FR3031989A1 - Procede de traitement d'une piece et piece comportant un revetement - Google Patents

Procede de traitement d'une piece et piece comportant un revetement Download PDF

Info

Publication number
FR3031989A1
FR3031989A1 FR1550507A FR1550507A FR3031989A1 FR 3031989 A1 FR3031989 A1 FR 3031989A1 FR 1550507 A FR1550507 A FR 1550507A FR 1550507 A FR1550507 A FR 1550507A FR 3031989 A1 FR3031989 A1 FR 3031989A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
coating
oxidation
deposition
anodizable
micro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1550507A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3031989B1 (fr
Inventor
Jeremie Cotinot
Alain Viola
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Safran Landing Systems SAS
Original Assignee
Messier Bugatti Dowty SA
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messier Bugatti Dowty SA, SNECMA SAS filed Critical Messier Bugatti Dowty SA
Priority to FR1550507A priority Critical patent/FR3031989B1/fr
Publication of FR3031989A1 publication Critical patent/FR3031989A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3031989B1 publication Critical patent/FR3031989B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/026Anodisation with spark discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/30Anodisation of magnesium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/36Phosphatising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/02Electroplating of selected surface areas
    • C25D5/022Electroplating of selected surface areas using masking means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/28Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288Protective coatings for blades
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/008Thermal barrier coatings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/30Manufacture with deposition of material
    • F05D2230/31Layer deposition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/90Coating; Surface treatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Procédé de traitement d'une pièce (10), comprenant le dépôt d'un revêtement anodisable (20) sur au moins une première partie (12) de la pièce et l'oxydation par micro-arc dudit revêtement (20). Pièce (10) comprenant une première partie revêtue d'un revêtement (20) comportant un matériau anodisable oxydé, le matériau anodisable ayant une composition chimique différente de celle du matériau de la première partie (12).

