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Patent 3216605 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3216605
(54) English Title: METHOD FOR MANUFACTURING A PART COMPRISING A METAL SUBSTRATE COVERED WITH A PROTECTIVE LAYER AND A PART MANUFACTURED ACCORDING TO THIS METHOD
(54) French Title: PROCEDE DE FABRICATION D'UNE PIECE COMPORTANT UN SUBSTRAT METALLIQUE RECOUVERT D'UNE COUCHE DE PROTECTION ET UNE PIECE FABRIQUEE SELON CE PROCEDE
Status: Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C23C 4/02 (2006.01)
  • C23C 4/129 (2016.01)
  • C23C 4/10 (2016.01)
  • C23C 4/18 (2006.01)
(72) Inventors :
  • MONERIE-MOULIN, FRANCIS (France)
  • ARNOUX, MATHILDE (France)
(73) Owners :
  • SAFRAN LANDING SYSTEMS (France)
(71) Applicants :
  • SAFRAN LANDING SYSTEMS (France)
(74) Agent: FASKEN MARTINEAU DUMOULIN LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2022-04-20
(87) Open to Public Inspection: 2022-11-03
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2022/050740
(87) International Publication Number: WO2022/229539
(85) National Entry: 2023-10-24

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
FR2104281 France 2021-04-26

Abstracts

English Abstract

One aspect of the invention relates to a method for manufacturing a part (1) comprising a metal substrate (Sub) at least partially covered with a protective layer (Pro), comprising steps of: preparing (A) a surface of the substrate (Sub) to be covered, forming (B) by spraying, according to an HVOF spraying method, a coating layer (Rev) on the prepared surface (S1), this coating layer (Rev) being formed by spraying a powder mixture containing submicronic metal carbide grains, a step of impregnating (C) the coating layer (Rev) with an organic impregnant (Io) together forming an impregnated layer, a step of finishing by polishing (D) at least one surface of said impregnated layer Imp in order to form a protective layer Pro having a polished surface S3 having a roughness Ra of less than 0.2 ?m or of less than 0.1 µm depending on the applications.


