View
3
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
PRESENTATION DE LA CIC (Compression Isostatique à Chaud)
ou HIP (Hot Isostatic Pressing)
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
LE PRINCIPE
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Résorber les porosités sur des pièces de fonderie (Aluminium, Acier, Superalliages, Titane…) et conférer des propriétés plus élevées (fatigue) et moins dispersées.
Rendre compact un volume de poudres métalliques pour en fairesoit un demi-produit, soit une pièce (propriétés mécaniques supérieuresou égales à celle du même matériau utilisé par voie conventionnelle puis forgé).
Assembler par soudage / diffusion des matériaux différents (cuivre sur inoxydable,..), de façon à obtenir des composants à propriétés complé-mentaires : conductibilité thermique/tenue à la corrosion, amagnétisme /paramagnétisme.
A quoi sert le procédé?
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
• Compression - 1,000/2,000 bars (Ex Fosse de 11 000 m dans l’océan Pacifique)
• Isostatique- Loi de Pascal:Dans un fluide , la pression est transmise également dans toutes les directions Fluide utilisé :Argon
• Chaud - 500°C à 2000°C
Définition du prodédé
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Mécanisme du procédé
Durant le palier, les déformations plastiques et les mécanismes dediffusion prennent effet, provoqués par la haute pression et la température.
➢Le matériau flue
➢Les parois des porosités se rejoignent et se ressoudent
➢On obtient une structure de métal sans défaut
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Structure
Avant HIP
Après HIP
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Eprouvette de démonstration
But: démontrer l’efficacité du procédé de CICAvant CIC
Après CIC
40mm
20mm
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Cycle type en CIC
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Enceinte de CIC (Mega HIP)
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
LA CIC POUR LA FONDERIE
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Avantages de la CIC en fonderie
La C I C supprime et ressoude les défauts internes de fonderie non débouchants ou rendus non débouchants
➢Elimination des défauts internes (microporosités, retassures, cavités dendritiques, criques de retrait, porosités gazeuses)
➢ Amélioration des images RX
➢ Augmentation de la durée de vie en Fatigue
➢ Augmentation des caractéristiques Rm et Ductilité
➢ Réduction des dispersion des propriétés
➢ Amélioration des états de surfaces des pièces usinées
(étanchéité, polissage, corrosion localisée …)➢Augmentation de la densité
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Paramètres de CIC en fonderie
Matériaux Paramètres de CIC CommentairesAluminium
A201, A206 AU4G, AU5GT 485°C-1000bars-2h
A335, 356, 357, A357, A201, A206 AS7G03, AS7G06, AU5NKZr 500°C-1000bars-2h Cycle partagéTitane
CP, Ti-64, Ti6442
Ti-6246, Ti-662 TA6V 920°C-1000bars-2h Cycle partagéAcier
304, 316, 321, 347, CF-8
38CDV5, 16NCD17 1050°C-1000bars-3h
SY625 1100°C-1000bars-3h
CF-M, 4130, C276 316L, 904L 1120°C-1000bars-2h
17-4PH, 15-5PH, H13, U500 1160°C-1000bars-3h Cycle partagé
RENE220, HSS4340, 13-8Mo, C236 1160°C-1000bars-4h Superalliage
RENE80, GTD111
X-40, X-45, IN713, IN738, IN739, RENE77, RENE41
IN100 1220°C-1400bars-4h Cobalt
F75
KC24NWTa 1200°C-1000bars-4h Cycle partagé
HS21, SY21, SY6, SY12 1160°C-1000bars-3h Cycle partagéMonocristal
AM1 1300°C-1000bars-3h
AM3, MC2 1295°C-1030bars-3h
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Exemple sur l’aluminium
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Exemple sur le Titane
Empennage FALCONcourtoisie PCC France
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Micrographie
Microstructure d’un alliage Ti-6Al-4V moulé
Avant CIC Après CIC
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Caractéristiques sur titane
Propriétés de fluage rupture du TA6V mouléavant et après CIC
Propriétés de fatigue vibratoire du TA6V mouléavant et après CIC
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Exemple sur les bases cobalt
• Pièces : Genoux , épaules
• Alliages : Cobalt –Chrome et INOX
L’absence totale de microporosités est essentielle pour les performances en tribologie
Prothèses orthopédiques et Instrumentation médicale
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Exemple sur les superalliages
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Caractéristiques du René 120
Influence de la CIC sur les caractéristiques de l’alliage moulé René 120
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
LA CIC ADAPTEE AUX PIECES DE SERIES
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Quand nous avons commencé à discuter avec l’industrie automobile, le message que nous avons
eu était très clair:
“Avec des solicitations de plus en plus importantes sur des fonderies de plus en plus légères , nous atteignons les limites
du matériau”
Le seul gain encore existant residait dans la suppression des porosités.
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Point de départ:
Densal® - II
-Densification de l‘ Aluminium.
-Procédé breveté Bodycote.
-Domaine d‘application: l‘automobile de série.
-Réalisation: dans des enceintes spécialement adaptées.
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Bénéfice du traitement Densal
• Augmentation des solicitations mécaniques.
• Augmentation des durées de vie • Suppression des défauts d’
étanchéité et des défauts de surface
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Caractéristiques sur aluminium A356
Rm (MPa)
Rp0.2% (MPa)
All (%)
Contrainte (Mpa)
Durée de vie (Nbre de cycles)
Fonderie 250 195 3 140 200.000
Fonderie + Densal® 295 205 6 140 600.000
Les durées de vie sont multipliées par 3.
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Réduction de la dispersion des propriétés
Avant C I C
Alliage A 356 AS7G03
Après C I C
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Adéquation procédé Densal®-II et automobile de série
• Température inférieure à celle du traitement thermique aluminium• Pression inférieure à 1000bars• Cycle court (< 3 heures)• Gaz : azote• Elément de chauffage en Kanthal• Coût d’installation réduit
Pour correspondre aux exigences de l'industrie automobile, Bodycote a dû redéfinir le processus de CIC afin d’obtenir des coûts à un niveau acceptable :
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Exemple de CIC sur roue de turbo
Après CICAvant CIC
Bout de pale en aluminium de roue de turbocompresseur
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Exemple:
Porosités
Usinage sans HIP Usinage avec HIP
100% dense
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Culasse et bloc moteur BMW M6
Exemple
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Séminaire Bodycote/Air liquide du 18 et 19 octobre 2012
Merci pour votre écoute
Recommended