Présentation - conférence stratégique - les alliages avancés

►ISO 9001:2008 / ISO 17025:2005

Centre de métallurgie du Québec

2015-2016

►www.cmqtr.qc.ca

Présentation du CMQ

Le CMQ fait parti du réseau des 46 CCTT de Centre collégiaux de transfert technologique comprenant plus de 1000 spécialistes dans tous les domaines.

Depuis 1985, le Centre de métallurgie du Québec dessert annuellement plus de 150 entreprises.

Le Centre, intégré au Cégep de Trois-Rivières, est composé d’une trentaine d’ingénieurs, chercheurs, professeurs, techniciens, personnel de soutien et étudiants.

Nos bureaux, les laboratoires et l’usine pilote couvrent une surface de 23 000 pi² à Trois-Rivières, dans un bâtiment industriel situé dans le parc industriel des Hautes-Forges.

Nous avons une présence permanente à Montréal au CRIQ.

2

►www.cmqtr.qc.ca

Pour réaliser nos projets, l’équipe du Centre composée de près de 30 personnes.

6 techniciens 5 ingénieurs 6 chercheurs Ph.D. 1 opérateur de fonderie 9 professeurs 3 soutien administratif 3 à 5 stagiaires

Présentation du CMQ

3

►www.cmqtr.qc.ca

Le CMQ est reconnu comme un leader au Canada dans le développement des alliages avancés :

Chaire de recherche en transformation de l’aluminium (Dr. Franco Chiesa)

Centre des alliages avancés Plus de 18M$ en équipement

Présentation du CMQ

4

►www.cmqtr.qc.ca

Alliages avancés Fabrication additive Projection thermique Compaction isostatique à chaud Soudage Fonderie Moulage basse pression Moulage sous pression Moulage au sable chimique Laminage et forgeage Traitement thermique (incluant sous vide) Modélisation thermodynamique de solidification Caractérisation des matériaux Contrôle non destructif

Capacités d’innovation du CMQ

5

►www.cmqtr.qc.ca

Le CMQ travaillent avec une gamme étendue d’alliages

o Alliages de titane (Ti CP, Ti-6Al-4V, Nitinol)o Alliages de zirconium (702, 705)o Superalliages de nickel (Inconel, Hastelloy)o Aciers Inoxydableso Aciers alliés (aciers au manganèse, aciers outils)o Aluminures de titane (Al3Ti, AlTi, AlTi3)o Aluminures de nickel (Al3Ni, AlNi3)o Aluminium 535 et 355o Fontes ADI

Les alliages avancés

6

►www.cmqtr.qc.ca

Alliages Titane, Zirconiumo Alliages très réactifs

• Solubilité oxygène (Zr – 8,6% ; Ti – 13,5%)

• Couche alpha:Durcissement structural par solutionsolide interstitiel (C et O)

o Usinage mécanique ou chimique• 15 - 30% Acide Nitrique (HNO3)

• 3 - 5% Acide Fluorhydrique (HF)

Les alliages avancés

7

►www.cmqtr.qc.ca

Four CONSARC

• 250 kW• 5 Kg (titane) coulée• Vide 10 -4 mm Hg• 6 coulées / h

Les alliages avancés

8

►www.cmqtr.qc.ca

Types de moules:o Cire perdue

• Couches primaire et secondaire: Zircone (ZrO2) stabilisé au CaO, Alumine (Al2O3) et d’un liantZirconium ammonium carbonate.

• Couche ternaire:Silice colloïdale avec Alumino-Silicate.

Les alliages avancés

9

►www.cmqtr.qc.ca

Les alliages avancés

10

►www.cmqtr.qc.ca

Exemple de projet au sujet du titane• Influence des revêtements appliqués sur la qualité métallurgique :

couche contaminée en oxygène

Les alliages avancés

11

►www.cmqtr.qc.ca

Exemples

Développement d’un nouveau matériausuperélastique pour les implants osseux àbiocompatibilité accrue.

• Ce projet est réalisé en collaborationavec des chercheurs de provenant del’École de technologie supérieure deMontréal (ETS) et de l’Institut desmatériaux industriels (IMI-CNRC).

Développement d’un nouvel alliage de zirconium résistant à la corrosion – Zr avec Nb, Sn et Ta

Les alliages avancés

12

►www.cmqtr.qc.ca

Développement de la coulée à la cire perdue d’alliages de nickel

Les alliages de nickel sont principalement utilisés dans:

• Industrie chimique (valves et raccord)

Nickel pur CZ100

Monel M35

• Applications à haute température (combinée avec Cr et Fe)

Les alliages avancés

13

►www.cmqtr.qc.ca

Procédé SPALTM

La fusion sous argon liquide SPAL permet de déplacer l’oxygène au

dessus du bain liquide.