Description

1 DOMAINE DE L'INVENTION Le présent exposé concerne un procédé de traitement d'une pièce et une pièce revêtue d'un revêtement. Il peut s'agir, en particulier, d'une pièce de turbomachine.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans le domaine de l'aéronautique et plus particulièrement celui des turboréacteurs d'avion, de nombreuses pièces sont soumises à des sollicitations mécaniques extrêmement sévères et/ou à des environnements ou des conditions de fonctionnement (température, pression) extrêmement exigeants. La surface des pièces, lieu d'interaction avec leur environnement, est naturellement le plus souvent la partie de ces pièces la plus sollicitée. Pour permettre à cette surface de satisfaire à toutes les contraintes qui lui sont appliquées, il est fréquent d'avoir recours à des traitements de surface pour protéger les pièces. Différentes technologies sont employées en fonction de la pièce à traiter, de l'utilisation de cette pièce en fonctionnement et des propriétés souhaitées. Ces technologies incluent par exemple des procédés thermochimiques tels que la nitruration, la cémentation, la carbonitruration et la boruration, les procédés de voie humide tels que le dépôt de vernis, lubrifiants ou peintures, ou l'anodisation dure, et les procédés de projection thermique, par exemple les dépôts plasma. La plupart de ces procédés vise à durcir la surface de la pièce et à conférer à la surface certaines propriétés, par exemple une bonne tenue au frottement (propriétés tribologiques).
Toutefois, ces procédés plusieurs présentent inconvénients. Par exemple, la nitruration et la cémentation s'appliquent essentiellement à des pièces en acier ou en titane et nécessitent de chauffer les pièces à très haute température. A l'inverse, les vernis sont mal adaptés aux applications à haute température. Les projections thermiques nécessitent un contrôle ultérieur de rugosité pour obtenir un état de surface 3031989 2 satisfaisant, ainsi qu'une épaisseur minimale de revêtement de l'ordre de 5 à 300 microns. Enfin, les matériaux utilisés dans certains des procédés précités peuvent contenir des substances considérées comme nocives pour l'environnement et susceptibles d'être interdites pour cette raison.
5 La demande de brevet FR 2 877 018, de la Demanderesse, décrit un procédé de durcissement de la surface d'une pièce par oxydation micro-arc. Un tel procédé présente certains avantages, cependant son application est limitée à une catégorie de pièces très restreinte, ayant une composition chimique qui permet l'anodisation.
10 Aussi, pour toutes les autres pièces, il existe un besoin pour un procédé générique qui permette de traiter ces pièces afin de conférer à leur surface une résistance mécanique élevée, notamment aux frottements, dans une large plage de température. PRÉSENTATION DE L'INVENTION 15 A cet effet, le présent exposé concerne un procédé de traitement d'une pièce, comprenant le dépôt d'un revêtement anodisable sur au moins une première partie de la pièce et l'oxydation par micro-arc dudit revêtement. Dans la présente demande de brevet, un matériau anodisable est 20 un matériau pouvant faire office d'anode dans un traitement électrolytique tel que l'oxydation par micro-arc. Un matériau anodisable peut être notamment un métal ou un alliage métallique. Par souci de simplification, dans la suite, sauf indication contraire explicite ou liée au contexte, le terme « métal » inclut les alliages métalliques. Un matériau anodisable 25 peut être par exemple un métal-valve (de l'anglais « valve metal »). Le traitement électrolytique d'oxydation micro-arc est une technique de traitement de surface, connue en elle-même, qui consiste à mettre en contact un substrat anodisable avec un bain électrolytique et à anodiser ce substrat avec une tension élevée afin d'atteindre la tension de claquage de 30 la couche d'oxyde isolante initialement formée à la surface du substrat 3031989 3 dans les premiers instants du traitement. Des micro-arcs s'amorcent alors et se déplacent sur la surface immergée du substrat. Cette technique permet de créer à la surface du substrat un revêtement ayant une structure et des propriétés physico-chimiques particulières par le biais de 5 la formation d'une couche d'oxyde composée des éléments constitutifs du substrat, d'une part, et de l'incorporation à la couche d'oxyde d'espèces chimiques présentes initialement dans le bain électrolytique d'autre part. A l'issu du traitement, le revêtement obtenu présente une structure dense et dure à coeur et poreuse en surface. Cette technique est également 10 appelée dans la littérature « traitement d'oxydation par plasma micro-arc » (en anglais «plasma enhanced oxidation ») ou, plus simplement, « traitement d'oxydation micro-arc ». Cependant, comme le traitement d'oxydation micro-arc nécessite de faire subir une oxydation (au moins partielle) au matériau auquel il est 15 appliqué, ce procédé n'est naturellement pas du tout envisagé pour les pièces en