Mise au point en 1993, cette technologie s’apparente à la technique des dépôts par plasma à arc transféré (PTA).

La maîtrise parvenue à atteindre dans la gestion des paramètres de rechargement et dans la compréhension du plasma a permis de créer un nouveau procédé appelé PTA High Energy®.

Principe
La technique du rechargement PTA High Energy® consiste comme le PTA, à créer un arc électrique entre une cathode et la pièce à recharger, tout en focalisant l’énergie.

La colonne plasma ainsi formée permet de fusionner le substrat sur quelques dixièmes de mm seulement; l’introduction de poudre dans la colonnne permet de réaliser un dépôt présentant une liaison métallurgique avec le substrat.

Les dépôts PTA High Energy® se caractérisent par des propriétés métallurgiques telles que les caractéristiques recherchées peuvent être obtenues dès les premiers dixièmes de mm d’épaisseur.

A titre d’exemple on peut citer le domaine des soupapes automobiles sur lesquelles les dépôts PTA High Enegry® d’épaisseur 0,4 mm présentent des propriétés supérieures aux dépôts actuels d’épaisseur 1 mm environ.

Principales propriétés des dépôts PTA High Energy®

• très haute qualité et uniformité de la couche de rechargement, épaisseur à partir de 0,1 mm
• taux de dilution inférieur à 3% (contre 5 à 10% en PTA et 10 à 15% en TIG)
• dureté nominale atteinte dés 0,1 mm d’épaisseur
• zone Affectée Thermiquement (ZAT) pratiquement inexistante (pas de grossissement de grain du métal de base)
• maîtrise de la géométrie des dépôts, proche de la géométrie de la pièce finie
• possibilité de recharger de faibles épaisseurs (<1 mm) sans refroidissement annexe
• rendement de dépôt élevé (>95%)
• large gamme d’alliages de rechargement

En dehors des qualités métallurgiques des dépôts PTA High Energy® l’impact économique de ce procédé se traduit par une réduction considérable des coûts:

• diminution de la quantité de poudre utilisée (exemple sur soupape automobile diamètre 32: 2 g déposés contre 7g en PTA et 10g en TIG)
• réduction du temps de cycle de rechargement (exemple: machines de soupapes automobiles: 320 p/h contre 200 en PTA)
• réduction du temps des cycles d’usinage et de l’usure des outils grâce à la régularité de dépôt et à la surépaisseur limitée à 0,2 mm
• réduction des coûts des ébauches par la simplification des formes et la limitation des surépaisseurs
• réduction des coûts de maintenance par la suppression des organes connexes aux installations tels que table de refraidissement pour soupapes
• réduction des taux de rebut par la parfaite homogénéité thermique lors des dépôts (plus de risques de présence de poudre entre pièces et table de refroidissement)

Description d’une instalation PTA High Energy®
L’installation de base PTA High Energy® comprend:

• une armoire de commande équipée d’un automate assurant la gestion des paramètres (cycle de recharmement, contrôle des paramètres). L’opérateur commande l’installation soit à partir d’un clavier opérateur 3 lignes, soit à partir d’un PC
• une torche PTA High Energy®
• un distributeur de poudre

La cinématique de la torche et/ou de la pièce à recharger peut être couplée à l’installation de base et commandée par le PC par exemple.

Il convient de noter que les installations PTA High Energy® utilisent les poudres SNMI, standard PTA.

Champ d’application
Si le premier secteur à s’intéresser aux performances du PTA High Energy® à été celui de l’automobile (constructeurs et sous equipementiers), d’autres actions ont déjà été essayées dans le domaine de la robinetterie, de la soupape marine, de l’aéronautique, de la chimie, de la verrerie,…

Technologie PTA High Energy® Impact économique