French Abstract

Procédé de fabrication d'une pièce comportant un substrat métallique recouvert d'une couche de protection et une pièce fabriquée selon ce procédé Un aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce (1) comportant un substrat métallique (Sub) au moins partiellement recouvert d'une couche de protection (Pro), comprenant des étapes de : préparation (A) d'une surface à recouvrir, du substrat (Sub) formation (B) par projection, selon un procédé de projection de type HVOF, d'une couche de revêtement (Rev), sur la surface préparée (S1), cette couche de revêtement (Rev) étant formée par la projection d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique submicroniques, une étape d'imprégnation (C) de la couche de revêtement (Rev) par un imprégnant organique (Io) formant ensemble une couche imprégnée, une étape de finition par polissage (D) d'au moins une surface de ladite couche imprégnée imp pour former une couche de protection pro ayant une surface polie S3 ayant une rugosité Ra inférieure à 0.2?m ou inférieure à 0,1µm suivant les applications.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
[Revendication 1]
Procédé de fabrication d'une pièce (1) comportant un
substrat métallique (Sub) au moins partiellement recouvert d'une couche de
protection (Pro), le procédé comprenant des étapes de :
- préparation (A) d'une surface à recouvrir du substrat (Sub); dans lequel
l'étape de préparation (A) est une étape de nettoyage d'un substrat (Sub)
pour obtenir une surface préparée (S1) exempte de souillures ou de
graisse, avec une rugosité Ra inférieure à 21.1m,
- formation (B), par projection d'un mélange pulvérulent contenant des
grains de carbure métallique submicroniques selon un procédé de
projection de type HVOF, sur la surface préparée (S1) du substrat, d'une
couche de revêtement (Rev), dans lequel les grains de carbure
métallique ont chacun une dimension strictement inférieure à 1 pm
(carbures submicroniques) et l'épaisseur maximum (Ep max) de la
couche de revêtement (Rev) ainsi formée étant inférieure à 100pm,
- caractérisé en ce qu'il comprend en outre après l'étape de formation (B):
o une étape d'imprégnation (C) de la couche de revêtement (Rev)
par un imprégnant organique (10) formant ensemble une couche
imprégnée (Imp),
o une étape de finition par polissage (D) d'au moins une surface
(S2') de ladite couche imprégnée (lmp), de manière à former la
couche de protection (Pro) comprenant une surface polie (S3)
ayant une rugosité Ra inférieure à 0.2pm.
[Revendication 2]
Procédé selon la revendication 1, dans lequel 1"imprégnant
organique (io) est à base d'un Ester Diméthacrylate, ou d'un époxy ou d'un
alcool comprenant une fluidité pour rentrer dans les pores de la couche de
revêtement (Rev) ayant un diamètre compris entre 0.03pm à 0.3pm.
[Revendication 3]
Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'étape
de préparation (A) est uniquement une étape de dégraissage pour obtenir une
surface préparée (S1) dégraissée.
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[Revendication 4]
Procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes dans lequel l'étape d'imprégnation (C) du revêtement est réalisée
au pinceau en trempant le pinceau dans un récipient d'imprégnant organique et
en l'appliquant sur la surface de la couche de revêtement.
[Revendication 5]
Procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes dans lequel l'étape d'imprégnation (C) du revêtement comprend
une sous étape de polymérisation de l'imprégnant sur la couche de revêtement
(Rev) avant l'étape de finition.
[Revendication 6]
Pièce (1) comprenant un substrat métallique et une couche
de protection (Pro) recouvrant au moins partiellement le substrat, en carbure
métallique submicroniques imprégnée d'un imprégnant organique et
comprenant une surface polie (S3) ayant une rugosité inférieure à 0.11..tm ou
inférieure à 0.2pm.
[Revendication 7]
Pièce (1) selon la revendication précédente, dans laquelle
la surface polie (S3) est destinée à être soumise à du fretting.et/ou du
tourillonnement.
[Revendication 8]
Pièce (1) selon la revendication précédente, dans laquelle
la pièce (1) est un axe d'articulation ou un essieu dans le domaine
aéronautique.
[Revendication 9]
Pièce (1) selon l'une des revendications 6 à 8, dans laquelle
la surface polie (S3) est destinée à être soumise aux zones d'étanchéité
statique et/ou dynamique.
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Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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PCT/FR2022/050740
DESCRIPTION
TITRE : Procédé de fabrication d'une pièce comportant un
substrat métallique recouvert d'une couche de protection et une
pièce fabriquée selon ce procédé
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001] Le domaine technique de l'invention est celui de procédé de
fabrication de
pièces, telles que des pièces d'aéronautique, comportant un substrat au moins
partiellement revêtu d'une couche de protection protégeant ce substrat.
[0002] La présente invention concerne un procédé de fabrication
d'une pièce
1.0 comportant un substrat métallique au moins partiellement recouvert
d'une couche de
protection et une pièce fabriquée selon ce procédé.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
[0003] On connait par exemple des procédés de fabrication de
pièces comportant
l'application sur un substrat métallique, via un bain métallique, d'une couche
de
revêtement chrome dur, servant à la fois à protéger ce substrat et à lui
conférer une
rugosité fonctionnelle.
[0004] Il est connu de réaliser la couche de revêtement chrome dur
dans une
cellule électrolytique en présence d'acide chromique à base de chrome
hexavalent
(Cr(VI)). Le chrome hexavalent est nuisible pour l'homme et l'environnement,
et est
classé CMR (Cancérigène, Mutagène et nuisible pour la Reproduction).
[0005] On cherche donc à supprimer l'usage du chrome hexavalent
qui est nocif
pour la santé et l'environnement.
[0006] Il est connu notamment du document EP2956564 B1 ou du
document
FR3002239 de la même famille de brevets, un procédé de fabrication d'une pièce
ayant une couche de revêtement par projection de type HVOF sur un substrat. Ce

