FR2830781A1 - Procede de collage de composants - Google Patents

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Abstract

Le procédé de collage de composants métalliques selon l'invention cornprend les étapes consistant à fournir des composants métalliques devant être collés ensemble au niveau de surfaces de contact, les surfaces de contact comportant une couche d'oxyde; à laver les composants au moyen d'une solution alcaline afin de fournir des composants ayant été soumis au lavage alcalin (18); à laver à l'eau (20) les composants ayant été soumis au lavage alcalin (18) afin de fournir des composants ayant été soumis à un lavage à l'eau (20); et à coller (22) ensemble les composants au niveau des surfaces.

Description

lequel le signal d'alarme est un signal visuel.
PROCEDE DE COLLAGE DE COMPOSANTS
La présente invention se rapport e à un procédé de collage de composants tels que des composants de pales creuses de ventilateur et éléments analogues qui élimine certaines étapes de manière à fournir un procédé plus
respectueux de l'environnement.
Les composants de pales de ventilateur et éléments analogues sont de manière classique fabriqués ou usinés sous forme d'éléments qui doivent être ensuite assemblés et collés ensemble. Le brevet U.S. n 5,063,662 décrit un procédé de mise en forme d'une pale creuse, et décrit le procédé de collage des composants. De manière classique, de tels composants sont usinés de manière à fournir les formes et contours désirés, et doivent être ensuite nettoyés comme il est décrit dans le brevet ci-dessus mentionné, de manière à ce qu'il puisse en résulter un
bon collage.
La figure 1 illustre également de facon schématique un procédé conventionnel classique. Comme on peut le voir, après usinage, les composants sont traités de manière classique dans une étape d'anodisation qui met en place un revêtement d'oxyde sur les surfaces des composants. On considère habituellement que ce revêtement d'oxyde interfère avec l'obtention d'un bon collage, et le composant est donc traité dans une série d'étapes
destinées à éliminer la couche d'oxyde avant le collage.
En se référant à nouveau à la figure 1, après anodisation, le composant est attaqué à l'acide de manière à mettre en relief les grains du composant, ce qui aide à la détection d'une paille quelconque. Après cette attaque à l'acide, le composant est lavé à l'eau, et inspecté en ce qui concerne les défauts. A ce stade, le composant possède encore un revêtement d'oxyde provenant de l'étape d'anodisation et, comme le montre la figure 1, le composant est ensuite soumis à une étape de
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décapage au moyen d'un lavage à l'acide destinée à enlever ou à éliminer la couche d'oxyde, suivie par une étape de lavage alcalin destinée à éliminer la graisse, l'huile et les produits analogues, et ensuite à un lavage final à l'eau déminéralisée de manière à préserver la surface exempte d'oxyde et à fournir l'élément avec des
surfaces préparées de facon appropriée pour le collage.
Le procédé de la figure 1, ainsi que les procédés décrits dans le brevet US 5,063,662, fournissent réellement après collage final un ensemble possédant des qualités excellentes de collage, de manière caractéristique supérieures à 99 %. Toutefois, l'étape d'enlèvement à l'acide entraîne l 'obligation du rejet d'une grande quantité de produits dangereux et nuisibles pour l'environnement. De tels écoulements d'acides augmentent en outre le coût global du procédé du fait des nécessités particulières de manipulation et d'évacuation. De plus, le besoin d'un lavage à l'eau déminéralisse conduit à des rejets supplémentaires de produits, de manière caractéristique de soude caustique ou d'acide chlorhydrique utilisés pour désioniser l'eau
destinée à cette étape.
Le besoin de procédés et de techniques respectueux de l'environnement est bien connu, et il est clair qu'il subsiste le besoin d'un procédé de collage de composants qui réduise l 'impact sur l'environnement, tout en fournissant néanmoins un ensemble collé qui soit de
qualité suffisante.
L'objectif principal de la présente invention est
donc de fournir un tel procédé.
Un autre objectif de la présente invention est de fournir un procédé de collage de composants qui réduise
les coûts des diverses étapes de traitement.
D'autres objectifs et avantages de la présente
invention apparaîtront ci-dessous.
