Les torches plasma dites à cascades : une possible amélioration économique des revêtements céramiques ?
Résumé
La technologie de projection thermique permet la réalisation de revêtements par voie sèche sur des surface multiples. Parmi les différents procédés de projection thermique, la technologie plasma est une des plus utilisées dans l’industrie [1]. La conception géométrique d’une torche plasma conventionnelle comprend une cathode et une anode qui lui est concentrique. Depuis de nombreuses années, cette géométrie de torche à deux électrodes (type PTF4) est préférentiellement utilisée. Néanmoins, elle se caractérise par des phénomènes aléatoires et souvent instables comme le déplacement permanent du pied d’arc sur la surface l’anode [2]. Ces variations de longueur d’arc induisent une variation de la tension de fonctionnement de la torche très importante, conduisant à l'instabilité du jet plasma (déviation et dispersion des trajectoires des particules). C’est pourquoi les développements de torche se sont concentrés sur la stabilisation de la longueur de l’arc électrique et l'augmentation de la tension d'arc tout en maintenant un courant d'arc le plus faible possible, ceci permet aussi d’augmenter la durée de vie de la cathode et de l’anode de la torche plasma [3]. La société Gulhfi Consulting AG est spécialisée dans le développement de torches à plasma et a développé la famille de torche cascade Debye-Larmor. Ces nouvelles torches se caractérisent par une longueur de déplacement de l'arc réduite par la présence de neutrodes. Ainsi des puissances et des débits de gaz plus faibles sont nécessaires pour fondre les matériaux et élaborer des revêtements. Cette communication présente la comparaison de revêtements d’oxydes de chrome réalisés par différents procédés de projection plasma afin de mettre en avant un intérêt d’utiliser les torches à cascades. Pour cela, différents moyens de diagnostics sont employés pour observer les variations temporelles de tension des arcs et les propriétés des particules en vol. Les différents revêtements seront analysés en termes de microstructure, rendement, propriétés mécaniques.