procédé comprend une première étape de préparation par sablage d'une surface à

recouvrir du substrat, de manière à augmenter sa rugosité de surface Ra. Le
procédé
comprend ensuite une étape de formation de la couche de revêtement par
projection
de type HVOF, d'un mélange pulvérulent contenant des grains de carbure
métallique
de type WC et d'un liant de ce carbure en Co et Cr sur le substrat préparé.
Ces grains
de carbures ont des dimensions strictement inférieures à 11m et en particulier
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inférieures à 450nm +/- 50nm et l'épaisseur de la couche de revêtement ainsi
formée
est inférieure à 50 m. Ensuite, le procédé comprend une étape de finition de
la surface
de ladite couche de revêtement de manière à obtenir le dimensionnel et état de
surface
requis au plan. Ces dépôts permettent d'avoir une résistance à la corrosion
d'environ
500h en brouillard salin et une réduction du risque de rupture / décrochage de
la
couche formée sur le substrat.
[0007]
Il existe un besoin de diminuer le coût de fabrication de ce procédé et
d'améliorer la tenue à la corrosion notamment pour des épaisseurs de
revêtement de
faibles épaisseurs (<80 pm) de ce procédé de fabrication.
[0008]
L'invention présentée ici porte donc sur l'amélioration de ce procédé de
réalisation des dépôts par HVOF.
RESUME DE L'INVENTION
[0009]
L'invention offre une solution améliorant le procédé décrit dans le
document
EP2956564 B1, en ajoutant une étape d'imprégnation.
[0010] Un
aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce
comportant un substrat métallique au moins partiellement recouvert d'une
couche de
protection, le procédé comprenant des étapes de:
- préparation d'une surface à recouvrir du substrat; dans lequel l'étape de

préparation est une étape de nettoyage d'un substrat pour obtenir une
surface préparée exempte de souillures ou de graisse, avec une rugosité
Ra inférieure à 2pm,
- formation par projection d'un mélange pulvérulent contenant des grains de

carbure métallique submicroniques selon un procédé de projection de type
HVOF, sur la surface préparée du substrat, d'une couche de revêtement,
dans lequel les grains de carbure métallique ont chacun une dimension
strictement inférieure à 1pm et l'épaisseur maximum de la couche de
revêtement ainsi formée étant inférieure à 100 m,
- caractérisé en ce qu'il comprend en outre après l'étape de formation :
une étape d'imprégnation de la couche de revêtement par un
imprégnant organique formant ensemble une couche imprégnée,
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une étape de finition par polissage d'au moins une surface de
ladite couche imprégnée de manière à former la couche de
protection comprenant une surface polie ayant une rugosité Ra
inférieure à 0.2pm.
[0011] Grâce à l'invention, l'étape d'imprégnation avec un imprégnant
organique
permet de diminuer l'épaisseur de la couche de revêtement par rapport à une
couche
de revêtement décrite dans l'art antérieur tout en améliorant le niveau de
résistance à
la corrosion. En effet, l'imprégnant organique va rentrer dans les pores de la
couche
de revêtement, les combler et ainsi former avec la couche de revêtement une
couche
de protection plus compacte qu'une couche de revêtement sans imprégnation.
L'imprégnant organique peut rentrer totalement dans la couche de revêtement
jusqu'à
la surface du substrat formant ainsi la couche de protection compacte
permettant
d'accrocher une surface de substrat préparée qui peut être uniquement nettoyée
par
un dégraissage (contrairement à la solution décrite dans le document FR3002239
). Il
est donc possible de diminuer l'épaisseur nécessaire de la couche de
revêtement
comme dans le document FR3002239 tout en ayant une meilleur protection de
corrosion, notamment pour des couches de protection de faibles épaisseurs 80
p.m)
[0012] En outre, dans l'art antérieur décrit dans le document
EP2956564 B1, il était
nécessaire de préparer la surface du substrat par sablage pour augmenter la
rugosité
de la surface et ainsi augmenter la surface d'accroche de la couche de
revêtement.
Ici, grâce à l'invention, la couche de protection étant plus compacte, le
niveau
d'accroche mécanique de la couche de protection sur le substrat à revêtir peut-
être
réduit sans augmenter le risque de décollement. Ainsi l'invention permet à un
tel
substrat d'être seulement dégraissé et non sablé.
[0013] Les grains de carbure métallique sont des carbures submicroniques
puisqu'ils ont chacun une dimension strictement inférieure à lpm.
[0014] En outre, le fait de polir après et non avant
l'imprégnation permet à
l'imprégnant de pénétrer dans le dépôt via le réseau de porosité de celui-ci.
Sa
pénétration est donc d'autant meilleure que le dépôt est brut de projection et
donc
rempli de porosité en surface. Une imprégnation après polissage serait
nettement
moins efficace.
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[0015] Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées
dans le paragraphe
précédent, le procédé selon un aspect de l'invention peut présenter une ou
plusieurs
caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées
individuellement
ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
[0016] Selon un mode de réalisation, l'imprégnant organique est à base d'un
Ester
Diméthacrylate comprenant une fluidité pour rentrer dans les pores de la
couche de
revêtement ayant un diamètre compris entre 0.03 m à 0.3 m. Un tel imprégnant
organique permet d'avoir une fluidité permettant de pénétrer dans les pores de
la
couche de revêtement. Les microporosités de la couche de revêtement sont ainsi
comblées grâce à la faible viscosité de l'Ester Diméthacrylate qui peut
combler des
pores ayant un diamètre compris entre 0.031.tm à 0.3 m.
[0017] Selon un mode de réalisation, l'imprégnant organique peut
être à base d'un
Ester Diméthacrylate ou d'un epoxy ou encore à base d'un alcool comprenant une

