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"Procodé de traitet"ent, thermique d'un revêtement d'un Matériau".-
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Qualification propoeée: ' BREVET. 1) t INygNl'IuN.-
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L'invention présenta est relative au traitement de revêtement de matériaux métalliques et non-métalliques. les techniques de revêtement de matériaux métalliques et non-métalliques utilisent des moyens connus, comme, par exem- ple, la projection à la flamme, à l'arc électrique ou au jet de plasma, ou encore l'application d'un revêtement suivant la tech- nique de remaillage.
Malgré le fait que l'un ou l'autre de ces procédés ait pu apporter un progrès technique, certains des inconvénients à éliminer subsistent d'une façon plue ou moins gênante selon le type'de procédé utilisé. Ces inconvénients sont principale- ment la présence de porosités dans le revêtement même, ce qui peut entrainer la corrosion du support en cours de service, et la fragilité du revêtement ou de son acorochage et par conséquent la pissibilité de son érosion rapide.
A vrai dire, on s'est déjà efforcé de remédier à ces inconvénients, mais on s'est heurté à toute une série de difficul- tés, d'ordre technologique par exemple, lorsqu'on procède, en vue de réduire la porosité du revêtement, à un traitement de frit- tage à haute température ou en échauffant de façon inconsidérée le support en même temps que le revêtement,- ce qui donne lieu à des déformations importantes et même au décollement du revête- ment par suite des différences de coefficient de dilatation.
Dans certains cas en outre, on modifie les propriétés du support, en particulier s'il s'agit d'un acier trempé .
Un autre inconvénient, lorsqu'il s'agit de pièces de grandes dimensions, est l'ubligation d'utiliser des fours de grandes dimensions qui sont non seulement encombrants mais encore coûteux.
Le procédé conforme à l'invention remédie à ces incon- véniente et a même, sur la plupart des procédés de traitements connus, le grand avantage de la simplicité.
Le procédé suivant l'invention consiste à soumettre un revêtement métallique ou non à un traitement thermique réalisé pendant ou âpres l'application du revêtement, et est,caractérisé en ce que ce traitement thermique est pratiqué très rapidement et de manière telle qu'il n'affeote ni l'accrochage, ni les propriétés du support.
Les moyens utilisés pour la réalisation du traitement sont bien connus et consistent en l'utilisation d'un rayon de lumière cohérente tel qu'il peut être obtenu par un laser, la longueur d'onde du rayonnement étant choisie en fonction de la nature du support et de la nature du revêtement lui-même.
Le laser est, par exemple, du type représenté par la figure qui accompagne la présente description.
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Il est constitué d'un cylindre @ en quartz de 6m. environ de longueur, contenant du gaz, de deux électrodes 2 et 3 qni sont disposées à chaque bout du cylindre 1 et qui sont reliées à une source de courant 4 à haute tension, de l'ordre de 15.000 volts, de deux miroirs 5 et 6 rigoureusement parallè- les disposés également à chaque bout du cylindre 1, avec leur face réfléchissante tournée vers l'intérieur, l'un de ces miroirs écant pourvu d'une fenêtre 7 pour permettre le passage de photons 8 optiquement pompés de leur niveau sous l'action du courant à haute tension, et d'une lentille 9 concentrant les rayons-sortant du cylindre 1, en un pinceau 10 extrêmement concentré.
Ce pinceau 10 est dirigé sur le revêtement 11 de l'ouvrage 12 et déplacé très rapidement d'un point à l'autre sur toute la surface du revêtement, en suivant la torche à plasma 13 utilisée comme un des moyens de revêtement par projection.
L'avancement du pinceau a lieu à la vitesse linéaire du revêtement qui est de l'ordre de 50 cm. à la minute.
Afin d'éviter l'échauffement du support, on utilisera un rayonnement d'une longueur d'onde telle que l'absorption par le support et donc l'échauffement du support soit négligeable.
Par contre le coefficient d'absorption du revêtement pour ce même rayonnement sera élevé..
Dans certains cas, on disposera entre le revêtement et le support, une couche mince de réflexion ayant -donc un très faible coefficient d'absorption du rayonnement utilisé.
Cette couche mince peut être, par exemple, constituée d'une couche de cuivre lorsque l'on utilise un laser aux infra- rouges, Dans le cas de revêtement épais, il est possible, en réglant la focalisation du rayon laser, de chauffer de façon, préférentielle soit la surface, soit le coeur,, soit la région du revêtement située à proximité du support.
Pour traiter de grandes surfaces, on utilise de préférence un système de balayage du rayon laser et l'on fait usage éventuellement d'un rayon étalé au lieu d'utiliser un fais- ceau cylindrique concentré. Le générateur est fixe et le rayon estenvoyé à partir de celui-ci sur un miroir oscillant qui le renvoie sur la zone de l'ouvrage à traiter.
La puissance utile mine en jeu par le laser est de , 300 à 600 watts. En ce qui concerne le choix du type de laser à gaz à utiliser, on se base sur la longueur d'onde émise en fonction des gaz qu'il contient et qui pour l'hîlum et .le néon ensemble est de @# et pour l anhydride carbonique et d'hydrogè- ne ensemblede 10,6p...
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Comme application, on peut citer la réparation de défauts d'émaillage, auquel cas on peut appliquer localement à l'endroit du défaut, par une technique connue, une matière telle que de l'alumine ou du zircone et'refondre ersuite cette matière pour .former avec l'émail un revêtement é;anche et sans porosité.
