SOLUTIONS PAR MATÉRIAUX :

REVÊTEMENTS PAR PROJECTION THERMIQUE

Solutions de préparation métallographique par matériau

Ce guide vous indique par où commencer lors de la préparation et de l'analyse métallographique des revêtements obtenus par projection thermique. Vous y trouverez également des conseils pour obtenir les meilleurs résultats pour votre application métallographique.

Coupe générale

Montage général

Prépolissage et polissage généraux

Gravure générale

Essai de dureté général

Éléments à prendre en compte lors de l'utilisation de revêtements par projection thermique (TSC)

Les revêtements par projection thermique se composent généralement d’au moins deux parties : le revêtement et le substrat sous le revêtement. Pour l’analyse métallurgique, le revêtement lui-même et l’endroit où il adhère au substrat sont au centre de l’attention.

Les composants du substrat et du revêtement, ainsi que le processus de fabrication, peuvent différer. Ces différences peuvent modifier les produits utilisés pour la préparation des échantillons (lames, meulage, polissage, méthode de montage, etc.).

Les revêtements étant souvent au centre de l’analyse, il est important que les structures internes soient conservées. La porosité, l’épaisseur et l’adhérence au substrat sont couramment examinées. Pour préserver ces caractéristiques, les échantillons sont souvent montés à l’aide de systèmes époxy avant les autres méthodes de préparation. Les systèmes coulables à faible viscosité sont recommandés avec les systèmes à vide pour l’enrobage de l’échantillon.

Conseils pour la coupe des revêtements par pulvérisation thermique

Les scies de précision endommagent moins les revêtements que les scies abrasives. Lors du découpage d’un revêtement par projection thermique, il convient de tenir compte de certains éléments :

Composition
Orientation/Support
Structure

Pour choisir une lame, il est important de connaître le matériau qui compose l’échantillon. La lame utilisée doit être adaptée aux matériaux les plus difficiles à couper. Les lames de gaufrage IsoCut^® sont couramment utilisées, car les revêtements sont parfois déposés sur des alliages de nickel ou des substrats en acier. Les lames de précision de la série 15 HC peuvent être utilisées sur des revêtements métalliques tels que le titane. Le temps de sectionnement et la durée de vie de la lame sont influencés par le choix de la lame.

L’orientation du revêtement par pulvérisation thermique lors du sectionnement est importante. En raison de la capacité des revêtements à se délaminer ou à se fracturer, les échantillons doivent être coupés sous compression. Veillez à ce que la lame pénètre dans le revêtement et ressorte par le substrat. L’utilisation d’un mandrin à double selle soutient les deux côtés de la coupe, ce qui peut améliorer la qualité de la coupe. Lors du serrage, il est conseillé de rembourrer le mandrin avec un matériau plus souple. Cela peut se faire à l’aide de petites bandes de tissu de polissage collées sur la surface de serrage du mandrin, ce qui permet de serrer fermement sans endommager le revêtement.

Si l’échantillon est poreux, friable ou revêtu sur plusieurs faces, l’enrobage de l’échantillon avant la section permet de soutenir les structures internes.

Conseils pour l'enrobage des revêtements par pulvérisation thermique

Un système époxydique à faible viscosité peut combler les lacunes du revêtement et aider à maintenir les structures internes. EpoThin® est recommandé pour une rétention et une infiltration optimales des bords, bien qu’il nécessite un temps de durcissement de neuf heures. Si des temps plus courts sont nécessaires, EpoKwick^® FC est une bonne alternative en réduisant le temps de durcissement à deux heures. Le cyclage des échantillons plusieurs fois sous vide améliore considérablement l’imprégnation des pores, optimise l’adhérence de l’échantillon et fournit un support supplémentaire pour les échantillons délicats de pulvérisation thermique. SimpliVac permet à l’utilisateur de couler sous vide et d’automatiser le processus de cyclage. Nous suggérons d’utiliser 25 inHg et d’effectuer 10 cycles de 60 secondes, comme indiqué dans l’article Améliorer la qualité des échantillons en effectuant plusieurs cycles avec SimpliVac. L’ajout d’un colorant à l’époxy permet de distinguer l’échantillon des pores.

Bien qu’il y ait toujours des exceptions, l’enrobage par compression à chaud n’est généralement pas recommandé pour les revêtements par projection thermique car les niveaux de pression élevés peuvent endommager la structure interne du revêtement.

Conseils pour le prépolissage et le polissage des revêtements par projection thermique pour toutes les méthodes

La force centrale est recommandée pour la préparation des revêtements par projection thermique. Les porte-échantillons à force centrale maintiennent l’échantillon en place dans le porte-échantillon pour toutes les étapes de prépolissage et de polissage. Les échantillons doivent être préparés sous compression afin de réduire les risques d’endommager le revêtement. Pour maintenir les échantillons en compression, orientez les revêtements de manière à ce que les abrasifs traversent d’abord le revêtement et sortent ensuite par le substrat. Pendant le polissage, le revêtement doit être poussé contre le substrat et soutenu par celui-ci afin de réduire les dommages potentiels. La force est appliquée au centre et dispersée sur les faces de l’échantillon.

Nettoyez soigneusement les échantillons entre les étapes de préparation. Les échantillons poreux sont susceptibles d’absorber des particules. Minimisez la contamination en plaçant les échantillons dans un bain ultrasonique entre les étapes.