fluidité pour rentrer dans les pores de la couche de revêtement ayant un
diamètre
compris entre 0.031.tm à 0.3 m.
[0018] Selon un mode de réalisation, l'étape de préparation est
une étape de
nettoyage d'un substrat pour obtenir une surface préparée exempte de
souillures ou
de graisse, avec une rugosité Ra inférieure à 2 m. L'étape de préparation peut
en effet
être uniquement un nettoyage, notamment un dégraissage simplifiant et
diminuant le
coût, le temps, d'un tel procédé. L'étape d'imprégnation de la couche de
revêtement
par un imprégnant organique permet de réaliser l'étape de formation par
projection du
mélange pulvérulent contenant des grains de carbure métallique sur un substrat
ayant
une rugosité Ra inférieure à 21.tm lorsqu'elle est nettoyée contrairement à
l'art antérieur
du document FR3002239 impliquant une étape de sablage sur le substrat. L'étape
de
préparation peut donc être uniquement une étape de dégraissage.
[0019] Selon un exemple du mode de réalisation précédent, l'étape
de préparation
est uniquement une étape de dégraissage pour obtenir une surface préparée
dégraissée.
[0020] Selon un mode de réalisation, les grains de carbure
métallique ont chacun
une dimension strictement inférieure à lpm (carbures submicroniques) et
l'épaisseur
maximum de la couche de revêtement ainsi formée est inférieure à 100 m, par
exemple entre 70 et 90 m. La poudre de grain de carbures submicroniques
permet
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une réduction du risque de rupture / décrochage de la couche de protection
formée
sur le substrat tout en ayant un niveau de protection amélioré contre la
corrosion par
rapport à celui du brevet EP2956564 B1 dû à l'imprégnant. En outre, cela
permet une
réduction du temps de projection nécessaire à la réalisation de la couche de
revêtement et ainsi une réduction de la masse de la couche de revêtement ainsi
formée.
[0021] En outre la diminution de l'épaisseur de la couche de
revêtement améliore
la tenue aux décollements sous sollicitations (appelés aussi spalling ) et
diminue
les efforts transmis par l'interface revêtement-substrat.
[0022] Selon un mode de réalisation, l'étape d'imprégnation du revêtement
est
réalisée au pinceau en trempant le pinceau dans un récipient d'imprégnant
organique
et en l'appliquant sur la surface de la couche de revêtement.
[0023] Selon un mode de réalisation, l'étape d'imprégnation du
revêtement
comprend une sous étape de polymérisation de l'imprégnant sur la couche de
revêtement avant l'étape de finition.
[0024] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce obtenue
par le procédé
selon l'invention, avec ou sans les différentes combinaisons possibles des
caractéristiques précédemment décrites.
[0025] Un autre aspect de l'invention concerne une pièce
comprenant un substrat
métallique et une couche de protection recouvrant au moins partiellement le
substrat,
en carbure métallique submicroniques imprégnée d'un imprégnant organique et
comprenant une surface polie ayant une rugosité inférieure à 0.1 pm ou 0.2pm.
La
surface est polie en ayant une rugosité inférieure à 0.1 pm ou 0.2pm selon les

