La ligne de traitements de surfaces BTS Traitements

La ligne de traitements de surfaces BTS Traitements des matériaux De la genèse du projet aux premières pièces traitées 1

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 2

Deux grandes familles de Traitements de Surface Voie SECHE Voie HUMIDE 1) Revêtement -Zingage -Cuivrage -Nickelage -Chromage -… … 2) Conversion -Phosphatation Revêtement Ti. N PVD / CVD -Brunissage -Anodisation des alliages d’aluminium 3

Exemple de gamme de traitement : Zingage électrolytique - Rappel du principe d’un dépôt électrolytique: Zn 2+ + 2 e- Zn Zn 2+ + 2 e 4

- 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 H 2. 70. Activation (dépassivation) 71. Rinçage Nécessité d’une succession de cuves et de fonctions (régulation température, générateur, détecteurs de 5 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 6

Le projet: • • • 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 7

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 » 8

Définition du besoin: - Pédagogique - Sécurité - Environnement/économie - Maintenance - Robustesse 9

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 10

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 11

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 12

Définition du besoin Robustesse: - minimiser la maintenance - Équipement « foolproof » : à l’épreuve des erreurs de manipulation - Longévité (choix des matériaux, dimensionnement) 13

Cahier des Charges -complet/détaillé (pas de standards, besoins complexes) -réaliste (respect du budget alloué) -constructif (exemples de solutions) et ouvert (appel aux propositions) 14

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 » 15

Critère de choix du fournisseur Priorisation du respect du Cd. Ch et Performance des solutions: • • Sécurité/utilisateur Sécurité/environnement (ville) Capacité technique Pérennité (SAV) 16

Réception Après installation sur site Objectifs: • Tester le fonctionnement (débugger) • conformité au Cd. Ch (et fonctions implicites) • Tester la robustesse (endurance) 17

Intégration dans les cycles de TP • Adaptation des gammes • Modes opératoires • Mises en situation (4 TP en première année) 18

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, … 19

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 + 3 H 2 O Al 2 O 3+ 6 H+ + 6 e 21. Rinçage 30. Coloration 31. Rinçage 32. COLMATAGE 20

Applications industrielles : Menuiserie Aéronautique Cosmétique 21 21

Exemple de réalisation faite sur la chaîne : Anodisation de poignées de freins VTT 22

4) Moyens de caractérisations des traitements effectués • Mesure d’épaisseur de couche : - Par dissolution anodique (Couloscope) - Par microscopie optique - Courants de Foucault 23

4) Moyens de caractérisations des traitements effectués (suite) • Essai de corrosion au Brouillard Salin 24

4) Moyens de caractérisations des traitements effectués (suite) • Mesure de dureté de la couche • Test d’adhérence du dépôt - Par indentation -… 25

4) Moyens de caractérisations des traitements effectués (suite) Test d’adhérence du dépôt (suite) - Par déformation (emboutissage lent) 26

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 27