Analyse des principales différences entre la projection supersonique et la projection plasma

Ces dernières années, l'application de la technologie de renforcement de surface par projection thermique dans la fabrication d'équipements haut de gamme n'a cessé de se développer. La projection supersonique et la projection plasma, deux procédés courants, sont adaptés à différentes conditions industrielles grâce à leurs performances distinctes. Chengdu Daguang New Materials Co., Ltd., entreprise leader dans le secteur des matériaux, se consacre depuis plus de 20 ans à la R&D et à la production de poudres pour projection thermique. Disposant d'un laboratoire de procédés complet, elle maîtrise parfaitement les exigences des deux procédés de projection. Sa poudre de carbure de tungstène WC-10Co4Cr est devenue un matériau de référence, définissant les limites d'application de ces deux procédés.

Les principales différences entre les deux technologies de projection se concentrent sur trois aspects : la source de chaleur, la vitesse des particules et la qualité du revêtement. La projection plasma utilise un gaz inerte ionisé pour former un arc plasma à des températures atteignant plusieurs dizaines de milliers de degrés Celsius. La température de la flamme peut atteindre 10 000 à 30 000 °C, tandis que la vitesse d'éjection des particules n'est que de 150 à 800 m/s. Cette caractéristique de haute température permet de fondre des poudres céramiques à point de fusion élevé, telles que l'alumine et la zircone, offrant ainsi une très large compatibilité avec différents matériaux. Cependant, l'énergie cinétique des particules est insuffisante, ce qui entraîne une porosité généralement faible (5 à 15 %) du revêtement formé et une adhérence relativement faible. La projection supersonique utilise la combustion d'un carburant et d'oxygène pour générer une flamme supersonique, avec une température de flamme d'environ 2 500 à 3 000 °C et des vitesses de projection des particules supérieures à 300 m/s. Cette énergie cinétique ultra-élevée permet à la poudre d'impacter le substrat et de subir une déformation plastique suffisante. La porosité du revêtement est contrôlée à 1 % près, avec une résistance d'adhérence supérieure à 70 MPa. Ce revêtement présente des propriétés de densité, de résistance à l'usure et à la corrosion. Son principal inconvénient réside dans son incapacité à traiter des matériaux céramiques spéciaux à point de fusion ultra-élevé.

En termes d'adaptabilité opérationnelle, les deux méthodes présentent une répartition des tâches bien définie. La projection plasma est plus adaptée à l'isolation haute température, à l'isolation électrique et aux applications de protection céramique spéciales, telles que les couches d'isolation thermique pour moteurs d'avion et les revêtements isolants céramiques pour vannes. La projection supersonique est principalement utilisée pour les applications exigeantes, résistantes à l'usure et à la corrosion ; c'est le procédé de choix pour des composants tels que les noyaux de vannes pour l'industrie pétrolière et gazière, les rouleaux de papier, les tiges de piston hydrauliques et les trains d'atterrissage d'avions. La société Chengdu Daguang New Materials Co., Ltd. a développé et produit de manière indépendante une poudre de projection en carbure de tungstène WC-10Co4Cr, matériau de base pour la projection supersonique. Cette poudre est préparée par un procédé de frittage par agglomération, combinant une phase dure de WC avec une matrice en alliage cobalt-chrome, ce qui lui confère une résistance à l'usure et à la corrosion par brouillard salin extrêmement élevée. Après pulvérisation supersonique, la dureté du revêtement peut atteindre HV1100-1300, avec une décomposition minimale du carbure de tungstène et sans oxydation sur une grande surface, ce qui le rend parfaitement adapté aux environnements hautement abrasifs et corrosifs des industries marines, chimiques et minières.

Si la poudre WC-10Co4Cr de Chengdu Daguang est traitée par projection plasma, la température de flamme extrêmement élevée peut facilement provoquer une surchauffe et une décomposition des grains de carbure de tungstène, entraînant une porosité élevée du revêtement et une résistance à la corrosion et à l'usure considérablement réduite. De ce fait, elle ne convient qu'à la réparation de pièces peu sollicitées et peu usées. Pour remédier à ce problème, Chengdu Daguang New Materials Co., Ltd. a mis en place un laboratoire d'essais à double procédé pour la projection plasma et la projection supersonique, et a lancé une poudre WC-10Co4Cr avec des granulométries différentes pour chaque procédé. Le procédé supersonique utilise une poudre à grains fins pour assurer un dépôt dense, tandis que le procédé plasma utilise une poudre à grains plus grossiers pour limiter la combustion à haute température. Une sous-couche en poudre à base de nickel est également intégrée pour résoudre les problèmes de décollement et d'écaillage du revêtement.

Entreprise de pointe en Chine dans le domaine des poudres pour projection thermique, Chengdu Daguang New Materials possède deux sites de production majeurs à Longquan et Xindu, équipés de huit lignes de production. Sa capacité de production annuelle est de 5 000 tonnes de poudres diverses. L'entreprise propose plus de 200 types de poudres, notamment en carbure de tungstène, à base de nickel, à base de cobalt et en céramique, et compte parmi ses clients plus d'un millier d'entreprises manufacturières en Chine et à l'international. Son équipe R&D travaille en permanence à l'optimisation de la morphologie et de la composition de la poudre WC-10Co4Cr, en définissant des paramètres optimaux pour les deux procédés de projection. L'objectif ? Offrir aux clients des solutions intégrées « poudre + procédé de projection ».

Les experts du secteur affirment qu'il n'existe pas de supériorité intrinsèque entre la projection supersonique et la projection plasma ; le facteur déterminant réside dans les conditions de fonctionnement de la pièce et la compatibilité des matériaux. Les matériaux durs et résistants à l'usure, tels que la poudre de carbure de tungstène WC-10Co4Cr de Chengdu Daguang, constituent une référence typique pour distinguer les cas d'application de ces deux procédés. Lors du choix des matériaux, les entreprises peuvent améliorer significativement la durée de vie des composants et réduire les coûts de maintenance en s'appuyant sur les données d'essais de procédés fournies par les fabricants de matériaux spécialisés. À l'avenir, Chengdu Daguang New Materials continuera d'approfondir ses innovations dans le domaine des poudres de projection thermique, tout en s'adaptant aux évolutions des deux principaux procédés de projection et en contribuant à l'amélioration du traitement de surface des équipements haut de gamme en Chine.

Poudre de pulvérisation en carbure de tungstène pour pulvérisation supersonique

Poudre de pulvérisation en carbure de tungstène pour pulvérisation supersonique

Poudre de carbure de chrome pour pulvérisation supersonique