Une autre application consiste à projeter, par exem- pla à la flamme ou par plasma, du carbure avec ou sans liant mé@allique (le cobalt), cette projection se faisant dans des conditions telles que le carbure ne soit pas décomposé.
Après obtention du dépôt, le traitement pour le rayon laser permet d'obtenir la fusion du liant métallique et donc un dépêt de très haute densité et d'un très bon accrochage.
REVENDICATIONS
1.- rocedé de traitement thermique d'un revêtement métallique ou non, ce traitement thermique étant réalisé pendant ou après l'application du revêtement, caractérisé en ce que ledit traitement thermique est pratiqué très rapidement et de manière telle qu'il n'affecte ni l'accrochage, ni les propriétés du support.
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"Process of treatment" ent, thermal of a coating of a Material ".-
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Qualification proposed: 'PATENT. 1) t INygNl'IuN.-
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The present invention relates to the coating treatment of metallic and non-metallic materials. the techniques for coating metallic and non-metallic materials use known means, such as, for example, flame, electric arc or plasma jet spraying, or even the application of a following coating the technique of remeshing.
Despite the fact that one or the other of these methods could have brought about technical progress, some of the drawbacks to be eliminated remain in a more or less troublesome manner depending on the type of process used. These drawbacks are mainly the presence of porosities in the coating itself, which can lead to corrosion of the support during service, and the fragility of the coating or its scratching and consequently the pissibility of its rapid erosion.
To tell the truth, efforts have already been made to remedy these drawbacks, but a whole series of difficulties have been encountered, of a technological nature for example, when proceeding with a view to reducing the porosity of the coating, a high-temperature frying treatment or by indiscriminately heating the support at the same time as the coating, - which gives rise to significant deformations and even to detachment of the coating due to the differences in coefficient of dilation.
In certain cases, moreover, the properties of the support are modified, in particular if it is a hardened steel.
Another drawback, when it comes to pieces of large dimensions, is the publication of the use of ovens of large dimensions which are not only bulky but also expensive.
The process according to the invention overcomes these drawbacks and even has, over most of the known treatment processes, the great advantage of simplicity.
The method according to the invention consists in subjecting a metallic or non-metallic coating to a heat treatment carried out during or after the application of the coating, and is characterized in that this heat treatment is carried out very quickly and in such a way that it does not 'affects neither the attachment nor the properties of the support.
The means used for carrying out the treatment are well known and consist in the use of a coherent beam of light such as can be obtained by a laser, the wavelength of the radiation being chosen according to the nature of the radiation. support and the nature of the coating itself.
The laser is, for example, of the type represented by the figure which accompanies the present description.
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It consists of a 6m quartz cylinder @. approximately in length, containing gas, of two electrodes 2 and 3 qni are arranged at each end of cylinder 1 and which are connected to a high voltage current source 4, of the order of 15,000 volts, to two mirrors 5 and 6 strictly parallel, also arranged at each end of cylinder 1, with their reflecting face turned inwards, one of these mirrors being provided with a window 7 to allow the passage of photons 8 optically pumped from their level below the action of high voltage current, and of a lens 9 concentrating the rays coming out of the cylinder 1, in an extremely concentrated brush 10.
This brush 10 is directed on the coating 11 of the work 12 and moved very quickly from one point to another over the entire surface of the coating, following the plasma torch 13 used as one of the spray coating means.
The advancement of the brush takes place at the linear speed of the coating which is of the order of 50 cm. Minute.
In order to avoid the heating of the support, radiation of a wavelength such that the absorption by the support and therefore the heating of the support is negligible will be used.
On the other hand, the absorption coefficient of the coating for this same radiation will be high.
In certain cases, between the coating and the support, a thin reflection layer will be placed, thus having a very low absorption coefficient of the radiation used.
This thin layer can be, for example, made of a copper layer when using an infrared laser. In the case of a thick coating, it is possible, by adjusting the focusing of the laser beam, to heat up preferentially either the surface, or the core, or the region of the coating located near the support.
For treating large areas, a laser beam scanning system is preferably used and optionally a spread beam is used instead of a concentrated cylindrical beam. The generator is fixed and the ray is sent from it on an oscillating mirror which reflects it on the area of the structure to be treated.
The useful mine power brought into play by the laser is .300 to 600 watts. Regarding the choice of the type of gas laser to use, one bases oneself on the wavelength emitted according to the gases which it contains and which for the helum and the neon together is of @ # and for carbon dioxide and hydrogen together 10.6p ...
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As an application, there may be mentioned the repair of enameling defects, in which case it is possible to apply locally to the place of the defect, by a known technique, a material such as alumina or zirconia and then melt this material to .form with the enamel an edged coating without porosity.
Another application consists in spraying, for example by flame or by plasma, carbide with or without a metal binder (cobalt), this spraying taking place under conditions such that the carbide is not decomposed.
After obtaining the deposit, the laser beam treatment makes it possible to obtain the melting of the metal binder and therefore a very high density deposit and very good adhesion.
CLAIMS
1.- heat treatment process for a metallic coating or not, this heat treatment being carried out during or after the application of the coating, characterized in that said heat treatment is carried out very quickly and in such a way that it does not affect neither the attachment, nor the properties of the support.