View
215
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
GIS GIS Surface Surface des Matériauxdes MatériauxJournée ThématiqueJournée Thématique21 21 Février Février 20062006
Traitement des Traitement des surfacessurfacesmétalliques métalliques et et contrôlecontrôle
des des interfacesinterfaces
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
Pour consommermoins de carburantil faut limiter le poidsdes véhicules
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
Les aciers Les aciers de de résistancerésistancesont sont la la réponse réponse …. ….
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
.... .... mais leur galvanisationmais leur galvanisationpose pose quelques problèmesquelques problèmes
9 0
1 0 0
1 1 0
1 2 0
1 3 0
1 4 0
1 5 0
IF 0.
1%M
nIF
0.4%
Mn+
PIF
0.8
%M
n+P
ELC 1%
Mn
1.1%
Mn+
0.2%
Si
1.1%
Mn+
0.5%
Cr
1.5%
Mn+
0.5%
Cr+1.
2%Al
Dyn
amic
wet
ting
(°)
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
Adh
esio
n fa
ilure
(%
)
W ettin g an g le
A dh esion fa ilu re
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
Etre Etre capable de capable de mesurermesurerla la mouillabilité Zn mouillabilité Zn / Fe/ Fe
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
0 5 10 15 20 25Time (s)
Wet
ting
forc
e (m
N)
30
50
70
90
110
Wet
ting
angl
e Θ (
°)
Start
Θ
F (W)
F (meas)
Advancing angle
Mesure Mesure de de mouillabilité Zn mouillabilité Zn / Fe/ Fe
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
Mouillabilité dynamique ZnMouillabilité dynamique Zn / Fe / Fe
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
Mouillabilité dynamique ZnMouillabilité dynamique Zn / Fe / Fe(images(images avec Centexbel avec Centexbel ))
Dual phaseIF Ti
1s
50s
20s
10s
3s
100s
56°
10°
22°
31°
47°
6°
96°
43°
62°
73°
92°
28°
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
�������� Amélioration Amélioration dudutraitement traitement en en ligneligne
Low dew pointHigh hydrogen
High dew pointLow hydrogen
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
�������� Effet desEffet des paramètresparamètres
0
2
4
6
8
-60 -40 -20 0
Dew point (°C)
sele
ctiv
e ox
idat
in (
at.%
)8
1012
14
1618
20
MnCr
Si
Higher dew points reduce external selective oxidation(XPS measurements)
Nou
veau
x N
ouve
aux
subs
trat
ssu
bstr
ats
�������� Amélioration Amélioration dudutraitement traitement en en ligneligne
80
90
100
110
120
130
140
150
160
0 1 2 3 4Time (s)
We
ttin
g a
ng
le (
°)
Cr DP
Cold rolled5%H2 / DP-30°C
Advancing angle (°)
Cold rolled5%H2 / DP 0°C
Pre-oxidised5%H2 / DP-30°C
IF TiPre-oxidised
5%H2 / DP 0°C
Cold rolled0.3%H2 / DP-30°C
IncreasedIncreasedOxidationOxidation
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
➣➣➣➣➣➣➣➣ ProlongerProlonger la la durée durée de vie de vie
➣➣➣➣➣➣➣➣ PeindrePeindre sans sans chromaterchromater
➣➣➣➣➣➣➣➣ Reduire les Reduire les VOCVOC
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
➣➣➣➣➣➣➣➣ ProlongerProlonger la la durée durée de vie de vie
➣➣➣➣➣➣➣➣ PeindrePeindre sans sans chromaterchromater
➣➣➣➣➣➣➣➣ Reduire les Reduire les VOCVOC
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
rDans les années Dans les années 70’70’le le sel sel de de déneigementdéneigement
diminue lesaccidents ….
mais accentuela rouille
Aci
er
Zin
c
Zin
c
La La réponseréponse : : galvanisergalvaniserles tôles d’automobilesles tôles d’automobiles
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
r
Pour Pour garantir garantir plus plus longtempslongtempsZnMgZnMg : : une tenue une tenue à laà la
corrosion encore accruecorrosion encore accrue
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
r
Mg
ZnMgZnMg : : tenue tenue accrueaccrue
10 Cycles de tests de corrosion (BMW)
Conventionnel
Avec peinture
Sans peinture
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
rZnMg
Création Création du du dépôt dépôt de de ZnMgZnMg
0
20
40
60
80
100
0 500 1000 1500 2000
Depth (nmeq.Fe)
%a
t.
