FR2822727A1 - METHOD FOR APPLYING A COATING RESISTANT TO HIGH TEMPERATURES, DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD AND OBJECT PROVIDED WITH SAID COATING - Google Patents
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Abstract
Description
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PROCEDE D'APPLICATION D'UN REVETEMENT RESISTANT AUX HAUTES TEMPERATURES, DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE ET OBJET POURVU DUDIT REVETEMENT. METHOD FOR APPLYING A COATING RESISTANT TO HIGH TEMPERATURES, DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD AND OBJECT PROVIDED WITH SAID COATING.
La présente invention concerne un procédé d'application d'un revêtement résistant aux hautes températures sur un substrat constitué d'au moins une surface à traiter d'un objet, tel que par exemple un pot d'échappement catalytique pour un véhicule à deux roues, un tuyau de poêle, des branches de lunettes ou similaires. The present invention relates to a method of applying a coating resistant to high temperatures on a substrate consisting of at least one surface to be treated of an object, such as for example a catalytic exhaust for a two-wheeled vehicle. , stove pipe, branches of glasses or the like.
Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. It also relates to a device for implementing this method.
Elle concerne enfin un objet comportant au moins une surface pourvue d'un revêtement résistant aux hautes températures, tel que par exemple un pot d'échappement catalytique pour un véhicule à deux roues, ou un tuyau de poêle, ou des branches de lunettes ou similaires. Finally, it relates to an object comprising at least one surface provided with a coating resistant to high temperatures, such as for example a catalytic exhaust for a two-wheeled vehicle, or a stove pipe, or branches of glasses or the like. .
Pour des raisons esthétiques les pots d'échappement de véhicules à deux roues et notamment des scooters sont habituellement chromés. Les tuyaux de poêles sont couramment noircis ou revêtus d'une peinture émaillée. Les branches de lunettes sont fréquemment métalliques et sont soumises à un traitement de surface galvanique. For aesthetic reasons the exhaust pipes of two-wheeled vehicles and in particular scooters are usually chrome-plated. Stove pipes are commonly blackened or coated with enamel paint. The branches of glasses are frequently metallic and are subjected to a galvanic surface treatment.
Tous ces traitements sont coûteux et nécessitent l'application d'une couche primaire d'accrochage ou un traitement de surface. L'émaillage à chaud par pulvérisation d'une barbotine d'émail suivie d'une cuisson au four constitue une opération coûteuse qui renchérit excessivement le prix de revient de certains produits et les rend inacceptables par le marché. Pour certains traitements connus la résistance aux hautes températures est très limitée dans le temps et la dureté superficielle est insuffisante pour de nombreuses applications. Les résines polyester qui sont utilisées pour certaines applications ne résistent qu'à des températures ne dépassant pas 350 à 400 C. En outre les choix esthétiques sont All of these treatments are costly and require the application of a primary bonding layer or a surface treatment. Hot enamelling by spraying an enamel slip followed by baking in an oven is a costly operation which increases the cost price of certain products excessively and makes them unacceptable by the market. For certain known treatments, the resistance to high temperatures is very limited over time and the surface hardness is insufficient for many applications. The polyester resins which are used for certain applications only resist temperatures not exceeding 350 to 400 C. In addition, the aesthetic choices are
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limités, notamment en ce qui concerne les couleurs, ce qui constitue un inconvénient majeur, étant donné que la recherche esthétique implique précisément la possibilité de disposer d'un grand nombre de colorations. On constate que tous les procédés connus présentent des inconvénients à divers titres : complexité, coût, insuffisance technique, limites esthétiques. limited, especially with regard to colors, which constitutes a major drawback, given that aesthetic research precisely involves the possibility of having a large number of colorings. It is noted that all of the known methods have drawbacks for various reasons: complexity, cost, technical insufficiency, aesthetic limits.
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en offrant un procédé d'application d'un revêtement résistant aux hautes températures ne nécessitant plus de traitement préalable autre que la préparation mécanique du substrat, présentant des qualités esthétiques nouvelles, notamment en ce qui concerne les couleurs disponibles, résistant aux hautes températures et facile à mettre en oeuvre. The object of the present invention is to overcome the drawbacks mentioned above by providing a process for applying a coating resistant to high temperatures no longer requiring prior treatment other than the mechanical preparation of the substrate, having new aesthetic qualities, especially with regard to the colors available, resistant to high temperatures and easy to use.