matériau non anodisable. Grâce au procédé de traitement proposé, il est désormais possible de traiter n'importe quelle pièce grâce à une étape préalable de dépôt d'un revêtement anodisable sur une première partie de la pièce. C'est ensuite ce revêtement qui subit 20 l'oxydation micro-arc, de façon à former une couche d'oxyde protectrice particulièrement dure. En ce sens, le matériau anodisable du revêtement est parfois appelé précurseur. On comprend que le revêtement avant oxydation a une composition chimique différente de celle du matériau de la première partie de la pièce, 25 de façon à conférer à la première partie revêtue des propriétés différentes. Si le revêtement était de même composition chimique que celle de la première partie de la pièce, il suffirait d'appliquer l'oxydation micro-arc à la première partie de la pièce selon la technique de l'art antérieur. Deux matériaux sont dits de même composition chimique s'ils 30 comprennent les mêmes constituants chimiques dans des proportions 3031989 4 proches. Par exemple, deux nuances voisines d'un même alliage peuvent être de même composition chimique. A l'opposé, deux métaux purs différents ne sont pas de même composition chimique. A fortiori, un métal et un non-métal ne sont pas de même composition chimique. En 5 particulier, deux matériaux sont dits de même composition chimique si les proportions de chaque élément constituant les matériaux varient d'au plus 5%, de préférence au plus 3%, de préférence au plus 1%. Selon un exemple, deux matériaux sont dits de compositions chimiques différentes si pour au moins un constituant, le pourcentage massique diffère d'au 10 moins 5%, de préférence au moins 3%, de préférence au moins 1% entre les deux matériaux. Comme il sera détaillé ultérieurement, la composition du revêtement après oxydation fournit une indication de la composition du revêtement avant oxydation. En effet, le revêtement après oxydation 15 comprend un ou des oxydes des éléments formant le revêtement avant oxydation. Le revêtement peut former une couche protectrice en supplément de la pièce à traiter. En particulier, le revêtement ne forme pas en tant que tel une partie de la pièce. Le procédé proposé trouve des applications 20 aussi bien dans la fabrication de pièces neuves que dans une chaîne de maintenance et de réparation. Ainsi, le procédé de traitement proposé fournit une méthode simple, compatible avec les exigences du règlement REACH, générique et applicable à tous types de substrats pour traiter les pièces. De plus, les 25 pièces obtenues par un tel procédé présentent une couche protectrice d'une très haute dureté et ayant une très bonne tenue à l'usure. Dans certains modes de réalisation, la première partie de la pièce est en matériau anodisable ou non anodisable. Dans le cas où la première partie est en matériau non anodisable, comme indiqué précédemment, le 30 procédé permet en quelque sorte de rendre anodisable une partie qui ne 3031989 5 l'était pas à l'origine. On peut donc traiter par oxydation micro-arc une pièce qui n'est normalement pas éligible à ce type de traitement, par exemple de l'acier ou une pièce en matériau composite. Dans le cas où la première partie est déjà en un matériau 5 anodisable, le procédé permet de sélectionner les matériaux de la pièce et du revêtement indépendamment l'un de l'autre, en fonction de leurs propriétés respectives, sans avoir à trouver de compromis. Par exemple, à matériau de la pièce constant, il est possible d'améliorer les propriétés de la couche protectrice, notamment les propriétés tribologiques, en 10 changeant de matériau pour le revêtement. A l'inverse, à matériau du revêtement constant, il est possible de changer le matériau de la pièce, par exemple pour alléger et/ou renforcer la pièce. Dans certains modes de réalisation, le revêtement anodisable est formé essentiellement par un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe 15 constitué du titane, de l'aluminium, du magnésium, du vanadium, du hafnium, du tantale, du tungstène, du niobium et du zirconium. Le revêtement peut être notamment un alliage métallique à base d'un ou de plusieurs des métaux précités. En particulier, le revêtement anodisable peut être formé au moins à 50 %, de préférence 70 % dudit métal.
