[0039] En particulier la pièce 1 est d'usage dans le domaine aéronautique.

[0040] La pièce 1 en coupe représentée sur la figure 1 c comprend un substrat métallique Sub représenté partiellement et une couche de protection Pro comprenant une surface polie S3.

[0041] La figure 2 représente un logigramme d'un procédé de fabrication de la pièce 1.

[0042] La pièce 1 est généralement réalisée par usinage pour présenter au moins une portion d'une surface cylindrique dans le cas d'une tige, qui peut être un axe d'articulation, un essieu ou encore une tige coulissante d'un atterrisseur.
Cette portion cylindrique est dans la suite appelée le substrat Sub. La couche de protection Pro est donc annulaire et en l'occurrence destinée à fonctionner dans des zones d'étanchéité
statique et/ou dynamique. Par exemple la couche de protection Pro est destinée à
subir des frottements de joints pour permettre le coulissement de la tige par rapport à
un fût de l'atterrisseur ou encore est destinée à être soumise à du fretting et/ou du tourillonnement par exemple pour un axe d'articulation ou un essieu.

[0043] La couche de protection Pro doit permettre à la fois une protection contre la corrosion de la pièce, une étanchéité entre la surface de la couche de protection et une autre pièce par exemple le fût pour limiter le risque de fuites de fluide hydraulique, une tenue à l'usure sous une pression, et une tenue au spalling appelée aussi essais d'écaillage avec une alternance de mouvement de traction et compression avec un rapport de charge de R=-1.

[0044] On note que le substrat Sub est un alliage métallique de type acier ou titane.

[0045] Comme on le voit à la figure 2, le procédé de fabrication de la pièce 1 zo comprend une étape préparation A d'une surface Si à recouvrir, du substrat Sub, pour obtenir une surface préparée Si. En l'occurrence, dans cet exemple l'étape de préparation est une étape de dégraissage et donc ne nécessite pas un sablage ou un ponçage. Bien entendu, selon un autre exemple et pour d'autre raisons que la diminution de coût, on peut aussi modifier la rugosité à l'étape de préparation d'un substrat par exemple par sablage.

[0046] En l'occurrence, dans cet exemple, l'étape de préparation du substrat est uniquement un nettoyage, dégraissage du substrat ayant à sa surface Si nettoyée par exemple une rugosité Ra inférieure à 2pm par exemple de 1.9 pm. La rugosité
d'une surface peut par exemple être mesurée selon les normes ISA3274-1997, ISO 4287-1997, ISO 4288-1996, ISO 11562.

[0047] Le procédé de fabrication de la pièce 1 comprend après l'étape préparation A, une étape de formation B d'une couche de revêtement Rev, sur la surface Si, en l'occurrence dégraissée, du substrat Sub, par projection de type HVOF, d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique submicroniques. La figure la représente une coupe de la pièce 1 comprenant le substrat sub et la couche de revêtement Rev déposée sur la surface Si.

[0048] En particulier, dans cet exemple les grains ont des dimensions strictement inférieures à lpm et l'épaisseur Epmax de la couche de revêtement Rev ainsi formée est dans cet exemple inférieure à 90 m, par exemple entre 70 et 90 m. Ce mélange pulvérulent contient des grains de carbure métallique enrobés dans un liant, en l'occurrence du carbure de tungstène WC enrobés dans du cobalt Co et du Chrome Cr. Le cobalt Co sert de liant et le chrome Cr sert de protection contre l'oxydation.

[0049] Dans cet exemple, ce mélange pulvérulent se présente sous la forme d'agglomérats / agrégats de granulométrie inférieure à 50pm et préférentiellement inférieure à 30pm pour former une couche de revêtement maximale inférieure à
90pm, et supérieure à 70pm. Les agglomérats sont généralement réalisés par frittage pour créer des pontages entre le carbure et le matériau liant. Ce frittage est généralement réalisé avec un four pour fondre le liant sans décarburer les grains de carbure métallique.

[0050] Idéalement, les grains de carbure métallique WC présents dans ce mélange pulvérulent sont calibrés pour avoir une taille strictement inférieure à 1 pm, et préférentiellement de l'ordre de 400 à 800nm en granulométrie moyenne.