Ce but est atteint par le procédé spécifié en préambule et caractérisé en ce que l'on procède à un préchauffage localisé de ladite surface dudit objet à traiter jusqu'à une température prédéterminée, en ce que l'on dépose des poudres de céramiques mono structurées ou nanométriques sur cette surface préchauffée, en ce que l'on continue à chauffer cette surface au moins pendant la durée du dépôt desdites poudres de céramiques et en ce que l'on procède à une trempe de ladite surface immédiatement après la fin du chauffage. This object is achieved by the process specified in the preamble and characterized in that one proceeds to a localized preheating of said surface of said object to be treated to a predetermined temperature, in that one deposits mono structured ceramic powders or nanometric on this preheated surface, in that one continues to heat this surface at least for the duration of the deposition of said ceramic powders and in that one proceeds to a quenching of said surface immediately after the end of heating.
Selon un mode de réalisation préféré, on effectue le préchauffage de la surface à traiter et son chauffage pendant au moins la durée du dépôt des poudres de céramiques par induction. According to a preferred embodiment, the surface to be treated is preheated and heated for at least the duration of the deposition of ceramic powders by induction.
De façon avantageuse, ladite température prédéterminée de préchauffage et du chauffage pendant au moins la durée du dépôt des poudres de céramiques est comprise entre 400 et 1150 OC. Advantageously, said predetermined temperature for preheating and heating for at least the duration of the deposition of ceramic powders is between 400 and 1150 OC.
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Selon un mode de réalisation préférentiel on effectue le dépôt desdites poudres de céramiques au moyen d'un pistolet de poudrage électrostatique. De préférence on effectue le préchauffage et le chauffage de la surface à traiter au moyen d'au moins deux générateurs d'induction distants l'un de l'autre qui effectuent un déplacement relatif par rapport à l'objet pour balayer toute ladite surface, et on effectue le dépôt desdites poudres de céramiques dans une zone située entre les deux générateurs d'induction. According to a preferred embodiment, said ceramic powders are deposited using an electrostatic powder spray gun. Preferably, the preheating and the heating of the surface to be treated are carried out by means of at least two induction generators which are distant from each other and which move relative to the object in order to scan the entire said surface, and depositing said ceramic powders in an area between the two induction generators.
D'une manière avantageuse on effectue ladite trempe par projection d'un fluide à basse température. Ce fluide est de préférence choisi parmi la liste suivante : anhydride carbonique liquide, eau pulvérisée, azote liquide, air refroidi, huile pulvérisée. Advantageously, said quenching is carried out by spraying a fluid at low temperature. This fluid is preferably chosen from the following list: liquid carbon dioxide, water spray, liquid nitrogen, cooled air, oil spray.
Ce but est également atteint par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour procéder à un préchauffage localisé de ladite surface à traiter dudit objet jusqu'à une température prédéterminée, des moyens pour déposer des poudres de céramiques mono structurées ou nanométriques sur cette surface préchauffée, des moyens pour continuer à chauffer la surface au moins pendant la durée du dépôt des poudres de céramiques et des moyens pour procéder à une trempe de cette surface immédiatement après la fin du chauffage. This object is also achieved by the device according to the invention, characterized in that it comprises means for localized preheating of said surface to be treated of said object to a predetermined temperature, means for depositing ceramic powders mono structured or nanometric on this preheated surface, means for continuing to heat the surface at least for the duration of the deposition of ceramic powders and means for tempering this surface immediately after the end of heating.
D'une manière particulièrement avantageuse, lesdits moyens pour effectuer le préchauffage de la surface à traiter et son chauffage au moins pendant la durée du dépôt des poudres de céramiques comportent des générateurs de chauffage par induction. In a particularly advantageous manner, said means for effecting the preheating of the surface to be treated and its heating at least for the duration of the deposition of ceramic powders comprise induction heating generators.
Pour polariser les poudres et faciliter ainsi leur dépôt sur la surface à traiter, les moyens pour déposer des poudres de céramiques sur la surface à traiter comportent au moins un pistolet de poudrage électrostatique. To polarize the powders and thus facilitate their deposition on the surface to be treated, the means for depositing ceramic powders on the surface to be treated comprise at least one electrostatic powder spray gun.