L’utilisation du système de distribution Burst de Buehler permet de conserver les diamants et d’améliorer la cohérence.

La vitesse idéale du système de distribution Burst varie en fonction de la taille du plateau et du drap de polissage utilisé. En règle générale, pour un plateau de 8 pouces, un réglage de 3 est un bon point de départ. Pour les plateaux de 10″ et 12″, réglez le système de distribution en rafale sur 4 et ajustez selon les besoins. Il peut être nécessaire d’expérimenter pour déterminer les réglages optimaux afin d’assurer une abrasion et un mouillage suffisants du tissu. Les distributeurs en rafale sont également capables de distribuer des allongeurs en même temps que le diamant si nécessaire.

Les charges indiquées dans les méthodes de prépolissage et de polissage sont des recommandations pour un échantillon monté de 1,25″. Si l’on utilise la force centrale pendant la préparation, la force indiquée doit être multipliée par le nombre d’échantillons à polir. Pour des échantillons de tailles différentes, utilisez notre calculateur de conversion de charge pour déterminer la charge correcte pour votre application.

Méthode en 4 étapes pour les revêtements céramiques par projection thermique
Surface	Charges [N]	Vitesse de base [tr/min]	Rotation relative	Temps
DGD Ultra (diamant de 45 μm)	5 [22]	300 rpm		Until Plane
UltraPad avec 9um MetaDi Supreme Diamond	5 [22]	200 rpm		6:00
TriDent avec 3um MetaDi Supreme Diamond	6 [27]	120 rpm		5:00
ChemoMet avec MasterMet Colloidal Silica	6 [27]	120 rpm		2:00
= Plateau = Porte-échantillon *Plus MetaDi Fluid Extender selon les besoins

Méthode en 4 étapes pour les revêtements métalliques par projection thermique
Surface	Charges [N]	Vitesse de base [tr/min]	Rotation relative	Temps
DGD Color Yellow (Diamant 35-μm)	6 [27]	300 rpm		Until Plane
UltraPad avec 9um MetaDi^® Supreme Diamond	6 [27]	150 rpm		4:00
TriDent avec 3um MetaDi Supreme Diamond	6 [27]	150 rpm		3:00
ChemoMet^® avec MasterMet® Silice colloïdale	4 [18]	150 rpm		2:00
= Plateau = Porte-échantillon *Plus MetaDi Fluid Extender selon les besoins

Conseils pour la gravure des revêtements par projection thermique

Pour graver les revêtements par projection thermique, la composition doit être connue. Les solutions de gravure doivent être choisies en fonction de la composition du revêtement.

Conseils pour l'imagerie des revêtements par projection thermique

L’analyse courante des revêtements comprend la mesure de la porosité, de l’épaisseur du revêtement et des défauts d’adhérence. Toutes ces mesures peuvent être effectuées à l’aide de notre logiciel OmniMet^® Advanced. Les mesures, les annotations et l’analyse en pourcentage peuvent être déterminées pour des zones d’échantillonnage désignées.

Conseils pour les essais de dureté des revêtements par projection thermique

Lorsque la méthode d’essai de dureté est décidée, l’application est évaluée pour trouver l’échelle qui correspond aux besoins décrits. Chez Buehler, notre équipement permet de réaliser des essais de dureté à l’aide de quatre échelles : Brinell, Rockwell, Vickers et Knoop. En fonction de l’échantillon et des informations requises, l’échelle nécessaire peut changer.

Lorsque l’on travaille avec des revêtements pulvérisés, plusieurs facteurs peuvent affecter la capacité à mesurer l’empreinte.

L’état de surface de l’échantillon, la planéité et les rayures peuvent entraver la mesure automatique des empreintes par le logiciel. Pour réduire les irrégularités de l’état de surface, il faut s’assurer que les échantillons sont lisses avant de commencer le processus de polissage.

Les géométries des revêtements ne permettent pas toujours de réaliser facilement des essais de dureté. La sélection de la zone d’essai peut s’avérer difficile en raison des pores et de la surface limitée de l’empreinte. Lors de l’essai, si une empreinte se trouve au-dessus d’un pore, elle peut prendre une forme anormale et nécessiter un nouvel essai à un autre endroit. L’utilisation d’époxy pour soutenir la structure du revêtement peut aider à réduire la probabilité que cela se produise.

Les pointes des empreintes peuvent être cachées ou dissimulées dans les pores et les fissures. Les revêtements céramiques sont particulièrement sensibles à ce phénomène. Une façon d’atténuer ces effets lors de l’indentation d’un revêtement par pulvérisation thermique est d’utiliser une charge plus légère. Les charges plus légères réduisent non seulement les risques de fissuration, mais permettent également de cibler des zones solides du matériau de revêtement. Configurez l’équipement avec un objectif 100x lorsque vous mesurez des empreintes de 20 microns ou moins.

Un bon contraste est important pour les mesures d’empreintes lors de l’analyse d’échantillons composés d’une sous-couche et d’une surcouche ayant des niveaux de réflectance différents. Ajustez l’éclairage en fonction de chaque revêtement. DiaMet Full-automatic et les modèles supérieurs sont dotés de réglages permettant d’automatiser l’éclairage et la mise au point.

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