20 Le dépôt peut être réalisé par tout procédé permettant de déposer un métal sur un substrat. En particulier, dans certains modes de réalisation, le dépôt est réalisé par au moins l'un des procédés suivants : projection thermique de particules de poudre fondues (par exemple jets de plasma, en anglais « plasma spray », par exemple «Suspension 25 Plasma Spraying », SPS), projection thermique de particules de poudre chaudes, projection arc fil, fabrication additive, dépôt physique en phase gazeuse (en anglais « physical vapor deposition », PVD), dépôt ionique en phase vapeur (en anglais « ion vapor deposition », IVD), dépôt chimique en phase gazeuse (en anglais « chemical vapor deposition », CVD), dépôt 30 par placage et dépôt par procédé électrochimique. Dans les procédés de 3031989 6 projection thermique de poudre, un gaz vecteur transporte des particules de poudre jusqu'à la première partie de la pièce. Une torche chauffe les particules, éventuellement jusqu'à leur faire atteindre leur point de fusion, avant qu'elles ne soient déposées sur la pièce. Ces techniques regroupent 5 la projection par flamme supersonique (en anglais « High Velocity OxyFuel », HVOF, ou « High Velocity Air-Fuel », HVAF, lorsque la source d'oxygène est de l'air) et la projection à froid dite « ColdSpray » dans laquelle les particules sont moins chaudes, non fondues. Les techniques de fabrication additive comprennent le frittage sélectif, la fusion sélective, 10 le moulage par injection (en anglais « metal injection moulding », MIM). Dans certains modes de réalisation, la pièce est en matériau composite et le dépôt du revêtement est réalisé à basse température. La notion de basse température sera clairement comprise comme une température compatible avec le matériau composite et n'endommageant 15 pas le matériau composite, notamment par opposition avec les traitements des métaux à haute température. Dans certains modes de réalisation, le procédé de traitement comprend en outre une étape d'usinage (rectification de la surface, polissage) du revêtement après l'oxydation. En effet, le revêtement créé 20 par oxydation micro-arc laisse une couche externe poreuse et présentant des porosités débouchantes ou cratères. Il peut être avantageux d'usiner cette couche externe, par exemple de la retirer, pour obtenir une surface protectrice nette et dure. Dans certains modes de réalisation, le procédé de traitement 25 comprend en outre, avant l'étape d'oxydation, l'application d'un masque empêchant l'application du revêtement ou l'oxydation du revêtement sur une deuxième partie de la pièce. Le masque protège et empêche d'oxyder la deuxième partie dont on ne souhaite pas qu'elle soit traitée. La deuxième partie peut être masquée avant l'étape de dépôt ou entre 30 l'étape de dépôt et l'étape d'oxydation. Si la deuxième partie est masquée 3031989 7 avant l'étape de dépôt, alors elle n'est pas recouverte du matériau anodisable. L'utilisation d'un masque permet de ne pas se limiter, parmi les procédés de dépôt, à ceux qui sont fortement directionnels. De manière similaire, l'utilisation d'un masque est particulièrement 5 avantageuse lorsque l'oxydation est réalisée par immersion de la pièce entière, ou du moins d'une partie de la pièce chevauchant au moins partiellement la deuxième partie. Alternativement ou en complément, dans certains modes de réalisation, l'étape d'oxydation peut être réalisée grâce à un dispositif 10 d'oxydation micro-arc hors bain. Dans ces modes de réalisation, on dispose sur la pièce un dispositif étanche formant des canaux ou poches en contact fluidique avec le revêtement après dépôt, puis on fait circuler un électrolyte dans lesdits canaux ou poches. Ainsi, la pièce n'est pas entièrement immergée et l'électrolyte n'entre en contact qu'avec le 15 revêtement à traiter. Le dispositif peut comporter des cathodes intégrées pour réaliser l'oxydation micro-arc. Le présent exposé concerne également une pièce comprenant une première partie revêtue d'un revêtement comprenant un matériau anodisable oxydé, le matériau anodisable ayant une composition chimique 20 différente de celle du matériau de la première partie. Le revêtement peut être constitué dudit matériau anodisable oxydé. Une telle pièce peut notamment être obtenue par le procédé de traitement précédemment décrit. On comprend que le revêtement ne résulte pas d'une oxydation superficielle de la première partie de la pièce elle-même, mais d'une 25 oxydation d'un dépôt anodisable sur la première partie de la pièce. Le revêtement peut comprendre également des éléments issus d'un bain électrolytique qui se seraient incorporés au revêtement au cours d'une oxydation micro-arc. Dans certains modes de réalisation, le revêtement ne contient 30 aucun oxyde dérivé du matériau de la première partie. Cette 3031989 8 caractéristique résulte du dépôt du revêtement avant oxydation sur place, le dépôt faisant écran entre le bain électrolytique et la pièce, empêchant ainsi l'oxydation du matériau de la première partie. Outre les caractéristiques qui viennent d'être mentionnées, la pièce 5 proposée peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques parmi les suivantes, considérées isolément ou selon des combinaisons techniquement possibles: - le revêtement présente une microstructure de préférence cristalline, ou du moins une microstructure essentiellement 10 cristalline comportant éventuellement des zones amorphes ; - le revêtement présente des canaux de décharge ; - le revêtement présente une dureté supérieure à 800 Hv (dureté Vickers), de préférence supérieure à 1000 Hv, de préférence supérieure à 1500 Hv ; 15 - l'épaisseur du revêtement est comprise entre 5 pm et 300 pm. Dans le cas d'un rechargement, l'épaisseur