utilisations de la pièce.
[0026] Une telle pièce a un coût de production inférieur à une pièce selon
le
procédé décrit dans le document EP2956564 B1 tout en ayant au moins un même
niveau de résistance à la corrosion.
[0027] Selon un mode de réalisation, la surface polie est destinée
à être soumise
à du fretting et/ou du tourillonnement. (par tourillonnement on entend les
forces
soumises à une partie cylindrique d'un axe, généralement son extrémité,
pivotant dans
ou sur une pièce qui la maintient (chape, coussinet, flasque, palier)).
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[0028] Selon un exemple de ce mode de réalisation, la pièce est un
axe
d'articulation ou un essieu dans le domaine aéronautique.
[0029] Selon un mode de réalisation, la surface polie est destinée
à être soumise
aux zones d'étanchéité statique et/ou dynamique. Par exemple la pièce est une
tige
coulissante.
[0030] L'invention et ses différentes applications seront mieux
comprises à la
lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui
l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0031] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement
limitatif de
l'invention.
[0032] [Fig. la] représente une représentation schématique d'une
coupe d'une
pièce comprenant une couche de revêtement sur un substrat.
[0033] [Fig. lb] représente une représentation schématique d'une
coupe d'une
pièce comprenant une couche imprégnée sur le substrat.
[0034] Fig. 1 b] représente une représentation schématique d'une coupe
d'une
pièce comprenant d'une couche de protection sur le substrat.
[0035] [Fig. 2] montre une représentation schématique du procédé
de fabrication.
[0036] [Fig. 3] montre schématiquement un échantillon ayant subi
un test de
corrosion en atmosphère saline comprenant une surface polie selon l'invention
et une
surface de protection polie selon l'art antérieur.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0037] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement
limitatif de
l'invention.
[0038] Comme indiqué précédemment le procédé de fabrication selon
l'invention
est préférentiellement utilisé pour produire une pièce 1 dont un
agrandissement d'une
coupe est représenté schématiquement sur la figure lc.
[0039] En particulier la pièce 1 est d'usage dans le domaine
aéronautique.
[0040] La pièce 1 en coupe représentée sur la figure 1 c comprend
un substrat
métallique Sub représenté partiellement et une couche de protection Pro
comprenant
une surface polie S3.
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[0041] La figure 2 représente un logigramme d'un procédé de
fabrication de la
pièce 1.
[0042] La pièce 1 est généralement réalisée par usinage pour
présenter au moins
une portion d'une surface cylindrique dans le cas d'une tige, qui peut être un
axe
d'articulation, un essieu ou encore une tige coulissante d'un atterrisseur.
Cette portion
cylindrique est dans la suite appelée le substrat Sub. La couche de protection
Pro est
donc annulaire et en l'occurrence destinée à fonctionner dans des zones
d'étanchéité
statique et/ou dynamique. Par exemple la couche de protection Pro est destinée
à
subir des frottements de joints pour permettre le coulissement de la tige par
rapport à
un fût de l'atterrisseur ou encore est destinée à être soumise à du fretting
et/ou du