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D'une manière préférentielle les moyens pour procéder à une trempe de la surface à traiter immédiatement après la : fin du chauffage comportent au moins un dispositif pour projeter un fluide à basse température. Preferably, the means for tempering the surface to be treated immediately after the end of heating include at least one device for projecting a fluid at low temperature.
Dans le cas où les objets ayant une surface à traiter sont allongés, comme par exemple les pots d'échappement catalytiques de véhicules à deux roues, le dispositif comporte avantageusement deux générateurs d'induction distants l'un de l'autre agencés pour effectuer un déplacement relatif par rapport à l'objet pour balayer toute ladite surface, et au moins un pistolet de poudrage électrostatique pour effectuer le dépôt desdites poudres de céramiques dans une zone de la surface à traiter située entre les deux générateurs d'induction. In the case where the objects having a surface to be treated are elongated, such as for example the catalytic exhaust pipes of two-wheeled vehicles, the device advantageously comprises two induction generators distant from each other arranged to perform a relative movement relative to the object to scan the entire said surface, and at least one electrostatic powder spray gun for depositing the said ceramic powders in an area of the surface to be treated located between the two induction generators.
Ce but est par ailleurs atteint par l'objet selon l'invention, tel que défini en préambule et caractérisé en ce que ce revêtement est composé de céramiques et obtenu par la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus. This object is moreover achieved by the object according to the invention, as defined in the preamble and characterized in that this coating is composed of ceramics and obtained by the implementation of the method as defined above.
De manière particulièrement avantageuse, ce revêtement a une dureté comprise entre 1300 et 1400 vickers. Particularly advantageously, this coating has a hardness of between 1300 and 1400 vickers.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, en référence au dessin annexé donné à titre indicatif et non limitatif dans lequel : - la figure unique est une vue schématique représentant une forme de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. The present invention and its advantages will be better understood on reading the detailed description of a preferred implementation of the method of the invention, with reference to the attached drawing given by way of indication and not limitation in which: - the single figure is a schematic view showing an embodiment of the device for implementing the method according to the invention.
En référence à la figure unique, le dispositif 10 représenté à titre d'exemple est destiné à effectuer un revêtement résistant aux hautes températures sur des objets 13 courants tels que par exemple des pots d'échappement catalytiques pour des véhicules à deux roues, Referring to the single figure, the device 10 shown by way of example is intended to make a coating resistant to high temperatures on common objects 13 such as for example catalytic exhaust pipes for two-wheeled vehicles,
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des tuyaux de poêles, devant supporter des températures très élevées, mais également des branches de lunettes ou d'autres objets usuels pour lesquels l'aspect esthétique et la dureté superficielle sont particulièrement importants. Il comporte deux générateurs d'induction représentés sous la forme de deux bobines d'induction 11 et 12 distantes l'une de l'autre et disposées sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement par rapport à l'axe de l'objet 13 qui est de forme approximativement cylindrique et qui a par exemple une surface 14 à traiter qui correspond à un tronçon d'extrémité. Un pistolet de poudrage électrostatique 15 est disposé entre les deux bobines d'induction 11 et 12. L'ensemble comprenant les deux bobines d'induction 11, 12 et le pistolet de poudrage électrostatique 15 se déplace axialement par rapport à l'objet 13. L'objet 13 est avantageusement entraîné en rotation autour de son axe. Selon une autre forme de réalisation l'ensemble bobines d'induction 11, 12 et pistolet de poudrage électrostatique 15 pourrait être fixe et seul l'objet 13 pourrait se déplacer relativement à cet ensemble. Si ledit ensemble se déplace dans le sens de la flèche 16, la bobine d'induction 11 sert au préchauffage et la bobine d'induction 12 sert au chauffage de la surface 14 à traiter après le poudrage.
stove pipes, which must withstand very high temperatures, but also branches of glasses or other everyday objects for which the aesthetic appearance and surface hardness are particularly important. It comprises two induction generators represented in the form of two induction coils 11 and 12 distant from each other and arranged substantially parallel to each other and perpendicular to the axis of the object 13 which is approximately cylindrical shape and which has for example a surface 14 to be treated which corresponds to an end section. An electrostatic powder spray gun 15 is placed between the two induction coils 11 and 12. The assembly comprising the two induction coils 11, 12 and the electrostatic powder spray gun 15 moves axially relative to the object 13. The object 13 is advantageously driven in rotation about its axis. According to another embodiment, the assembly of induction coils 11, 12 and electrostatic powder spray gun 15 could be fixed and only the object 13 could move relative to this assembly. If said assembly moves in the direction of arrow 16, the induction coil 11 is used for preheating and the induction coil 12 is used for heating the surface 14 to be treated after dusting.