du revêtement peut être comprise entre 0,5 mm et 50 mm De telles caractéristiques peuvent être, indépendamment ou en combinaison, obtenues par certains modes de réalisation du procédé 20 précédemment décrit. En particulier, l'oxydation micro arc est responsable de la présence de canaux de décharge (canaux créés par les décharges du courant électrique au cours de l'oxydation). En outre, en modifiant la composition chimique du revêtement et en créant une couche d'oxyde, l'oxydation micro arc confère au revêtement sa dureté élevée. La dureté 25 est ici mesurée selon l'échelle Vickers. Dans certains modes de réalisation, la couche superficielle du revêtement est poreuse. Il peut s'agir en particulier de la couche externe du revêtement avant l'étape d'usinage (polissage) mentionnée précédemment. La couche superficielle peut être laissée poreuse afin, par 3031989 9 exemple, de permettre l'adhérence d'un primaire de peinture ou de collage, de vernis, etc. Le présent exposé concerne également une turbomachine comprenant une pièce telle que précédemment décrite. Selon un exemple, 5 la pièce peut être en matériau composite, comprenant des fibres noyées dans une matrice, tandis que le revêtement peut être en métal ou en alliage métallique. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la 10 description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une première étape d'un procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention ; 15 - la figure 2 représente schématiquement une deuxième étape d'un procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente schématiquement une troisième étape d'un procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente schématiquement une quatrième étape d'un 20 procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 représente schématiquement une cinquième étape d'un procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue au microscope électronique d'une surface traitée par oxydation micro-arc.
25 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION Un procédé de traitement d'une pièce selon un mode de réalisation de l'invention va maintenant être détaillé en référence aux figures 1 à 5. La figure 1 représente schématiquement une pièce 10 vue en coupe. Dans le présent mode de réalisation, la pièce 10 est en matériau composite, 30 c'est-à-dire en matériau non anodisable.
3031989 10 Comme représenté sur la figure 2, la pièce 10 comporte une première partie 12 que l'on souhaite traiter au moyen du procédé proposé et une deuxième partie 13 que l'on ne souhaite pas traiter. Dans l'exemple représenté, la première partie 12 et la deuxième partie 13 sont 5 constituées du même matériau, cependant elles pourraient être constituées de matériaux différents. Un masque 14 est appliqué sur la pièce 10, plus précisément sur la deuxième partie 13 de la pièce 10, afin d'empêcher le dépôt d'un revêtement et/ou de protéger cette deuxième partie 13 contre les 10 conditions physico-chimiques appliquées au cours du procédé de traitement, notamment protéger la deuxième partie 13 du bain électrolytique qui peut être acide (pH<6) ou alcalin (pH>8). Dans cet exemple, le masque 14 est appliqué avant le dépôt d'un revêtement, mais il pourrait aussi être appliqué après le dépôt d'un 15 revêtement et avant l'oxydation dudit revêtement. En outre, le masque 14 peut comprendre tout produit adéquat en fonction du dépôt et/ou du bain électrolytique auxquels le masque sera soumis, par exemple une résine, un adhésif, un vernis, une pièce en plastique, une ventouse, etc. Comme illustré schématiquement sur la figure 3, on effectue le 20 dépôt d'un revêtement anodisable 20 sur la première partie 12 de la pièce 10. Dans le présent mode de réalisation, on emploie un procédé de projection thermique de poudre de type « cold spray ». En l'espèce, une buse 16 projette sur la première partie 12 un faisceau 18 de particules de poudre de titane chaudes. Ces particules ne sont pas fondues mais 25 subissent une déformation plastique au moment de leur impact sur la première partie 12 ou sur le reste du revêtement 20. La projection cold spray est connue en soi et ses paramètres peuvent être issus par exemple de la demande de brevet FR 2 978 931 de la Demanderesse. Le dépôt du revêtement peut bien entendu être précédé du dépôt d'une sous-couche 303 19 89 11 d'accrochage (non représentée) pour améliorer l'adhésion entre le revêtement 20 et la pièce 10. Une fois le revêtement 20 déposé, on lui applique un traitement électrolytique d'oxydation par micro-arc. Ce traitement est illustré par la 5 figure 4, sur laquelle on a représenté une cuve 30 renfermant un bain électrolytique 32. Un courant anodique, symbolisé par des éclairs, circule entre une cathode, ici intégrée à la cuve 30 et non représentée, et le revêtement 20 faisant office d'anode. Le dispositif présenté n'est pas un dispositif à immersion totale dans la mesure où la pièce 10 n'est pas 10 entièrement immergée. Le dispositif présenté n'est pas non plus