tourillonnement par exemple pour un axe d'articulation ou un essieu.
[0043] La couche de protection Pro doit permettre à la fois une
protection contre la
corrosion de la pièce, une étanchéité entre la surface de la couche de
protection et
une autre pièce par exemple le fût pour limiter le risque de fuites de fluide
hydraulique,
une tenue à l'usure sous une pression, et une tenue au spalling appelée
aussi
essais d'écaillage avec une alternance de mouvement de traction et compression
avec
un rapport de charge de R=-1.
[0044] On note que le substrat Sub est un alliage métallique de
type acier ou titane.
[0045] Comme on le voit à la figure 2, le procédé de fabrication
de la pièce 1
zo comprend une étape préparation A d'une surface Si à recouvrir, du
substrat Sub, pour
obtenir une surface préparée Si. En l'occurrence, dans cet exemple l'étape de
préparation est une étape de dégraissage et donc ne nécessite pas un sablage
ou un
ponçage. Bien entendu, selon un autre exemple et pour d'autre raisons que la
diminution de coût, on peut aussi modifier la rugosité à l'étape de
préparation d'un
substrat par exemple par sablage.
[0046] En l'occurrence, dans cet exemple, l'étape de préparation
du substrat est
uniquement un nettoyage, dégraissage du substrat ayant à sa surface Si
nettoyée par
exemple une rugosité Ra inférieure à 2pm par exemple de 1.9 pm. La rugosité
d'une
surface peut par exemple être mesurée selon les normes ISA3274-1997, ISO 4287-
1997, ISO 4288-1996, ISO 11562.
[0047] Le procédé de fabrication de la pièce 1 comprend après
l'étape préparation
A, une étape de formation B d'une couche de revêtement Rev, sur la surface Si,
en
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l'occurrence dégraissée, du substrat Sub, par projection de type HVOF, d'un
mélange
pulvérulent contenant des grains de carbure métallique submicroniques. La
figure la
représente une coupe de la pièce 1 comprenant le substrat sub et la couche de
revêtement Rev déposée sur la surface Si.
[0048] En particulier, dans cet exemple les grains ont des dimensions
strictement
inférieures à lpm et l'épaisseur Epmax de la couche de revêtement Rev ainsi
formée
est dans cet exemple inférieure à 90 m, par exemple entre 70 et 90 m. Ce
mélange
pulvérulent contient des grains de carbure métallique enrobés dans un liant,
en
l'occurrence du carbure de tungstène WC enrobés dans du cobalt Co et du Chrome
Cr. Le cobalt Co sert de liant et le chrome Cr sert de protection contre
l'oxydation.
[0049] Dans cet exemple, ce mélange pulvérulent se présente sous
la forme
d'agglomérats / agrégats de granulométrie inférieure à 50pm et
préférentiellement
inférieure à 30pm pour former une couche de revêtement maximale inférieure à
90pm,
et supérieure à 70pm. Les agglomérats sont généralement réalisés par frittage
pour
créer des pontages entre le carbure et le matériau liant. Ce frittage est
généralement
réalisé avec un four pour fondre le liant sans décarburer les grains de
carbure
métallique.
[0050] Idéalement, les grains de carbure métallique WC présents
dans ce mélange
pulvérulent sont calibrés pour avoir une taille strictement inférieure à 1 pm,
et
préférentiellement de l'ordre de 400 à 800nm en granulométrie moyenne.
[0051] On note que la présente invention peut être mise en uvre
avec d'autres
types de compositions chimiques contenant au moins un carbure métallique et au