Les bobines d'induction 11, 12 assurent un préchauffage localisé de la surface à traiter du substrat jusqu'à une température sensiblement comprise entre 400 et 1150 C, ce qui permet de revêtir une zone parfaitement délimitée du substrat sans chauffer tout l'objet 13. The induction coils 11, 12 provide localized preheating of the surface to be treated of the substrate to a temperature substantially between 400 and 1150 C, which makes it possible to coat a perfectly delimited area of the substrate without heating the entire object 13 .
Ce préchauffage est effectué avant le dépôt des poudres de céramiques monostructurées ou nanométriques. Le préchauffage se poursuit par un chauffage continu pendant au moins la phase de dépôt des poudres. Ce chauffage est assuré par les bobines d'induction Il, 12. This preheating is carried out before the deposition of monostructured or nanometric ceramic powders. Preheating is continued by continuous heating during at least the powder deposition phase. This heating is provided by the induction coils II, 12.
Il est de préférence prolongé au-delà de la phase de dépôt des poudres et suivi immédiatement d'une trempe, effectuée de préférence par projection d'anhydride carbonique pour éviter une oxydation du substrat. It is preferably extended beyond the powder deposition phase and immediately followed by quenching, preferably carried out by spraying carbon dioxide to avoid oxidation of the substrate.
Les particules de poudres de céramiques sont étalées progressivement alors que le substrat est chauffé de manière à créer une couche d'émail dont l'épaisseur est sensiblement The particles of ceramic powders are gradually spread while the substrate is heated so as to create an enamel layer whose thickness is substantially
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comprise entre 5 et 10 micromètres. Les colorations peuvent être très variées. La dureté du revêtement est très élevée et atteint 1300 à 1400 vickers. Après le passage de l'ensemble bobines d'induction 11, 12 et pistolet de poudrage électrostatique 15, la surface 14 de l'objet 13 est immédiatement refroidie par un jet de fluide à très basse température émis par un gicleur ou un pulvérisateur 17. Le fluide utilisé est de l'anhydride carbonique liquide, de l'azote liquide, de l'air liquide, de l'eau finement pulvérisée, de l'huile ou tout autre fluide approprié projeté à basse température sur la surface traitée. Cette trempe est particulièrement avantageuse dans le contexte d'un chauffage par induction qui produit un échauffement très sélectif et localisé de la surface à traiter. Dans la pratique l'objet 13 ne subit pratiquement aucune élévation de température, car seule sa surface à traiter est échauffée pendant le temps du traitement qui est très court et est immédiatement refroidie. between 5 and 10 micrometers. The colors can be very varied. The hardness of the coating is very high and reaches 1300 to 1400 vickers. After the passage of the assembly of induction coils 11, 12 and electrostatic powder spray gun 15, the surface 14 of the object 13 is immediately cooled by a jet of fluid at very low temperature emitted by a nozzle or a sprayer 17. The fluid used is liquid carbon dioxide, liquid nitrogen, liquid air, finely atomized water, oil or any other suitable fluid sprayed at low temperature on the treated surface. This quenching is particularly advantageous in the context of induction heating which produces very selective and localized heating of the surface to be treated. In practice, the object 13 undergoes practically no rise in temperature, since only its surface to be treated is heated during the treatment time which is very short and is immediately cooled.
Cette manière de procéder est particulièrement avantageuse sur le plan technique et sur le plan économique. D'un point de vue technique cette méthode présente l'avantage de pouvoir traiter des zones délimitées d'un objet qui craint un échauffement général. D'un point de vue économique, le procédé a l'avantage d'ouvrir des marchés nouveaux et d'offrir les bases requises pour une production de qualité à cadence élevée. This procedure is particularly advantageous from a technical and economic point of view. From a technical point of view this method has the advantage of being able to treat delimited zones of an object which fears a general heating. From an economic point of view, the process has the advantage of opening new markets and offering the bases required for quality production at a high rate.
La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier.The present invention is not limited to the embodiment described but extends to any modification and variant obvious to a person skilled in the art.
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