13/06/2005 PRODEM - Usinage Chimique Titane 1

Technologies de décapage, Technologies de décapage, décontamination et usinage chimiquedécontamination et usinage chimique

Yves MARCELResponsable Méthodes

PRODEM

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Plan de l’exposéPlan de l’exposé• Quelques définitions• Caractérisations des bains

– Usinage chimique– Décapage – décontamination

• Contrôle après traitement• Typologie des défauts• Principales applications

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• Dissolution chimique de Ti par l’intermédiaire d’acides: HNO3 et HF

• Élimination alpha case (traitement thermique) DDéécapage et dcapage et déécontaminationcontamination

• Gain de poids zones mécaniquement moins sollicitées Usinage chimiqueUsinage chimique

20µm 150µm

Décapage Décontamination Usinage

Épaisseur enlevée

DéfinitionsDéfinitions

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Sablage Décapage

DéfinitionsDéfinitions

Pièce usinée chimiquement

Formage à chaud

Sablage Al2O3

Décapage (*)

(*) Zone contaminée: 30 à 40µm pour du β21S

40 à 50µm pour du 6-2-4-2

60 à 80µm pour du TA6V

Oxydé Ra=2µ Ra=1µ

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Caractérisations des bainsCaractérisations des bains• Usinage chimique

– Bain agité circulé– Volume ≈ 9m3

– [HNO3]/[HF] ≈ 2 à 4– Tidissout=0 à 40g.l-1

– Température: 40°C– Vitesse d’attaque:

20µm/min/face sur TA6V– Dosage du bain quotidien:

très important!!!!!

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Pompe centrifuge

Echangeur de chaleur

Réservoir HNO3

Réservoir HF

Bain d’usinage chimiqueBain d’usinage chimique

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Séquence opératoireSéquence opératoireDégraissage alcalin pH=12 et T=60°C

Rinçage

Usinage chimique fluonitrique T=40°C

Rinçage mort

Rinçage ouvert

Passivation nitrique 50%

Rinçage

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Caractérisations des bainsCaractérisations des bains

• Décapage – décontamination– Bain agité– [HNO3]/[HF] ≈ 7 à 10– Température: ambiante– Vitesse d’attaque: 10µm/min/face sur TA6V

1 à 2µm/min sur β21S– Bain plus stable que l’UC (effet tampon de

HNO3), quantité de Ti dissout faible

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Caractérisations des bainsCaractérisations des bains

Fenêtre de concentration

HNO3

HF

• Dosage QUOTIDIEN des bains– HNO3

– HF– Ti 0 à 40 g/l– Fe suivi

• Pilotage des bains– TA6V fenêtre assez large– Réfractaires plus délicat car la vitesse d’attaque est

assez dispersée dans la fenêtre "classique"nécessité de travailler dans une plage de

concentration beaucoup plus restreinte

Rajouts automatiques

Vmax

Vmin

•

•

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Contrôle après traitementContrôle après traitement• Rugosité la plus faible possible (≈1µm)• Quantité d’hydrogène absorbée (100 à

150ppm max) produit de la réaction de dissolution par HF fragilisation mécanique

• Absence d’attaque inter granulaire(AIG) décollement des grains

AIGAbsenced’AIG

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Attaque sous masque

Profondeur d’usinage

Typologie des défautsTypologie des défauts

• Hétérogénéité de la vitesse d’attaque

V(usinage)= cstesur cette face

Vmin

Vmax

: Renouvellement du bain

Effet Effet ““cheminéecheminée””

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Typologie des défautsTypologie des défauts

• Défaut le plus courantDégagement gazeuxManque de tensio-actifBrassage ou circulation insuffisante

• Acceptabilité suivant spec. client

Caniveau

Profondeur du Caniveau

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Principales applicationsPrincipales applications• Décapage – Décontamination

Pièces en sortie de formageSortie moteurTrain d’atterrissage

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Principales applicationsPrincipales applications• Usinage chimique

mise à épaisseur

écroûtage

gain de poids

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Principales applicationsPrincipales applications

Gain de poids (≈60%)

Ecroutage (≈400µm/face)

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Conclusion Conclusion

• Traitement = f(épaisseur à enlever)• Pilotage des bains très spécifique

notamment pour les réfractaires– Nécessite une maîtrise dans le dosage de

chaque élément• Contrôle des pièces nécessaire:

– dimensionnel (échelle 0,1mm) – métallurgique (échelle µm)