[0051] On note que la présente invention peut être mise en uvre avec d'autres types de compositions chimiques contenant au moins un carbure métallique et au moins un liant. Parmi des exemples de compositions possibles, on peut avoir du WCCo pouvant se présenter sous forme d'un mélange de 83% de WC et de 17% de Co ou sous forme d'un mélange de 88% de WC et de 12% de Co ou du WCCoCr.

[0052] Comme la couche de revêtement Rev est fine, et que les agglomérats /
agrégats de poudre ont une faible granulométrie, la rugosité résultante à la surface S2 de la couche de revêtement Rev dans cet exemple est de l'ordre de 3pm immédiatement après projection.

[0053] Le procédé de fabrication de la pièce 1 comprend après l'étape de formation B, une étape d'imprégnation C de la couche de revêtement Rev par un imprégnant organique lo formant ensemble une couche imprégnée Imp.

[0054] La figure lb représente la pièce 1 en coupe avec la couche imprégnée Imp comprenant la couche de revêtement Rev imprégnée par l'imprégnant organique lo.

[0055] L'imprégnant organique lo peut-être à base d'ester diméthacrylate, d'epoxy, d'alcool etc. et doit avoir une fluidité suffisante pour rentrer dans les pores de la couche de revêtement Rev. En effet, l'imprégnant doit pouvoir pénétrer la couche de revêtement via le réseau de porosités ouvertes qui dans cet exemple représente 10%
de porosité de la couche de revêtement avec un diamètre médian de pores de l'ordre de 0.20 m.

[0056] Ainsi l'étape d'imprégnation peut donc être réalisée en badigeonnant la surface S2 de la couche de revêtement Rev par l'imprégnant organique lo, par exemple avec un pinceau.

[0057] L'étape d'imprégnation C comprend une sous étape d'attente de polymérisation de l'imprégnant formant la couche imprégnée Imp comprenant une surface imprégnée S2'.

[0058] Comme précisé précédemment, la couche de revêtement Rev possède une rugosité Ra de la surface S2, ici Ra de S2 = 3 m du même ordre de grandeur que la rugosité Ra de la surface Si, ici dans cet exemple de 2 m. De plus, la couche imprégnée Imp d'imprégnant organique se confond avec la couche de revêtement Rev ce qui ne génère pas de rugosité supplémentaire d'où Ra de la surface imprégnée S2' zo de la couche imprégnée Imp identique à Ra de S2. En effet, les pores de la couche de revêtement Rev sont comblés par l'imprégnant organique qui possède une faible viscosité pour pénétrer toutes les tailles de pores, même les plus petites (de 0.031im à 0.3 m) et ne reste donc pas à la surface S2 de la couche de revêtement Rev.

[0059] Le procédé comprend en outre une étape de finition par polissage D de la surface S2' de ladite couche imprégnée Imp de manière à assurer que la rugosité Ra de la surface polie S3 polie de la couche de protection Pro soit inférieure à
0.1 m ou inférieure à 0.2pm suivant les applications visées. Le polissage peut par exemple être réalisé à la bande diamantée.

[0060] L'étape de polissage de la couche imprégnée Imp réduit l'épaisseur de cette couche jusqu'à obtenir la couche de protection Pro ayant sa surface polie S3.
En l'occurrence, l'étape de polissage de la couche imprégnée Imp réduit l'épaisseur de cette couche d'environ 20 m. La couche imprégnée Imp ayant dans cet exemple une épaisseur inférieure à 90 m, par exemple entre 70 et 90 m, La couche de protection Pro comprend donc une épaisseur, mesurée entre la surface polie S3 et la surface Si, comprise entre une épaisseur minimale Epmin de 50 rn et une épaisseur maximale Epmax du 70 m.

[0061] En effet, un simple polissage de la surface de protection S2' permet d'obtenir une rugosité Ra inférieure à 0.111m ou inférieure à 0.2 m permettant ainsi à
la surface polie S3 d'être soumise aux zones d'étanchéité statique et/ou dynamique.

