Transcript Chaine de traitement de surfaces

La ligne de traitements de surfaces
BTS Traitements des matériaux
De la genèse du projet aux
premières pièces traitées
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1) INTRODUCTION
Objectif des Traitements des Matériaux
= Modifier les propriétés des matériaux à
cœur ou en surface pour répondre à un
cahier des charges
Matériaux
métalliques
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Deux grandes familles de
Traitements de Surface
Voie SECHE
Voie HUMIDE
1) Revêtement
-Zingage
-Cuivrage
-Nickelage
-Chromage
-… …
2) Conversion
-Phosphatation
Revêtement TiN PVD / CVD
-Brunissage
-Anodisation
des alliages d’aluminium
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Exemple de gamme de traitement :
Zingage électrolytique
- Rappel du principe d’un dépôt électrolytique:
Zn2+ + 2 e-  Zn
Zn  Zn2+ + 2 e4
- Gamme standard de zingage électrolytique:
10. Dégraissage alcalin 70°C
11. Rinçages
20. Décapage acide
Température ambiante
21. Rinçages
30. Dégraissage électrolytique 60°C
31. Rinçages
40. Neutralisation/Activation acide (HCl 2%)
50. Zincage acide
51. Rincages.
80. Passivation (Chromatation)
81. Rinçage.
90. Evt Finition organique (vernis)
91. Séchage
60. Traitement thermique de
défragilisation à H2.
70. Activation (dépassivation)
71. Rinçage
Nécessité d’une succession de cuves et de fonctions
(régulation température, générateur, détecteurs de
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niveau…) dédiées à chaque opération
2) La chaîne de traitement de
surfaces du BTS TM
Origine du besoin
= Travaux pratiques de Sciences et Techniques Industrielles.
1ère année (Tronc commun) : 30% des TP dédiés aux
traitements de Surfaces
2ème année : Option A
2ème année : Option B
Traitements Thermiques
(Voie scolaire)
Traitements de surfaces
(apprentissage)
Ouvert en Septembre 2009
100% des TP dédiés aux T Surf
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Le projet:
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•
•
•
•
•
Définition du besoin
Cahier des Charges
Recherche et validation des fournisseurs potentiels
Consultation
Reblouclage (respect du budget)
Critères de choix
Choix et planification
Préreception
Tests de réception/débuggage/mise en service
Intégration dans les cycles de TP
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Chaine de traitement de surface
Chaque panel de gamme est particulier.
Conséquences:
- Pas de standard de conception ou de réalisation
- Equipement unique, réalisé sur-mesure
- Fournisseur: petite société « assembleur »
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Définition du besoin:
- Pédagogique
- Sécurité
- Environnement/économie
- Maintenance
- Robustesse
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Définition du besoin Pédagogique:
- permettre la réalisation des manipulations
prévues au référentiel :
* préparation des surfaces
* dépôt électrolytique
* conversion (anodisation)
- permettre la visualisation du procédé :
* traitement de la pièce
* suivi des paramètres
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permettre la réalisation des manipulations :
d’où:
- dimensionnement des cuves
- définition des matériaux
- définition des équipements:
* redresseurs: puissance, cycles (trapèzes, rampe,
nombre de paliers, etc)
* régulation de température
* agitation des bains
* filtration des bains
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Permettre la visualisation du procédé:
D’où:
- redresseurs avec indication
des valeurs réelles de tension
et de courant
- couvercles transparents pour suivre l’évolution de la pièce
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Définition du besoin Robustesse:
- minimiser la maintenance
- Équipement « foolproof »: à l’épreuve des erreurs de
manipulation
- Longévité (choix des matériaux, dimensionnement)
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Cahier des Charges
-complet/détaillé (pas de standards, besoins
complexes)
-réaliste (respect du budget alloué)
-constructif (exemples de solutions) et ouvert (appel
aux propositions)
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Cahier des Charges
Exemple:
« les cuves devrons comporter un dispositif
limitant l’évaporation et permettant
l’observation. Un exemple de solution est décrit
ci-dessous »
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Critère de choix du fournisseur
Priorisation du respect du CdCh et
Performance des solutions:
•
•
•
•
Sécurité/utilisateur
Sécurité/environnement (ville)
Capacité technique
Pérennité (SAV)
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Réception
Après installation sur site
Objectifs:
• Tester le fonctionnement (débugger)
• conformité au CdCh (et fonctions implicites)
• Tester la robustesse (endurance)
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Intégration dans les cycles de TP
• Adaptation des gammes
• Modes opératoires
• Mises en situation
(4 TP en première année)
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3) Premiers exemples de
traitements réalisés
3.1. Restauration d’outillage par zingage
3.2. Autres traitements possibles sur la chaîne acier :
Cuivrage, phosphatation, brunissage, …
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3) Premiers exemples de
traitements réalisés (suite)
3.3. Anodisation des alliages d’aluminium
Gamme / Principe :
10. Préparation : Dégraissage / Décapage
Satinage/Brillantage Neutralisation
20. Anodisation
20  2 °C
1,5 A.dm-2
2 Al + 3H2O  Al2O3+ 6 H+ + 6 e21. Rinçage
30. Coloration
31. Rinçage
32. COLMATAGE
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Applications industrielles :
Menuiserie
Aéronautique
Cosmétique
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Exemple de réalisation faite sur la chaîne :
Anodisation de poignées de freins VTT
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4) Moyens de caractérisations des
traitements effectués
•Mesure d’épaisseur de couche :
- Par dissolution anodique (Couloscope)
- Par microscopie optique
- Courants de Foucault
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4) Moyens de caractérisations des
traitements effectués (suite)
•Essai de corrosion au Brouillard Salin
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4) Moyens de caractérisations des
traitements effectués (suite)
•Mesure de dureté de la couche
•Test d’adhérence
du dépôt
- Par indentation
-…
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4) Moyens de caractérisations des
traitements effectués (suite)
Test d’adhérence
du dépôt (suite)
- Par déformation
(emboutissage lent)
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Conclusion :
- Gros investissement de la région
- Important travail de projet , de mise en
fonctionnement, de manipulations (à
poursuivre)
Matériel de grande qualité pour les
étudiants et apprentis et pour des
prestations industrielles
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