Plus efficace que par l’addition d’argon gazeux

• AVANTAGE

Les alliages avancés

14

►www.cmqtr.qc.ca

Les alliages coulés avec succès au CMQ Alliage de nickel

• Monel M35 • CZ100• CW6M• CW6MC• CW12MW• N7M

Aciers inoxydables• CF3• CF8• CD4Mcu

Les alliages avancés

15

►www.cmqtr.qc.ca

Fusion de fusion au plasmao 450 kWo Jusqu’à 3000°Co Développement d’alliages de

titane et zirconium à haut contenu en éléments réfractaires (Ta, Nb, Mo)

o Développement d’alliages réfractaires

o Coulée en moule ou billettes denses de 10 cm (4 po) diamètre et 120 cm (4 pi) de long destinées au forgeage ou usinage.

o Obtenu par le concours FCI Fond d’innovation 2015

Les alliages avancés

16

►www.cmqtr.qc.ca

Laser Engineering Net Shaping (LENS modèle 450 XL) Pas de lit de poudres, la poudre est projetée dans le laser. Permet la réparation de pièces.

Fabrication additive

17

►www.cmqtr.qc.ca

Soudage par ultrasons Permet le soudage à l’état solide de matériaux dissemblables Permet aussi la FA

Fabrication additive

18

►www.cmqtr.qc.ca

MFlex ExOne Permet l’impression 3D de pièces métalliques et de moule et noyaux en sable

Fabrication additive

19

►www.cmqtr.qc.ca

Revêtement par plasma et HVOF Permet d’obtenir des revêtements protecteurs en surface des

alliages (Al2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2, WC)• Usure et corrosion

Exemples de projet :• Amélioration de la durabilité des moules fonderie d’aluminium• Développement d’un boisseau conique résistant à la corrosion

Projection thermique

20

►www.cmqtr.qc.ca

Panier de molybdène• 1400°C• 30 000 psi

Panier de graphite • 2100°C• 30 000 psi

Compactage isostatique à chaud

21

►www.cmqtr.qc.ca

Procédures de réparation pour :

Les alliages de nickel Les alliages de titane Les alliages de zirconium Les alliages de magnésium Les alliages d’aluminium

Soudage

22

►www.cmqtr.qc.ca

Basse pression Courtes séries Études pour différentes pièces en Al et Mg Développement de revêtement

Fonderie

23

►www.cmqtr.qc.ca

Moulage sous pression assisté du vide

Développement d’alliages, de procédés et de traitement thermiques

Caractérisation de microstructures et de défauts

Soudage Possibilité de «squeeze casting»

et d’infiltration de préformes

Fonderie

24

►www.cmqtr.qc.ca

Moulage au sable chimique Développement d’alliages, procédés et de

traitements thermiques Production de courtes séries

Fonderie

25

►www.cmqtr.qc.ca

Forgeage et laminageo Presse de 150 tonneso Laminoir à froid STANAT 15 HP avec

rouleaux de 8’’ de largeur et 6’’ de diamètre, avant/arrière.

Mise en forme

26

►www.cmqtr.qc.ca

Sous-vide• Vac Aero

- Éléments de molybdène- 1200°C – 2200°F

• BMI- Éléments de graphite- 1200°C – 2000°F

Air• Pyradia

- Austénétisation 1300°C – 2375°F

- Convection 690°C – 1275°C

Traitement thermique

27

►www.cmqtr.qc.ca

SolidCast, FlowCast et ProCast

Modélisation de solidification et de remplissage

28

►www.cmqtr.qc.ca

Équipements pour caractérisation chimique et microstructuraleo Spectrométrieo Fluorescence Xo Diffraction des rayons Xo LECO C,S, Bruker ONHo Microscopie optique Clemex et Buehlero Microscopie électronique à balayage

Essais mécaniques

Caractérisation des matériaux

29

►www.cmqtr.qc.ca

Radiographie (DR-Vidisco, CR-Carestream, X-Cube temps réel, YXLON 225 kV et 450 kV

Ultrasons conventionel et phased array Courants de Foucault conventionel et phased array Ressuage Particules magnétiques Magnaflux MD3-1060L Cours menant à la certification de l’ONGC

Contrôle non destructif

30

Pour nous joindre To contact us :3095, rue WestinghouseParc industriel des Hautes-ForgesTrois-Rivières (Québec) G9A 5E1www.cmqtr.qc.ca | 819 376-8707

NOS PARTENAIRES