complètement un dispositif hors bain, dans la mesure où le bain électrolytique 32 est en contact avec d'autres parties que le revêtement à traiter, en l'occurrence avec une partie du masque 14. En alternative au dispositif présenté, il serait possible d'effectuer l'oxydation micro-arc à 15 l'aide d'un dispositif hors bain dimensionné pour correspondre exactement à la zone à traiter, ou bien par immersion de la pièce entière dans un bain électrolytique. Le fonctionnement et le contrôle d'une telle installation étant connus de l'art antérieur, ils ne seront pas décrits plus en détail. Le bain électrolytique peut comprendre essentiellement un solvant, 20 par exemple de l'eau déminéralisée, ainsi que des ions conducteurs, par exemple un mélange de sels de potassium et/ou de sodium, notamment sous forme d'hydroxydes, de silicates, de phosphates, de thiosulfates, de tungstate, de vanadates, zirconates et/ou autres sels métalliques. La concentration de chacune des espèces peut être comprise entre 0,1 et 25 50 g/L. En outre, le bain électrolytique peut comprendre d'autres éléments dans le but de doper le revêtement ou de faire précipiter des espèces chimiques indésirables. Les paramètres utilisés pour réaliser l'oxydation micro-arc peuvent être les suivants : 30 - courant : de 40 à 600 A ; 3031989 12 tension : de 200 à 1000 V, plus particulièrement de 400 à 800 V; - fréquence des pulses : de 5 à 500 Hz ; rapport des charges qp/qn : de 0,4 à 1,8 ; 5 - durée du traitement : de 10 à 90 min ; - température du bain : de 10 à 40°C ; - pH du bain : de 6 à 14 ; toutefois, il est également possible de réaliser une oxydation micro-arc en milieu acide, en choisissant les sels correspondants. 10 - conductivité du bain : de 100 à 1000 mS/m, plus particulièrement de 100 à 500 mS/m. L'oxydation micro-arc crée des claquages électriques par décharges d'arcs locales et provoque la fonte du revêtement précurseur avec entraînement d'espèces chimiques issues de l'électrolyte. Elle permet de 15 transformer le revêtement 20 de manière à lui donner la structure schématisée sur la figure 5. La figure 5 représente la pièce 10, après retrait de la cuve 30 et du masque 14. Comme illustré sur la figure 5, le revêtement 20 comprend, à l'interface avec la pièce 10, une couche intacte 21. La couche intacte 21 a la même composition que le revêtement 20 avant oxydation. La couche intacte 21 est laissée inchangée par l'oxydation micro arc. De l'autre côté de la couche intacte 21 se trouve une couche de transition 22. du fait des mécanismes de croissance électrochimique en jeu, cette couche de transition 22 comprend généralement un oxyde 25 simple du matériau précurseur, en l'espèce par exemple T102. La couche de transition est suffisamment proche de la surface externe de la pièce pour être affectée par l'oxydation, mais elle n'est peu ou pas affectée par les éléments contenus dans le bain électrolytique. Le revêtement 20 comprend également une couche principale 24 et 30 une couche externe 26. La couche principale 24 est située entre la couche 303 19 89 13 externe 26 et la première partie 12, en particulier entre la couche externe 26 et la couche de transition 22. Les couches principale 24 et externe 26 sont en céramique non conductrice. Ces deux couches comprennent un oxyde constitué principalement du métal déposé, en l'occurrence du 5 titane. L'oxyde formé est par exemple un oxyde de titane complexe formé en combinaison avec des éléments présents dans le bain électrolytique. La couche principale 24 est très dure, notamment d'une dureté comprise entre 1000 Hv et 2000 Hv. La couche principale 24 présente une structure dense et essentiellement cristalline. La couche externe 26 est 10 moins dense et moins dure que la couche principale 24. Comme illustré, la couche externe 26 présente une porosité relativement élevée et une surface externe rugueuse. Une vue de dessus de la surface de la couche externe 26 est présentée sur la figure 6. Cette surface présente de nombreuses porosités 15 débouchantes 28 qui résultent des canaux de décharge créés pendant l'oxydation micro-arc. Du fait de la structure poreuse de la couche externe 26, il peut être avantageux de polir cette couche externe 26 pour ne garder comme couche externe du revêtement que la couche principale 24. Pour d'autres 20 applications telles que la peinture ou le collage sur la couche externe 26, il peut être intéressant de conserver une couche rugueuse. Le procédé proposé possède un grand nombre d'applications. Selon un exemple, on peut traiter un acier par ce procédé, grâce à un dépôt de titane. Dans ce cadre, le procédé selon ces modes de réalisation remplace 25 avantageusement les traitements thermochimiques et/ou les couvertures par du vernis. Les pièces concernées peuvent être utilisées comme parties d'arbres de turbines, disques rotatifs, corps de vannes, pales ou parties d'aube, notamment pied d'aube. Selon un autre exemple, les pièces en aluminium revêtues de titane 30 oxydé par micro-arc présentent un très bon comportement anti-érosion.