Selon la présente invention, on fournit un procédé
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de collage de composants métalliques, ce procédé comprenant les étapes consistant à fournir des composants métalliques à coller ensemble au niveau des surfaces de contact, lesdites surfaces de contact comportant une couche d'oxyde; à laver lesdits composants au moyen d'une solution alcaline de manière à fournir des composants ayant été soumis à un lavage alcalin; à laver à l'eau lesdits composants ayant été soumis au lavage alcalin de manière à fournir des composants ayant été lavés à l'eau; et à coller ensemble lesdits composants
au niveau des dites surfaces.
Selon la présente invention, on évite l'étape d'enlèvement par acide habituellement considérée comme nécessaire, et le collage est exéauté au moyen de surfaces revêtues d'oxyde, tout en fournissant néanmoins un collage qui est de qualité suffisante pour aller
aisément au-delà des niveaux requis.
Ceci permet avantageusement l'emploi de l'eau du robinet plutôt que de l'eau déminéralisée dans l'étape de lavage final, et réduit la quantité de produits dangereux
pour l'environnement générés par le processus.
Suit une description détaillée des modes de
réalisation préférés de la présente invention, en faisant référence aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1 illustre schématiquement un procédé classique de collage; et la figure 2 illustre schématiquement un procédé
selon la présente invention.
L' invention se rapporte à un procédé de collage de composants tels que des composants de pales de ventilateurs et éléments analogues, ces composants étant de manière classique constitués de métal ou d'alliages métalliques, par exemple des matériaux à base de titane et en particulier d'alliages de titane avec du vanadium
et de l'aluminium.
La figure 1 illustre un procédé selon la technique antérieure, dans lequel on montre que les procédés conventionnels, basés sur la croyance selon laquelle l'élimination de la couche d'oxyde des composants est nécessaire avant le collage, nécessite une étape d'enlèvement par acide destinée à éliminer cette couche d'oxyde et de plus, suite au lavage alcalin, un lavage des composants à l'eau déminéralisée de manière à éviter toute réintroduction d'oxyde ou toute autre contamination du composant. Comme il a été discuté ci-dessus, on considère habituellement qu'en suivant ces étapes, les surfaces des composants doivent être préparéss de cette
manière de facon à donner un collage de bonne qualité.
Selon la présente invention, on a découvert avec surprise que les composants issus du processus d'anodisation, revêtu de couches d'oxyde, peuvent être attaqués et lavés comme d'habitude en vue de leur inspection, et passés ensuite directement à une étape de lavage alcalin et de lavage à l'eau au moyen d'eau du robinet ou de toute autre source d'eau facilement disponible, et que le collage résultant présente une excellente qualité de collage. Le procédé de la présente invention fournit avantageusement un collage possédant une qualité de collage, mesurée en pourcentage (vol.) exempt de porosité, d'au moins 98 %, plus préférablement d'au moins 99 %. Ceci est particulièrement surprenant à la lumière de l' exigence habituellement bien acceptée se rapportant à l'étape d'enlèvement par acide de la technique antérieure, et constitue une amélioration significative sur les procédés conventionnels en fournissant une réduction substantielle de la quantité d'écoulement acide généré par le procédé qui doit
évidemment être mis en _uvre de facon convenable.
La figure 2 illustre schématiquement le procédé de la présente invention. Comme on peut le voir, on fait passer un composant par une étape d'usinage 10 dans laquelle divers contours et autres caractéristiques désirées sont usinés sur le composant. Après cette étape, on fait passer le composant usiné dans une étape d'anodisation 12, dans laquelle le composant est "anodisé par bleuissage", de manière à fournir un composant possédant une surface anodisée qui comprend une couche d'oxydes. On fait ensuite passer le composant par une étape d'attaque acide 14, qui sert à élever les grains dans le composant et à mettre en relief les pailles afin de faciliter l' inspection ultérieure. Après l'attaque par acide, le composant est lavé avec de l'eau provenant d'une source appropriée quelconque, comme cela est représenté par l'étape 16 de lavage avec H2O de la figure 2, de manière à fournir un composant avec une couche d'oxyde positionnée sur lui, qui peut être inspecté avant traitement ultérieur en ce qui concerne
toute paille aisément visible.