[0062] Il est à noter que traditionnellement, une étape de rectification de la couche de revêtement est requise pour obtenir une géométrie de couche et un état de surface de couche donné. Or, la rectification d'une couche annulaire formée sur une portion cylindrique droite, impose de prévoir une épaisseur de couche importante pour garantir qu'après rectification, une épaisseur minimale de couche est maintenue sur le substrat.

[0063] En supprimant l'étape de rectification de la couche annulaire, le procédé
selon l'invention permet d'obtenir directement l'épaisseur de couche souhaitée sans avoir à rectifier la pièce, éliminant ainsi le risque d'apparition de défauts de rectification (La rectification d'une couche annulaire cylindrique conduit fréquemment, du fait des incertitudes de positionnement de la pièce sur la rectifieuse, à l'apparition de zones de couche trop minces, difficilement détectables et susceptibles de favoriser une corrosion prématurée du substrat). L'invention permet de supprimer ce risque d'avoir une couche localement trop mince non détectable.

[0064] La figure 3 représente schématiquement une éprouvette 2 comprenant à
gauche une surface polie S3 de la couche de protection Pro formée comme la pièce 1 selon le procédé de l'invention, et à droite une surface de la couche de revêtement S2, c'est-à-dire sans l'étape d'imprégnation C.

[0065] L'éprouvette 2 a été testé à la résistance à la corrosion, le test réalisé est sous atmosphère saline (brouillard salin) selon ASTM B117.

[0066] L'éprouvette 2' correspond à l'éprouvette 2 après 1000h sous atmosphère saline.

[0067] On peut voir ainsi, que la surface S3 de la partie imprégnée de l'éprouvette 2 ne présente aucune trace de piqûre (partie gauche) même après 1 000h d'exposition au brouillard salin. Alors que la surface S2 de la partie non imprégnée (partie droite) est attaquée: d'abord avec des traces de piqûres 9 puis ensuite avec un développement généralisé de la corrosion 90.

[0068] En outre un test de tenue à l'usure a été réalisée sur une pièce 1 obtenue avec le procédé de l'invention présentant une zone cylindrique de diamètre de lOmm comprenant la surface S3 et sur laquelle est montée une bague en bronze (AMS4590), avec présence d'une graisse. Le test à l'usure comprend une première phase de cycles d'une pression de la bague sur la surface S3 sous 50MPa puis une deuxième phase de 500 cycles sous 100MPa et une dernière phase avec 4 000 cycles sous 200MPa, et une fréquence de 0.1Hz. Le coefficient de frottement et le taux d'usure (mesure du diamètre externe de l'axe et du diamètre interne de la bague) sont relevés tous les 500 cycles, et à chaque fois la graisse est renouvelée. Le test a montré que la pièce 1 obtenue avec le procédé de l'invention comprend un niveau de performance de tenue à l'usure semblable par rapport à celui réalisé selon le procédé du document EP2956564 B1.

[0069] Le procédé de fabrication de l'invention permet donc d'obtenir une pièce moins cher que selon le procédé du document EP2956564 B1 tout en comportant un substrat métallique Sub au moins partiellement recouvert d'une couche de protection Pro ayant une tenue à l'usure semblable.

[0070] En outre, de manière surprenante, en partant d'un substrat ayant été
uniquement nettoyé sans modifier sa rugosité à l'étape de préparation contrairement au substrat ayant subi à l'étape de préparation une étape de sablage ou de ponçage dans le document EP2956564 B1, on constate que dans l'invention la couche de protection résiste au moins un même niveau à l'usure et à la corrosion que ne le ferait la couche de revêtement de ce document EP2956564 B1, c'est-à-dire sans imprégnation.

[0071] En outre, un test d'écaillage, appelé aussi de tenue au spalling , c'est-à-dire pas de perte d'adhérence entre le dépôt de la couche de protection Pro et le substrat Sub d'une éprouvette, ont été réalisés, avec une alternance de mouvement de traction et compression avec un rapport de charge de R.-1, sur des échantillons avec une couche de protection Pro d'épaisseur de 80 lm à l'état fini. Le test a montré
qu'une pièce comportant un substrat métallique Sub au moins partiellement recouvert d'une couche de protection Pro obtenue selon le procédé de fabrication de l'invention comporte une tenue au spalling sous 1140MPa, 1250MPa et 1300MPa pour 80 lm d'épaisseur.