3031989 14 Alors même que l'aluminium est un métal anodisable, le fait de déposer un revêtement en titane et de traiter ce revêtement par oxydation micro-arc permet d'améliorer la pièce, notamment par rapport à une oxydation micro-arc directe de l'aluminium. En effet, la couche résultant d'une 5 oxydation micro-arc du titane possède une meilleure tenue que celle résultant d'une oxydation micro-arc de l'aluminium. Réciproquement, par rapport à une pièce entièrement en titane qu'on traiterait par oxydation micro-arc, dans l'optique de conserver la bonne tenue de la couche issue de titane, le présent procédé permet de remplacer la pièce entièrement en 10 titane par une pièce en aluminium revêtue de titane, ce qui permet de faire des économies en masse et en coûts. A l'inverse, il est également possible de déposer un revêtement d'aluminium sur une pièce en titane et d'oxyder ledit revêtement en aluminium par oxydation micro arc. La couche résultant d'une oxydation 15 micro-arc de l'aluminium possède une plus grande dureté que celle résultant d'une oxydation micro-arc du titane. L'utilisation d'un procédé selon ces modes de réalisation remplace avantageusement l'anodisation dure, qui utilise des substances en voie de retrait conformément aux exigences du programme REACH. Les pièces concernées peuvent être des 20 aubages de soufflante ou des pales d'hélicoptère. Comme détaillé précédemment, selon un autre exemple, les pièces en matériau composite peuvent être revêtues d'un revêtement anodisable qui est ensuite oxydé par micro-arc. Le revêtement offre alors une meilleure protection contre l'usure et l'érosion qu'un simple dépôt 25 métallique. Selon un autre exemple, les pieds d'aubes peuvent être mieux protégés, grâce à un mode de réalisation du procédé selon l'invention, contre les détériorations liées au frottement. Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des 30 exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être 3031989 15 apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par 5 conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'une pièce (10, 110), comprenant le dépôt d'un revêtement anodisable (20, 120) sur au moins une première partie (12) de la pièce et l'oxydation par micro-arc dudit revêtement (20, 120).
  2. 2. Procédé de traitement selon la revendication 1, dans lequel la première partie (12) de la pièce est en matériau anodisable ou non anodisable.
  3. 3. Procédé de traitement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le revêtement anodisable (20, 120) est formé essentiellement par un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe constitué du titane, de l'aluminium, du magnésium, du vanadium, du hafnium, du tantale, du tungstène, du niobium et du zirconium.
  4. 4. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dépôt est réalisé par au moins l'un des procédés suivants : projection thermique de particules de poudre fondues, projection thermique de particules de poudre chaudes, projection fil arc fabrication additive, dépôt physique en phase gazeuse, dépôt chimique en phase gazeuse, dépôt ionique en phase vapeur, dépôt par placage, dépôt par procédé électrochimique.
  5. 5. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre une étape de polissage du revêtement (20, 120) après l'oxydation.
  6. 6. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre, avant l'étape d'oxydation, l'application d'un 303 19 89 17 masque (14) empêchant le dépôt du revêtement (20) ou l'oxydation du revêtement sur une deuxième partie (13) de la pièce (10).
  7. 7. Pièce (10, 110) comprenant une première partie (12) revêtue d'un 5 revêtement (20, 120) comprenant d'un matériau anodisable oxydé, le matériau anodisable (20, 120) ayant une composition chimique différente de celle du matériau de la première partie (12).
  8. 8. Pièce selon la revendication 7, dans laquelle le revêtement (20, 10 120) ne contient aucun oxyde dérivé du matériau de la première partie (12).
  9. 9. Pièce selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle l'épaisseur du revêtement (20, 120) est comprise entre 5pm et 300pm. 15
  10. 10. Pièce selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans laquelle la couche superficielle (26, 126) du revêtement est poreuse.
  11. 11. Turbomachine comprenant une pièce (10, 110) selon l'une 20 quelconque des revendications 7 à 10.
FR1550507A 2015-01-22 2015-01-22 Procede de traitement d'une piece et piece comportant un revetement Active FR3031989B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1550507A FR3031989B1 (fr) 2015-01-22 2015-01-22 Procede de traitement d'une piece et piece comportant un revetement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1550507A FR3031989B1 (fr) 2015-01-22 2015-01-22 Procede de traitement d'une piece et piece comportant un revetement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3031989A1 true FR3031989A1 (fr) 2016-07-29
FR3031989B1 FR3031989B1 (fr) 2020-11-27