Selon la présente invention, et de manière avantageuse, après inspection, on fait ensuite passer directement le composant par une étape de lavage alcalin 18 dans laquelle le composant est soumis à un lavage destiné à éliminer la graisse ou l'huile et les produits analogues. Cette étape de lavage alcalin n'enlève pas le revêtement en oxyde, de sorte qu'après l'étape de lavage alcalin 18, le composant porte encore la couche d'oxyde provenant de l'étape d'anodisation. On fait ensuite passer ces composants par une autre étape de lavage à l'eau 20, et on peut avantageusement exécuter cette étape au moyen d'une source d'eau quelconque, y compris l'eau du robinet, du fait que la couche d'oxyde a été laissée en place. On fait ensuite passer les composants par un processus conventionnel de collage 22, de manière classique un processus de collage par diffusion, dans lequel les composants sont collés ensemble selon les
surfaces de raccordement comme il est désiré.
Selon la présente invention, on a établi que les
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composés collés selon le procédé décrit ici donnent une qualité de collage supérieure à 98%, ce qui va au-delà de toutes les exigences actuelles. En outre, cette qualité de collage est fournie avec une réduction substantielle des rejets nécessaires d'acide et d'autres produits, du fait que l'étape d'enlèvement par acide de la technique antérieure est complètement supprimée et que l'étape de lavage final à l'eau est simplifiée, de sorte que des produits de préparation d'eau désionisée ou déminéralisée
ne sont pas nécessaires.
On devra aisément apprécier que ceci soit particulièrement avantageux d'un point de vue environnemental du fait de la réduction de la quantité d'acide qui doit être rejetée, et qu'en outre ce procédé est avantageux en ce qui concerne la réduction des coûts due aux quantités réduites de produits nécessaires, par élargissement des sources d'eau appropriées pour l'étape de lavage, et à la réduction des produits utilisés pour
traiter une telle eau.
Comme étape présentée ci-dessus, ce procédé est utile pour divers composants de moteurs, en particulier les composants qui doivent être collés ensemble, tels que les composants de pales creuses de ventilateur et éléments analogues. En outre, ce procédé est particulièrement bien adapté à l'emploi avec les composants à base de titane, tels que les composants titane-vanadium-aluminium, comportant par exemple de manière classique 6 % en poids de vanadium et 4 % en poids d'aluminium. Evidemment, le procédé est également
adapté avec d'autres métaux et alliages.
L'acide utilisé à la fois dans le procédé conventionnel et dans le présent procédé est de manière classique de l'acide chlorhydrique, et l'écoulement des déchets chimiques de l'acide chlorhydrique qui sont éliminés est significatif du point de vue à la fois du coût et de l'environnement. On apporte aussi une
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réduct ion substant iel l e des déchets de less ive ou de soude caustique, et du fait de la réduction de ces écoulements, il y a une réduction significative des besoins en épurateurs en tour ou à air et analogues, apportant ainsi de nouvelles réductions de coûts. Les produits appropriés pour le lavage alcalin comprennent tous les produits de nettoyage alcalins à grand rendement d' usage général qui sont bien connus de l'homme de l'art. Des exemples de produits de nettoyage alcalins particulièrement désirables comprennent un produit de nettoyage alcalin d' usage général commercial isé par Carol l Company sous la marque commerciale "Blue Gold R Industrial Cleaner", qui est un éther monobutyle de diéthylèneglycol ou en contient, et un produit de nettoyage alcalin à grand rendement commercialisé par Turco Products, Inc. sous la marque commerciale "Turco 4181", qui est de la soude caustique ou qui en contient. Evidemment, d'autres produits de
nettoyage alcalins pourraient également être appropriés.
EXEMPLE
Dans cet exemple, on a fabriqué plusieurs paires de blocs et on les a collés selon la présente invention dans le but de démontrer la qualité de collage. Dans cet exemple, on a utilisé des Blocs de Broyage AMS5928, qui comprennent un alliage de titane comportant 6 % en poids de vanadium et 4 % en poids d'aluminium. Une première paire, le bloc A, a été préparée pour un collage sans étape d'anodisation, et donc sans couche d'oxyde, alors que trois paires (blocs B à D) ont été traitées au moyen d'une étape d'anodisation (BEA), et ont été ensuite traitées par un lavage alcalin suivi par un lavage à l'eau du robinet ou eau de la ville, sans étape d'enlèvement acide ou de décapage. Ces blocs ont ainsi conservé la couche d'oxyde provenant de l'étape
d'anodisation.