O 1s
Mg1s
Fe 2p3
Zn2p3
1) Mg 1) Mg sur Zn sur Zn par PVDpar PVD
2) Diffusion 2) Diffusion �������� MgZnMgZn
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
r
JVD: JVD: un creuset un creuset PVD PVD fermé fermé ààproductivité exceptionnelleproductivité exceptionnelle
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
r
Low pressure
E-Gun heating: open crucible
Jet
High pressure
Low pressure
Induction heating: closed crucible
• Limitation of retro-diffusion of residualgas (O 2, H2O, CHx) in the crucible• Lower residual gas entrapment in thecoating• Possibility to work at higher residualpressure
Metal Flux (g/m².s)Simulator Zn Zn-Mg AlE-Gun 26 16 9JVD 2300 600 120
Possibilité d’intégrationPossibilité d’intégrationJVD JVD dans une lignedans une ligne
Fai
re
Fai
re d
urer
dure
r
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
➣➣➣➣➣➣➣➣ ProlongerProlonger la la durée durée de vie de vie
➣➣➣➣➣➣➣➣ PeindrePeindre sans sans chromaterchromater
➣➣➣➣➣➣➣➣ Reduire les Reduire les VOCVOC
Dur
abili
téD
urab
ilité
Des Des traitements traitements de conversionde conversionsont sont appliqués pour :appliqués pour :
•• permettre l’adhérence permettre l’adhérence de lade la peinture sur l’acier peinture sur l’acier ((revêturevêtu ))
•• amélioreraméliorer la la résistance résistance à laà la corrosion corrosion
•• La La chromatation s’avèrechromatation s’avèretrès performantetrès performante pour pour leslesapplications en constructionapplications en construction
Des alternatives auDes alternatives auCr sont cherchéesCr sont cherchées
•• Mais Mais la la novicité novicité dudu Cr CrVIVI la lafait fait bannir bannir de la de la pratiquepratiqueindustrielleindustrielle
Dur
abili
téD
urab
ilité
Specifications Specifications
•• Forte adherence au Forte adherence au substratsubstrat
•• Haute Haute densité densité de liaisonsde liaisons potentielles potentielles
•• Bonne ductilitéBonne ductilitéDur
abili
téD
urab
ilité
Ce qui est Ce qui est petit petit estestjoli joli … et … et costaudcostaud
mmmm µmµm nmnm
Liaisons Liaisons possiblespossibles # 1/d # 1/d�������� NanoparticlesNanoparticles
virusvirus
pollenpollen
nanosilicananosilica
Dur
abili
téD
urab
ilité
Dur
abili
téD
urab
ilitéPourquoi des nanoparticles ?