moins un liant. Parmi des exemples de compositions possibles, on peut avoir du
WCCo
pouvant se présenter sous forme d'un mélange de 83% de WC et de 17% de Co ou
sous forme d'un mélange de 88% de WC et de 12% de Co ou du WCCoCr.
[0052] Comme la couche de revêtement Rev est fine, et que les
agglomérats /
agrégats de poudre ont une faible granulométrie, la rugosité résultante à la
surface S2
de la couche de revêtement Rev dans cet exemple est de l'ordre de 3pm
immédiatement après projection.
[0053] Le procédé de fabrication de la pièce 1 comprend après l'étape de
formation
B, une étape d'imprégnation C de la couche de revêtement Rev par un imprégnant

organique lo formant ensemble une couche imprégnée Imp.
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[0054] La figure lb représente la pièce 1 en coupe avec la couche
imprégnée Imp
comprenant la couche de revêtement Rev imprégnée par l'imprégnant organique
lo.
[0055] L'imprégnant organique lo peut-être à base d'ester
diméthacrylate, d'epoxy,
d'alcool etc. et doit avoir une fluidité suffisante pour rentrer dans les
pores de la couche
de revêtement Rev. En effet, l'imprégnant doit pouvoir pénétrer la couche de
revêtement via le réseau de porosités ouvertes qui dans cet exemple représente
10%
de porosité de la couche de revêtement avec un diamètre médian de pores de
l'ordre
de 0.20 m.
[0056] Ainsi l'étape d'imprégnation peut donc être réalisée en
badigeonnant la
surface S2 de la couche de revêtement Rev par l'imprégnant organique lo, par
exemple avec un pinceau.
[0057] L'étape d'imprégnation C comprend une sous étape d'attente
de
polymérisation de l'imprégnant formant la couche imprégnée Imp comprenant une
surface imprégnée S2'.
[0058] Comme précisé précédemment, la couche de revêtement Rev possède une
rugosité Ra de la surface S2, ici Ra de S2 = 3 m du même ordre de grandeur que
la
rugosité Ra de la surface Si, ici dans cet exemple de 2 m. De plus, la couche
imprégnée Imp d'imprégnant organique se confond avec la couche de revêtement
Rev
ce qui ne génère pas de rugosité supplémentaire d'où Ra de la surface
imprégnée S2'
zo de la couche imprégnée Imp identique à Ra de S2. En effet, les pores de
la couche de
revêtement Rev sont comblés par l'imprégnant organique qui possède une faible
viscosité pour pénétrer toutes les tailles de pores, même les plus petites (de
0.031im
à 0.3 m) et ne reste donc pas à la surface S2 de la couche de revêtement Rev.
[0059] Le procédé comprend en outre une étape de finition par
polissage D de la
surface S2' de ladite couche imprégnée Imp de manière à assurer que la
rugosité Ra
de la surface polie S3 polie de la couche de protection Pro soit inférieure à
0.1 m ou
inférieure à 0.2pm suivant les applications visées. Le polissage peut par
exemple être
réalisé à la bande diamantée.
[0060] L'étape de polissage de la couche imprégnée Imp réduit
l'épaisseur de cette
couche jusqu'à obtenir la couche de protection Pro ayant sa surface polie S3.
En
l'occurrence, l'étape de polissage de la couche imprégnée Imp réduit
l'épaisseur de
cette couche d'environ 20 m. La couche imprégnée Imp ayant dans cet exemple
une
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épaisseur inférieure à 90 m, par exemple entre 70 et 90 m, La couche de
protection
Pro comprend donc une épaisseur, mesurée entre la surface polie S3 et la
surface Si,
comprise entre une épaisseur minimale Epmin de 50 rn et une épaisseur
maximale
Epmax du 70 m.
[0061] En effet, un simple polissage de la surface de protection S2' permet
d'obtenir une rugosité Ra inférieure à 0.111m ou inférieure à 0.2 m permettant
ainsi à
la surface polie S3 d'être soumise aux zones d'étanchéité statique et/ou
dynamique.
[0062] Il est à noter que traditionnellement, une étape de
rectification de la couche
de revêtement est requise pour obtenir une géométrie de couche et un état de
surface
de couche donné. Or, la rectification d'une couche annulaire formée sur une
portion
cylindrique droite, impose de prévoir une épaisseur de couche importante pour
garantir
qu'après rectification, une épaisseur minimale de couche est maintenue sur le
substrat.
[0063] En supprimant l'étape de rectification de la couche
annulaire, le procédé
selon l'invention permet d'obtenir directement l'épaisseur de couche souhaitée
sans
avoir à rectifier la pièce, éliminant ainsi le risque d'apparition de défauts
de rectification
(La rectification d'une couche annulaire cylindrique conduit fréquemment, du
fait des
incertitudes de positionnement de la pièce sur la rectifieuse, à l'apparition
de zones de
couche trop minces, difficilement détectables et susceptibles de favoriser une