Après le collage, les blocs collés ont été coupés et
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analysés au moyen d'une analyse MCL. Aucune différence dans la quallté de collage n'a pu être détectée entre les éléments. Ces composants ont également été soumis à un essai de broyage, et le Tableau 1 ci-dessous présente les résultats de celui-ci.
TABLEAU 1
COMPOSANTS % DE BROYAGE QUALITE DE COLLAGE EN
Bloc A sans (BEA) 9,3 % 99,9 %
B (BEA) 8,3 % 98,9 %
C (BEA) 9,1 % 99,4 %
D (BEA) 9,9 % 98,9 %
Comme on peut le voir, les composants qui ont été anodisés (Blocs B à D) de manière à fournir une couche d'oxyde lourd avant collage ont montré en réalité une logère diminution de la qualité de collage par comparaison avec les composants qui ne possèdent pas la couche d'oxyde (Bloc A). Toutefois, les exigences les plus rigoureuses pour un queleonque emplacement de pale sont de 98 % de qualité de collage, et chacun des blocs B à D a montré une qualité de collage significativement supérieure à cette exigence. Le procédé de la présente invention apporte donc une qualité de collage appropriée
tout en réduisant substantiellement la quantité des sous-
produits indésirables du procédé et produits analogues,
comme il est discuté minutieusement plus haut.
On devra aisément apprécier que la présente invention fournisse un procédé de collage de composants tels que les composants de pales de ventilateurs en titane et d'éléments analogues, qui élimine les étapes conventionnelles exigées et apporte une qualité de collage appropriée tout en réduisant la quantité de produits de déchet indésirables pour l'environnement et en diminuant également les coûts en équipements et en produits.
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I1 devra être bien compris que l 'invention n'est pas limitée aux illustrations décrites et présentées ici, qui sont considérées comme étant seulement illustratives des meilleures façons de mener à bien l'invention, et qui sont susceptibles de modifications de forme, taille,
disposition des éléments et détails de fonctionnement.
L' intention est plutôt que l 'invention comprenne la totalité de telles modifications qui sont dans son esprit et dans son cadre, telles qu'elles sont définies par les
revendications.
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Claims (9)

REVENDICATIONS
1. Procédé de collage de composants métalliques, comprenant les étapes consistant à: fournir des composants métalliques destinés à être collés ensemble au niveau des surfaces de contact, lesdites surfaces de contact comportant une couche d'oxyde; laver lesdits composants au moyen d'une solution alcaline afin de fournir des composants ayant été soumis à un lavage alcalin (18); laver à l'eau lesdits composants ayant été soumis au lavage alcalin (18) afin de fournir des composants ayant été soumis à un lavage à l'eau (20); et coller ensemble (22) lesdits composants au niveau
des dites surfaces.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape de fourniture comprend l'étape d'anodisation (12) des dits composants métalliques de manière à fournir lesdits composants métalliques comportant ladite couche d'oxyde.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape de fourniture comprend l'usinage (10) des dits composants, l'anodisation (12) des dits composants afin de fournir des composants anodisés, l'attaque par acide (14) des dits composants anodisés de manière à fournir des composants attaqués, et le lavage à l'eau (16) des dits composants attaqués de manière à fournir lesdits composants métalliques comportant ladite couche d'oxyde.
4. Procédé selon l'une quelcouque des
revendications 1 à 3, dans lequel lesdits composants sont
des composants de pales creuses.
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5. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, dans lequel lesdits composants sont
des composants à base de titane.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel lesdits composants à base de titane sont en alliage de
titane contenant du vanadium et de l'aluminium.
7. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 6, dans lequel ladite étape de collage
(22) est une étape de collage par diffusion.
8. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, dans lequel ladite étape de collage
(22) fournit entre lesdites surfaces un collage ayant une
qualité de collage d'au moins 98,0.
9. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 8, dans lequel ladite étape de collage
(22) fournit entre lesdites surfaces un collage ayant une
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