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Décapage mécanique des surfaces métalliques
M1457 v1 Article de référence

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Décapage mécanique des surfaces métalliques

Auteur(s) : Martine WÉRY

Relu et validé le 30 mai 2020 | Read in English

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Auteur(s)

  • Martine WÉRY : Ingénieur électrochimiste du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Docteur en chimie physique - Maître de conférence au département Chimie de l’IUT de Besançon-Vesoul

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INTRODUCTION

La littérature technique regroupe souvent sous l’expression décapage mécanique différents traitements mécaniques de vocation très différente qui possèdent l’utilisation d’abrasif comme point commun. Ces opérations consistent à éliminer, entre autres, les oxydes :

  • par frottements répétés des pièces en contact de fragments métalliques ou d’abrasifs pulvérulents, maintenus dans (ou sur) un système approprié et animé généralement d’un mouvement de rotation ;

  • par arrachement, grâce aux multiples impacts de petites particules abrasives, projetées avec une énergie cinétique suffisante.

Le traitement par frottements concerne deux disciplines de traitements mécaniques des surfaces :

  • la première est le travail effectué sur des pièces unitaires au moyen d’outils à main (limes ou grattons) ou de machines simples (touret à buffle ou à meule) ; l’abrasif est alors appliqué sur un support solide ;

  • la seconde est le décapage mécanique par roulage, plus connu sous les termes de tonnelage ou de barillage, qui met à profit le frottement des pièces brassées à sec ou additionnées d’une charge abrasive ; l’abrasif est ici entraîné dans un écoulement de fluide. Ces usinages par frottement regroupent une gamme très large d’opérations dans lesquelles l’élimination des oxydes n’est pas la fonction principale. Ces opérations visent soit à supprimer les excès de métal laissés à la surface lors de l’élaboration des pièces (ébavurage ou ébarbage), soit à modifier son état de surface afin de satisfaire des besoins esthétiques en vue d’obtenir une surface exempte de traces d’outils résultant d’usinages précédents (polissage ou brillantage).

Ces traitements (dits de tribofinition) ne seront pas développés dans le cadre de cet article et nous nous bornerons à traiter les opérations de décapage par impact.

Ce type de décapage soulève les mêmes questions que le décapage chimique : Quel média choisir ? Quel système de décapage associé ? Comment recycler l’abrasif après l’achèvement du traitement ?…

L’étude complète du sujet comprend les articles :

  • M 1455 – Décapage des métaux ;

  • M 1456 – Décapage chimique des surfaces métalliques ;

  • M 1457 – Décapage mécanique des surfaces métalliques (le présent article) ;

  • M 1458 – Traitement des matériaux revêtus ;

  • Doc. M 1459 – Décapage.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m1457

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3. Équipements

Les installations pour la projection pneumatique (sableuse et buse) concernent principalement des cabines de grenaillage manuel pour la préparation des surfaces dans l’industrie de transformation.

3.1 Cabines à jet libre

L’opération est réalisée en enceinte fermée comportant un dispositif de ventilation afin de capter et d’évacuer les poussières générées durant le traitement [67]. Un opérateur « appareillé » se trouve dans l’enceinte de projection et dirige manuellement la buse de projection vers la surface à traiter. Actuellement, l’évolution des traitements par impact a conduit à développer des machines semi-automatiques ou entièrement programmables pour un type d’application donnée. Pour les traitements de surfaces « simples », les buses sont animées d’un mouvement de va-et-vient motorisés. Lorsque les pièces sont de formes plus complexes et que les cadences le justifient, l’installation de robots multi-axes sera envisagée. Par ailleurs, des salles de grenaillage à jet libre permettent le traitement de pièces unitaires de grande taille ou de géométrie compliquée. Les dimensions des enceintes varient de quelques mètres carrés jusqu’à des installations de 30 × 8 m pour le traitement de wagons, voire d’avantage pour le traitement d’éléments de sous-marins nucléaires par exemple [70].

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3.2 Cabines à manches

L’opérateur, situé à l’extérieur de la zone de travail, est donc soustrait à l’influence des poussières et des ricochets d’abrasifs. Seules ses mains, protégées par des gants adaptés, pénètrent à l’intérieur de la chambre de travail pour déplacer les pièces. Un regard vitré permet la surveillance des opérations. Ces appareillages sont réservés à des pièces de petites dimensions et à des cadences faibles.

De nombreux appareils disposent d’un système de recyclage de l’abrasif projeté, ce qui permet de le réutiliser et de limiter ainsi sa consommation. Après projection, l’abrasif, récupéré automatiquement par un système adapté (trémie, racleurs…), doit être épuré afin d’obtenir...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WÉRY (M.) -   Dégraissage  -  . M 1 450 (1999). Traité Matériaux métalliques, Volume M5. Techniques de l’Ingénieur.

  • (2) - BÉRANGER (G.), CHARBONNIER (J.C.) -   La notion de la surface  -  . Le livre de l’acier, p. 506-529, Tec. & Doc Lavoisier, Paris, 1994.

  • (3) - CORNET (A.), DEVILLE (J.P.) -   Physique et ingénierie des surfaces.  -  EDP Sciences, Paris, 1998

  • (4) - MOREAU (J.), CACHET (M.) -   Étude du calaminage de billettes  -  . Revue de métal- lurgie, n 5, p. 383-404, 1957.

  • (5) - PAIDASSI (J.) -   Le Fer  -  . L’oxydation des métaux de J. Bénard, Tome II, p.13-101, Ed. Gauthiers-Villars, Paris, 1964.

  • (6) - CAGNET (M.) -   Structure réelle des couches d’oxydation  -  . L’oxydation des métaux de J. Bénard,...

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