Les nanoparticles se comportent comme des ions avecde nombreuses liaisons potentielles qui les entourent
DurabilitéDurabilitéP
rincipe: P
rincipe: S
iOS
iO-G
rip-G
ripMetal stripSilica
150-250°C
100nm
Dur
abili
téD
urab
ilité
Principe: Principe: SiOSiO-Grip-Grip
Dur
abili
téD
urab
ilité
Dispersion Colloïdale de NanoparticlesPrincipe: Principe: similaire similaire au sol-gelau sol-gel
Addition de Addition de produits produits ““vertsverts””
Activation des fonctions de surface
Réaction de condensation
Trempe Trempe du du substratsubstrat
From Wikipedia
Dur
abili
téD
urab
ilitéNanosilice Nanosilice enen galvanisation galvanisation
100 nm
Dur
abili
téD
urab
ilitéTests en Tests en ligne piloteligne pilote
Acier galvanisé0.8 mm40 m/min
CASTL
Dur
abili
téD
urab
ilité
Dépôt Dépôt de 20~200 de 20~200 nm nm dede silice silice
AFM FEG-SEM
Dur
abili
téD
urab
ilité
Performances Performances SiOSiO-Grip-Grip
SiO-GRIP : ADHERENCE EXCEPTIONNELLE:SCOTCH TAPE TEST INVERSE
Dur
abili
téD
urab
ilité
Performances Performances SiOSiO-Grip -Grip ((Avec CoriAvec Cori ))
SiO-Grip Lab Reference
Cross Hatch ISO 2409
PAINT ADHESION
Dur
abili
téD
urab
ilité
Performances Performances SiOSiO-Grip-Grip
SiO-Grip Lab
Reference
1T
1T
Pliage T-Bend ECCA T7
Dur
abili
téD
urab
ilité
Performances Performances SiOSiO-Grip-Grip
SiO-Grip Lab Reference
Erichsen ISO 1520 + boiling water 4h
PAINT ADHESION
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
➣➣➣➣➣➣➣➣ ProlongerProlonger la la durée durée de vie de vie
➣➣➣➣➣➣➣➣ PeindrePeindre sans sans chromaterchromater
➣➣➣➣➣➣➣➣ Reduire les Reduire les VOCVOC
Dur
abili
téD
urab
ilité
Une Une premièrepremière mesure mesure de deréduction desréduction des VOC VOC est est lala
réduction des épaisseursréduction des épaisseurs de depeinturepeinture
Dur
abili
téD
urab
ilité
Pour Pour réduire les émissions réduire les émissions dedeVOC VOC des peintures des peintures sanssanssolvants sont développéessolvants sont développées : :
•• formulation formulation des peintures des peintures parparles les industries industries chimiques chimiques (base(baseeau, UV, eau, UV, poudrespoudres , ..) (, ..) (cfr Coricfr Cori ))
•• application et adaptation application et adaptation desdescycles par cycles par les utilisateursles utilisateurs
Les défis d’aujourd’huiLes défis d’aujourd’hui ::
✸✸✸✸✸✸✸✸ LesLes nouveaux nouveaux substratssubstrats
✸✸✸✸✸✸✸✸ Revêtir Revêtir et et préserverpréserver
✸✸✸✸✸✸✸✸ FonctionnaliserFonctionnaliser = = différencierdifférencier
Nouvelles fonctionsNouvelles fonctionsles surfaces nous aidenten apprenant de nouveauxmétiers
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
DifférenciationDifférenciationLa Fonctionnalisationest un atout sur lemarché
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Surfaces auto-Surfaces auto- nettoyantesnettoyantes
Système passifSystème passif ::”” effeteffet lotus” lotus”importéimporté de la de la
naturenature
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Surfaces auto-Surfaces auto- nettoyantesnettoyantes
L’effetL’effet lotus combine lotus combine
HydrophobicitéHydrophobicité StructureStructure
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Surfaces auto-Surfaces auto- nettoyantesnettoyantesL’effetL’effet lotus appliqué lotus appliqué auxauxrevêtements revêtements techniquestechniques
From STO Lotusan
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Surfaces auto-Surfaces auto- nettoyantesnettoyantes
Système actifSystème actif ::photocatalysephotocatalyse par le TiO2 par le TiO2
Source Degussa
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Surfaces auto-Surfaces auto- nettoyantesnettoyantes
Application Application aux aux façadesfaçades
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Surfaces auto-Surfaces auto- nettoyantesnettoyantesApplication Application aux vitragesaux vitrages
TiO2 No
Mais aussi :Mais aussi :• Aspect
• Dureté
• Frottement
• Moduler l’adhérence (+/-)
• Réflectivité / Absorption
• Production d’électricité
• Anti-bactériesNou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Fonctionnalisation au CRMFonctionnalisation au CRM
• Anti-corrosion
• Anti-griffes
• Non salissantes
• Auto-lubrifiantes
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Quelles techniques?Quelles techniques?
• Basées sur SiO-Grip
• Greffage de fonctions
• Polymères
• Plasma atmosphérique
Nou
velle
s fo
nctio
nsN
ouve
lles
fonc
tions
Recommended