FR2945824A3 - Procede anti-corrosion de pieces obtenues par forgeage a chaud et installation de mise en oeuvre - Google Patents

Abstract

Ce procédé anticorrosion de pièces forgées à chaud consiste à introduire la pièce forgée dans un lit fluidisé permettant son revêtement par un matériau d'apport anticorrosion sous forme de poudre, la poudre de matériau de revêtement étant mis en état fluidisé par une agitation due à un écoulement gazeux appliqué dans ledit lit.

Description

PROCEDE ANTI-CORROSION DE PIECES OBTENUES PAR FORGEAGE A CHAUD ET INSTALLATION DE MISE EN OEUVRE L'invention se rattache au secteur technique des traitements de surface en particulier de pièces métalliques, en acier par exemple, obtenues par forgeage à chaud.

Il est largement connu de traiter les pièces forgées par des traitements de surface pour permettre leur protection notamment contre la corrosion et aussi pour renforcer certaines propriétés. Les traitements de surface, comme les traitements de couverture, consistent à revêtir la pièce d'un nouveau matériau, comme de la peinture ou de liquides fondus. On connaît ainsi les traitements par dépôts électrolytiques et également les traitements de conversion qui consistent à transformer, avec ou sans addition de matière, la partie superficielle de la pièce traitée.

Ces procédés sont coûteux en énergie car nécessitent de maintenir la pièce traitée à haute température pendant plusieurs heures. Ils sont aussi polluants car se produit le dégagement de composés organiques volatils dits COV, lors de la mise en peinture par exemple. Ces procédés peuvent être dangereux et présenter des risques accidentels lors de l'immersion de la pièce à traiter dans les bains de métal liquide à très haute température, avec des risques de projection. Les installations de mise en oeuvre de tels procédés sont lourdes en termes d'investissement, en termes d'encombrement, et en termes de temps opérationnel pour l'obtention de revêtements de surface aux qualités requises.

Ces revêtements anticorrosion doivent être, en effet, efficaces en considérant les différentes situations environnementales liées ensuite à l'usage des pièces traitées. Ils doivent, par exemple, répondre aux tests anti gravillonnage, aux tests de brouillard salin et autres tests habituels, selon les applications des pièces, par exemple dans la construction d'équipements et/ou composants pour véhicules automobiles par exemple.

La démarche du demandeur a ainsi été de réfléchir à la mise en oeuvre d'un procédé anticorrosion qui s'affranchisse des contraintes liées à l'énergie nécessaire générée pour les traitements de surface nécessaires, et ainsi améliorer les conditions environnementales liées à la dépose de revêtements de surface.

La démarche du demandeur a ainsi été de réfléchir à une réduction des coûts de production et de mise en oeuvre de ces revêtements anticorrosion, une simplification des conditions de transfert des pièces à traiter et aussi de manière essentielle en vue d'une plus grande rapidité dans le traitement de surfaces considéré.

La solution apportée par le demandeur répond aux différents problèmes posés en proposant un nouveau concept de procédé anticorrosion de pièces forgées à chaud.

Ainsi, selon l'invention, le procédé anticorrosion de pièces forgées à chaud consiste à introduire la pièce forgée dans un lit fluidisé permettant son revêtement par un matériau d'apport anticorrosion sous forme de poudre, la poudre de matériau de revêtement étant mis en état fluidisé par une agitation due à un écoulement gazeux appliqué dans ledit lit.

Selon une autre caractéristique, le procédé, selon l'invention, met en oeuvre une phase préparatoire préalable de la pièce traitée par une préparation de l'état de surface de la pièce dans la chaude de la forge.

Selon une autre caractéristique, le procédé de revêtement anticorrosion déposé sur la pièce traitée est une poudre.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description.

Pour fixer l'objet de l'invention illustrée de manière non limitative aux figures des dessins, on a représenté, à la figure 1, une vue à caractère schématique de l'installation de mise en oeuvre du procédé anticorrosion selon l'invention. La figure 2 représente la pièce traitée après forgeage dans le bain fluidisé.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative.

Le procédé anticorrosion de pièces forgées à chaud consiste à introduire la pièce forgée dans un lit fluidisé permettant son revêtement par un matériau d'apport anticorrosion sous forme de poudre, la poudre de matériau de revêtement étant mis en état fluidisé par une agitation due à un écoulement gazeux appliqué dans ledit lit. En pratique, la pièce forgée est introduite dans le bain fluidisé, soit pendant son refroidissement après forgeage, soit par maintien en température après décapage permettant son revêtement par le matériau d'apport anticorrosion.