corrosion prématurée du substrat). L'invention permet de supprimer ce risque
d'avoir
une couche localement trop mince non détectable.
[0064] La figure 3 représente schématiquement une éprouvette 2
comprenant à
gauche une surface polie S3 de la couche de protection Pro formée comme la
pièce 1
selon le procédé de l'invention, et à droite une surface de la couche de
revêtement S2,
c'est-à-dire sans l'étape d'imprégnation C.
[0065] L'éprouvette 2 a été testé à la résistance à la corrosion, le test
réalisé est
sous atmosphère saline (brouillard salin) selon ASTM B117.
[0066] L'éprouvette 2' correspond à l'éprouvette 2 après 1000h
sous atmosphère
saline.
[0067] On peut voir ainsi, que la surface S3 de la partie
imprégnée de l'éprouvette
2 ne présente aucune trace de piqûre (partie gauche) même après 1 000h
d'exposition
au brouillard salin. Alors que la surface S2 de la partie non imprégnée
(partie droite)
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est attaquée: d'abord avec des traces de piqûres 9 puis ensuite avec un
développement généralisé de la corrosion 90.
[0068] En outre un test de tenue à l'usure a été réalisée sur une
pièce 1 obtenue
avec le procédé de l'invention présentant une zone cylindrique de diamètre de
lOmm
comprenant la surface S3 et sur laquelle est montée une bague en bronze
(AMS4590),
avec présence d'une graisse. Le test à l'usure comprend une première phase de
500
cycles d'une pression de la bague sur la surface S3 sous 50MPa puis une
deuxième
phase de 500 cycles sous 100MPa et une dernière phase avec 4 000 cycles sous
200MPa, et une fréquence de 0.1Hz. Le coefficient de frottement et le taux
d'usure
(mesure du diamètre externe de l'axe et du diamètre interne de la bague) sont
relevés
tous les 500 cycles, et à chaque fois la graisse est renouvelée. Le test a
montré que
la pièce 1 obtenue avec le procédé de l'invention comprend un niveau de
performance
de tenue à l'usure semblable par rapport à celui réalisé selon le procédé du
document
EP2956564 B1.
[0069] Le procédé de fabrication de l'invention permet donc d'obtenir une
pièce
moins cher que selon le procédé du document EP2956564 B1 tout en comportant un

substrat métallique Sub au moins partiellement recouvert d'une couche de
protection
Pro ayant une tenue à l'usure semblable.
[0070] En outre, de manière surprenante, en partant d'un substrat
ayant été
uniquement nettoyé sans modifier sa rugosité à l'étape de préparation
contrairement
au substrat ayant subi à l'étape de préparation une étape de sablage ou de
ponçage
dans le document EP2956564 B1, on constate que dans l'invention la couche de
protection résiste au moins un même niveau à l'usure et à la corrosion que ne
le ferait
la couche de revêtement de ce document EP2956564 B1, c'est-à-dire sans
imprégnation.
[0071] En outre, un test d'écaillage, appelé aussi de tenue au
spalling , c'est-à-
dire pas de perte d'adhérence entre le dépôt de la couche de protection Pro et
le
substrat Sub d'une éprouvette, ont été réalisés, avec une alternance de
mouvement
de traction et compression avec un rapport de charge de R.-1, sur des
échantillons
avec une couche de protection Pro d'épaisseur de 80 lm à l'état fini. Le test
a montré
qu'une pièce comportant un substrat métallique Sub au moins partiellement
recouvert
d'une couche de protection Pro obtenue selon le procédé de fabrication de
l'invention
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comporte une tenue au spalling sous 1140MPa, 1250MPa et 1300MPa pour 80
lm d'épaisseur.
[0072] Enfin, sur le même principe que le test d'écaillage, des
essais de fatigue ont
été réalisés sur une pièce 1 obtenue avec le procédé de l'invention. Ces
essais
consistent en une alternance de mouvements de traction et compression sous un
rapport de charge R=0.1. Les résultats obtenus ont montré que l'abattement
défini
dans le passé pour ce type de dépôt/essais est toujours respecté dans le
domaine de
l'aéronautique.
[0073] Grâce à toutes ces caractéristiques le procédé de
l'invention permet
d'obtenir une pièce finie plus légère, moins couteuse et d'au moins un même
niveau
de performance tout en conservant intacte les caractéristiques nécessaires à
une
bonne étanchéité entre la pièce 1 et une autre pièce.
[0074] Il est à noter que les grains de carbure utilisés peuvent
être dans un autre
type de carbure métallique que le carbure de tungstène et les matériaux liants
peuvent
être en d'autres matières que le Chrome et le Cobalt.
[0075] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur
des figures
différentes présente une référence unique.
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Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
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(86) PCT Filing Date 2022-04-20
(87) PCT Publication Date 2022-11-03
(85) National Entry 2023-10-24

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2023-10-24 1 65
Claims 2023-10-24 2 73
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2023-10-24 2 90
Description 2023-10-24 12 582
International Search Report 2023-10-24 2 80
Drawings 2023-10-24 4 135
Correspondence 2023-10-24 2 51
National Entry Request 2023-10-24 8 243
Abstract 2023-10-24 1 24
Representative Drawing 2023-11-22 1 4
Cover Page 2023-11-22 1 47