utilisés pour la projection thermique HVOF, HVAF et autres

Le processus à grande vitesse air-carburant, appelé communément HVAF, est un processus de pulvérisation thermique utilisé pour le dépôt de revêtements à haute performance de carbures cémentés et de poudres métalliques. On l’utilise pour la protection des pièces contre l’abrasion, l’érosion et la corrosion.

C’est un processus de pulvérisation à chaud qui est plus froid que le HVOF, mais plus chaud que Cold Spray. Le pistolet HVAF utilise l’injection de poudre axiale dans un jet air-carburant à une température d’environ 1900°C à 2500°C. Il fonctionne avec un gaz combustible et de l’air comprimé (fourni par un compresseur d’air de 400 CFM à 125 psi). Par conséquent, le processus peut appliquer efficacement les matériaux à base de carbure. Le carbure de tungstène est le matériau prédominant appliqué par HVAF pour la résistance à l’usure par abrasion.

Le HVAF empêche la surchauffe de la matière en poudre, en contraste avec les jets chauds de processus de projection thermique conventionnels (tels que le plasma ou le HVOF). En conséquence, les particules sont surtout solides à l’impact sur le substrat, ce qui ralentit hautement la diffusion de l’oxygène. Ce procédé permet d’appliquer des métaux pratiquement sans oxydation tout comme le Cold Spray. Tous les matériaux communs de projection de poudre peuvent être appliqués avec leHVAF, à l’exception de la céramique.

Le HVAF peut appliquer le métal, le carbure et autres alliages de poudres métalliques sur une plage d’épaisseurs de 5 à 53 microns. L’efficacité de dépôt (DE) est de 50 à 75% pour les poudres de carbure et de 60 à 85% pour les poudres métalliques.

Le procédé au plasma est composé d’une anode ainsi que d’une cathode qui sont toutes deux refroidies par un câble d’eau. Un arc électrique est amorcé par haute fréquence et entretenu par une source de courant électrique à basse tension.

Il y a dissolution des molécules de gaz (argon ou azote et hydrogène ou hélium) qui s’ionisent et forment un arc électrique. Lorsque les gaz passent au travers de l’anode, ceux-ci prennent de l’expansion. Cette dilatation provoque un blocage de l’anode forçant les gaz à sortir vers la cathode.

Accélérées et fusionnées, les particules sont projetées sur la surface à revêtir avec une énergie cinétique très importante permettant une adhérence optimale.

La projection thermique plasma est un procédé pour les matériaux à haut point de fusion. Il offre une très bonne qualité de revêtement.

On utilise soudure au PTA pour faire fondre un revêtement métallique sur un substrat afin d’améliorer sa résistance à l’usure et/ou à la corrosion.

Au cours du processus, la poudre de métal est introduite dans un bain de fusion généré par l’arc de plasma à haute température (jusqu’à 5 000 °C). Le revêtement durcit par PTA est un véritable processus de soudage, avec une forte liaison métallique entre le substrat et le dépôt.

Dans ce procédé de soudure au PTA, deux alimentations en courant continu sont utilisées afin établir d’abord un arc non transféré (arc pilote) entre l’électrode de tungstène (-) et la buse anodique (+). Ensuite, un arc électrique est transféré entre l’électrode de tungstène (-) et la pièce de travail (+).

L’arc pilote est frappé par un dispositif à haute fréquence. Le gaz de plasma circulant autour de la cathode est ionisé à la pointe de l’électrode.

Lorsque l’arc transféré est allumé, la pièce devient une partie du circuit électrique et l’arc de plasma est concentré à travers l’orifice de la torche dans la pièce de travail. La poudre est injectée dans le plasma pour se faire projeter dans le bain de fusion. Il est possible de doper certains alliages existants pour mieux répondre aux besoins spécifiques.

L’épaisseur du dépôt peut varier de 0,6 à 6,0 mm et la largeur de 3 à 10 mm lors de l’utilisation d’un seul passage. En multiples passages, l’épaisseur de dépôt peut aller jusqu’à 20 mm et la largeur à plus de 30 mm.

Une des caractéristiques les plus importantes du procédé PTAW est le contrôle de la dilution. Le PTAW produit une dilution aussi basse que 5%, comparativement à 20-25% habituellement obtenue par les procédés MCAW (MIG) et GTAW (TIG). Donc, il est possible de maintenir les propriétés nobles de dépôt, même en une seule passe.