Family

ID=53177609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1550507A Active FR3031989B1 (fr) 2015-01-22 2015-01-22 Procede de traitement d'une piece et piece comportant un revetement

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3031989B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107447243A (zh) * 2017-06-19 2017-12-08 中南大学 一种用于金属微弧氧化单向表面改性的装置
CN114540910A (zh) * 2020-11-25 2022-05-27 比亚迪股份有限公司 一种金属部件及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956080A (en) * 1973-03-01 1976-05-11 D & M Technologies Coated valve metal article formed by spark anodizing
US20050115839A1 (en) * 2001-10-02 2005-06-02 Dolan Shawn E. Anodized coating over aluminum and aluminum alloy coated substrates and coated articles
US20120000783A1 (en) * 2008-12-26 2012-01-05 Arata Suda Method of electrolytic ceramic coating for metal, electrolysis solution for electrolytic ceramic coating for metal, and metallic material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3956080A (en) * 1973-03-01 1976-05-11 D & M Technologies Coated valve metal article formed by spark anodizing
US20050115839A1 (en) * 2001-10-02 2005-06-02 Dolan Shawn E. Anodized coating over aluminum and aluminum alloy coated substrates and coated articles
US20120000783A1 (en) * 2008-12-26 2012-01-05 Arata Suda Method of electrolytic ceramic coating for metal, electrolysis solution for electrolytic ceramic coating for metal, and metallic material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107447243A (zh) * 2017-06-19 2017-12-08 中南大学 一种用于金属微弧氧化单向表面改性的装置
CN107447243B (zh) * 2017-06-19 2023-07-14 中南大学 一种用于金属微弧氧化单向表面改性的装置
CN114540910A (zh) * 2020-11-25 2022-05-27 比亚迪股份有限公司 一种金属部件及其制备方法
CN114540910B (zh) * 2020-11-25 2023-11-14 比亚迪股份有限公司 一种金属部件及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR3031989B1 (fr) 2020-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2814473A1 (fr) Procede de realisation d&#39;un revetement de protection formant barriere thermique avec sous-couche de liaison sur un substrat en superalliage et piece obtenue
EP3377680B1 (fr) Pièce de moteur d&#39;aéronef comportant un revêtement de protection contre l&#39;érosion et procédé de fabrication d&#39;une telle pièce
EP3835452B1 (fr) Methode de fabrication d&#39;une surface decorative
FR3031989A1 (fr) Procede de traitement d&#39;une piece et piece comportant un revetement
EP3707297B1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une barriere thermique sur une piece d&#39;une turbomachine
EP3084046B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une pièce revêtue d&#39;un revêtement protecteur
EP3374543A1 (fr) Revêtement céramique multicouche de protection thermique à haute température, notamment pour application aéronautique, et son procédé de fabrication
FR3052464A1 (fr) Procede de protection contre la corrosion et l&#39;oxydation d&#39;une piece en superalliage monocristallin a base de nickel exempt d&#39;hafnium
FR3053076A1 (fr) Piece de turbomachine revetue d&#39;une barriere thermique et d&#39;un revetement de protection contre les cmas et procede pour l&#39;obtenir
CA2508821C (fr) Procede de fabrication ou de reparation d&#39;un revetement sur un substrat metallique
EP4041930B1 (fr) Piece d&#39;aeronef en superalliage comprenant du rhenium et/ou du ruthenium et procede de fabrication associe
EP3899083A1 (fr) Pièce de turbine en superalliage comprenant du rhenium et/ou du ruthenium et procédé de fabrication associé
CH716916A2 (fr) Méthode de fabrication d&#39;une surface décorative, objet décoratif à surface multicolore et montre comprenant de tels objets.
WO2004061159A2 (fr) Revetement multicouche pour proteger une piece contre la corrosion
FR3070693A1 (fr) Procede et dispositif de depot de revetement pour des composants multi-perfores de moteur d&#39;aeronef avec soufflage des events
FR3108633A1 (fr) Procédé de dépôt d’un revêtement sur une pièce métallique et pièce métallique obtenue selon un tel procédé
WO2022175325A1 (fr) Revêtement protecteur d&#39;un substrat en alliage cuivreux et procédé correspondant
FR2656632A1 (fr) Procede de revetement de surfaces comprenant un depot metallurgique prealable d&#39;au moins une couche d&#39;aluminium et son anodisation dure, pieces traitees suivant ce procede, et procede de collage desdites pieces.
WO2020240130A1 (fr) Procédé de protection contre la corrosion
FR3091710A1 (fr) Procédé de revêtement d’un organe de frein et organe de frein ainsi obtenu
WO2023073310A1 (fr) Procede de formation d&#39;un revetement de protection cathodique sur une piece de turbomachine
FR3053075A1 (fr) Piece de turbomachine revetue d&#39;une barriere thermique et d&#39;un revetement de protection contre les cmas et procede pour l&#39;obtenir
WO2019058068A1 (fr) Piece de turbine en superalliage comprenant du rhenium et/ou du ruthenium et procede de fabrication associe
WO2015092265A1 (fr) Procede de traitement anti-corrosion et anti-usure

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20160729

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

CD Change of name or company name

Owner name: SNECMA, FR

Effective date: 20170518

Owner name: MESSIER-BUGATTI-DOWTY, FR

Effective date: 20170518

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

CD Change of name or company name

Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR

Effective date: 20170719

Owner name: SAFRAN LANDING SYSTEMS, FR

Effective date: 20170719

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10