L'installation de mise en oeuvre du procédé comprend donc un bac ou container (1) de grand volume présentant, dans sa partie basse, une sole (2) poreuse avec des ouvertures (2a) sur laquelle est stocké le matériau d'apport (3) sous forme de poudre. La partie basse du bac est aménagée pour la réception d'un conduit (4) de circulation d'un fluide qui est envoyé sous la sole par pression, surpression, le fluide étant de l'air ou un gaz, et ce à l'aide d'un moyen (5) de ventilation et de projection. La granulométrie des grains de poudre du matériau d'apport anticorrosion est supérieure à la section des ouvertures (2a) établies dans la sole poreuse permettant seul l'acheminement du fluide dans le lit à fluidiser. Bien entendu, des moyens de commande de la projection de fluide sont intégrés dans l'installation pour définir le volume de fluide, sa pression et son temps d'injection. La hauteur (H) du lit fluidisé est déterminée en fonction des volumes de pièces (P) traitées après forgeage.

La température (T 1) de la pièce forgée est supérieure à la température (T2) de la poudre constitutive du matériau d'apport anticorrosion. L'inertie thermique de la pièce forgée doit être suffisante pour effectuer l'apport calorifique nécessaire à l'adhérence de la poudre au contact de la pièce.

Ainsi, la dépose du matériau d'apport anticorrosion s'effectue en récupérant et en utilisant l'énergie calorifique de la pièce de forge traitée sans nécessité d'énergie nouvelle. La température (T2) du lit fluidisé peut être la température ambiante. Après refroidissement de la pièce (P) traitée, la couche d'apport se durcit et permet la protection de la pièce dans l'intégralité de son volume et de ses formes, contre la corrosion et les chocs de type gravillonnage.

Il convient dès lors de préciser la nature du matériau d'apport sous forme de poudre. Deux types de poudre répondent parfaitement pour la mise en oeuvre du procédé. Il s'agit de poudres thermoplastiques protégeant de la corrosion par leur étanchéité et leur neutralité chimiques. Le second consiste dans l'utilisation de poudres de métaux à propriétés sacricielles tels que le zinc, associés éventuellement à un certain pourcentage d'aluminium et d'autres poudres métalliques.

Dans le premier cas, le traitement en lit fluidisé avec des poudres polymères revêt un aspect écologique car cela évite tout traitement utilisant des mises en peinture dont les installations dégagent des COV (Composés Organiques Volatiles).

Dans le second cas, l'utilisation de poudres de métal permet un recyclage du métal constitutif de produits en métal et donc de déchets métalliques.

Il y a lieu de préciser que la pièce traitée est déposée dans le lit fluidisé par tous moyens appropriés laissant libre la totalité de sa surface afin de permettre la dépose hors zone du matériau d'apport anticorrosion. L'enlèvement de la pièce s'effectue après refroidissement de ladite pièce après que le matériau d'apport se soit solidarisé de manière définitive sur la pièce.

Un autre aspect de l'invention réside dans la préparation préalable de la pièce forgée à traiter avant le traitement anticorrosion.

Les pièces de forge étant chauffées à 1250° C présentent des traces de calamines sur les surfaces après forgeage. Si aucun nettoyage n'est fait avant l'immersion de la pièce dans le bain fluidisé, les calamines risquent soit de se décoller lors de la mise en sollicitation des pièces provoquant un enlèvement du matériau d'apport et donc une protection nulle contre la corrosion, soit de provoquer une amorce de corrosion ce qui n'est pas acceptable.

Ainsi, selon le procédé de l'invention, la pièce forgée est préalablement nettoyée avant d'être insérée dans le bain fluidisé. La pièce est traitée dans la chaude de forge par sablage à chaud, décapage par tribo finition ou autre solution de décapage équivalente. On peut ainsi envisager un nettoyage par onde de choc ou choc thermique.

L'invention offre ainsi de nombreux avantages de simplification, de réduction des coûts d'énergie en s'inscrivant dans une demande écologique.

Les investissements liés à l'installation de mise en oeuvre du procédé sont beaucoup plus réduits. Le temps d'exécution l'est également.

Ce procédé trouve de très nombreuses applications et en particulier aux pièces forgées à chaud de liaison au sol des véhicules automobiles et poids lourds assurant protection anticorrosion et anti gravillonnage.