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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 20/3 - 2010  - pp.295-313  - doi:10.3166/rcma.20.295-313
TITRE
Éco-conception de traitements de surfaces métalliques

TITLE
Ecodesign of surface coating processes

RÉSUMÉ

Cr(VI) est visé par le règlement REACH qui prévoit sa suppression définitive. Il est encore autorisé dans les bains électrolytiques de chromage dur mais la réglementation s’appliquant aux traitements de surface s’est renforcée, classifiant notamment l’anhydride chromique parmi les substances très toxiques. A la recherche de solutions alternatives, des industriels développent déjà des traitements de surfaces par projection thermique et sont confrontés à quelques problèmes de porosité et de microstructure des couches déposées. L’amélioration du comportement au frottement des dépôts par modification de la microstructure doit donc être envisagée, notamment par l’utilisation de traitement laser. Cet article propose une étude environnementale complète de procédés par voie sèche pouvant remplacer des dépôts de chrome dur, avec l’utilisation d’une analyse du cycle de vie. De plus, un procédé hybride combinant la projection plasma et la refusion laser in situ est développé pour un meilleur contrôle de la microstructure et de la porosité de dépôts bruts de projection, afin de réduire les frottements et augmenter significativement leurs propriétés mécaniques.



ABSTRACT

Alternatives to electrodeposited hard chromium plating are necessary, due to the chemical composition of the baths containing Cr(VI), forbidden by several European regulations. On the other hand, thermal sprayed coatings need still improvements for reasons of microstructures in order to resist wear. The contribution of laser processes allows the formation of denser coatings. Last but not least, to take into account the environmental properties from the point of view of materials and processes, life cycle assessment of the surface coating processes was established, which constitutes the genuine characteristic of the study. Moreover, atmospheric plasma spraying and in situ laser irradiation processes were combined to modify the structural characteristics of NiCrBSi coatings. Results show that in situ laser remelting induces the growth of a dendritic structure which strongly decreases the porosity of as-sprayed coatings and improve mechanical properties. The good environmental assessment of the hybrid process, as well as for other dry processes in comparison with hard chromium plating is demonstrated in this paper.



AUTEUR(S)
N. SERRES, Françoise HLAWKA, Sophie COSTIL, C. LANGLADE, Frédérique MACHI

MOTS-CLÉS
éco-conception, analyse du cycle de vie, traitements de surface, projection thermique, refusion laser hybride, tribologie, propriétés mécaniques, nanoindentation.

KEYWORDS
Ecodesign, life cycle assessment, surface coatings, thermal spraying, plasma/laser hybrid process, tribology, mechanical properties, nanoindentation.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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