[0072] Enfin, sur le même principe que le test d'écaillage, des essais de fatigue ont été réalisés sur une pièce 1 obtenue avec le procédé de l'invention. Ces essais consistent en une alternance de mouvements de traction et compression sous un rapport de charge R=0.1. Les résultats obtenus ont montré que l'abattement défini dans le passé pour ce type de dépôt/essais est toujours respecté dans le domaine de l'aéronautique.

[0073] Grâce à toutes ces caractéristiques le procédé de l'invention permet d'obtenir une pièce finie plus légère, moins couteuse et d'au moins un même niveau de performance tout en conservant intacte les caractéristiques nécessaires à
une bonne étanchéité entre la pièce 1 et une autre pièce.

[0074] Il est à noter que les grains de carbure utilisés peuvent être dans un autre type de carbure métallique que le carbure de tungstène et les matériaux liants peuvent être en d'autres matières que le Chrome et le Cobalt.

[0075] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1]
Procédé de fabrication d'une pièce (1) comportant un substrat métallique (Sub) au moins partiellement recouvert d'une couche de protection (Pro), le procédé comprenant des étapes de :
- préparation (A) d'une surface à recouvrir du substrat (Sub); dans lequel l'étape de préparation (A) est une étape de nettoyage d'un substrat (Sub) pour obtenir une surface préparée (S1) exempte de souillures ou de graisse, avec une rugosité Ra inférieure à 21.1m, - formation (B), par projection d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique submicroniques selon un procédé de projection de type HVOF, sur la surface préparée (S1) du substrat, d'une couche de revêtement (Rev), dans lequel les grains de carbure métallique ont chacun une dimension strictement inférieure à 1 pm (carbures submicroniques) et l'épaisseur maximum (Ep max) de la couche de revêtement (Rev) ainsi formée étant inférieure à 100pm, - caractérisé en ce qu'il comprend en outre après l'étape de formation (B):
o une étape d'imprégnation (C) de la couche de revêtement (Rev) par un imprégnant organique (10) formant ensemble une couche imprégnée (Imp), o une étape de finition par polissage (D) d'au moins une surface (S2') de ladite couche imprégnée (lmp), de manière à former la couche de protection (Pro) comprenant une surface polie (S3) ayant une rugosité Ra inférieure à 0.2pm.
[Revendication 2]
Procédé selon la revendication 1, dans lequel 1"imprégnant organique (io) est à base d'un Ester Diméthacrylate, ou d'un époxy ou d'un alcool comprenant une fluidité pour rentrer dans les pores de la couche de revêtement (Rev) ayant un diamètre compris entre 0.03pm à 0.3pm.
[Revendication 3]
Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'étape de préparation (A) est uniquement une étape de dégraissage pour obtenir une surface préparée (S1) dégraissée.

[Revendication 4]
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape d'imprégnation (C) du revêtement est réalisée au pinceau en trempant le pinceau dans un récipient d'imprégnant organique et en l'appliquant sur la surface de la couche de revêtement.
[Revendication 5]
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'étape d'imprégnation (C) du revêtement comprend une sous étape de polymérisation de l'imprégnant sur la couche de revêtement (Rev) avant l'étape de finition.
[Revendication 6]
Pièce (1) comprenant un substrat métallique et une couche de protection (Pro) recouvrant au moins partiellement le substrat, en carbure métallique submicroniques imprégnée d'un imprégnant organique et comprenant une surface polie (S3) ayant une rugosité inférieure à 0.11..tm ou inférieure à 0.2pm.
[Revendication 7]
Pièce (1) selon la revendication précédente, dans laquelle la surface polie (S3) est destinée à être soumise à du fretting.et/ou du tourillonnement.
[Revendication 8]
Pièce (1) selon la revendication précédente, dans laquelle la pièce (1) est un axe d'articulation ou un essieu dans le domaine aéronautique.
[Revendication 9]
Pièce (1) selon l'une des revendications 6 à 8, dans laquelle la surface polie (S3) est destinée à être soumise aux zones d'étanchéité
statique et/ou dynamique.