CONGRES A3TS Nancy - 8 et 9 juin 2016

GIT/E&D/038/16

1

Philippe COMBES : Responsable Etudes & Développement Jean Eric LOUBET : Directeur Général Jérôme LABHAR : Directeur Général

Exploitation industrielle

du procédé innovant et REACH compatible d’Oxydation Micros Arcs

CERATRONIC

Atelier de peinture Atelier de traitements

Société GIT S.A.S.

Date de création : 1981

Effectif : 70 personnes

CA en 2015 : 4,9 M €

Certification ISO 9001 Version 2000 et Certification aéronautique EN 9100

Audit NADCAP programmée en septembre 2016

Agrandissement

en 2015

2 GIT/E&D/038/16

80%

8%

5%

4% 3%

Aéronautique

Agroalimentaire

Médical

BTP

Industries diverses

Les procédés mis en œuvre

3

Oxydation Anodique Chromique

Oxydation Anodique Dure

Oxydation Anodique Sulfurique Incolore Colorée Colmatage Chrome III (NG)

Chromatation Chrome VI Alodine 1200

Chromatation Chrome III Surtec 650 Lanthane 613.3

Oxydation Micro Arcs CERATRONIC Zingage électrolytique

Brunissage des aciers

Passivation inox

Application de peinture

Ressuage fluorescent

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Activités Etudes & Développement

4 GIT/E&D/038/16

Adhérence peinture

Conductivité électrique

ALODINE 1500 Conversion chimique ou

Chromatation Cr VI

sur aluminium

QUALIFICATIONS GIT :

SAFRAN

AIRBUS D&S

QUALIFICATIONS PRÉVUES :

ZODIAC AEROSPACE

THALES ALENIA

NEXTER

EN COURS DE DÉVELOPPEMENT

PAR GIT DÉLAI : 2017 ?

ALODINE 1200 Conversion chimique ou

Chromatation Cr VI

sur aluminium

Adhérence peinture

Conductivité électrique

Anti corrosion

SURTEC 650 Conversion chimique ou

Chromatation Cr III

sur aluminium

Autres

Conversions chimiques

avec post traitement

(en 2 bains)

GIT :

ARRÊT EN NOVEMBRE 2014

Activités Etudes & Développement

SOLUTIONS de SUBSTITUTION PROPOSEES

5

COVENTYA

Lanthane 613 + Post dip D600

SOCOMORE

Socosurf TCS + Socosurf PACS

GIT/E&D/038/16

Projet NEWSURF IRT M2P

Etude FUI NEPAL

• REACH Registration Evaluation Autorisation Chemicals Règlement européen pour sécuriser la fabrication et l’utilisation des substances chimiques dangereuses

Annexe XIV (14/08/2014) → Conversions / Anodisation: Trioxyde de chrome, bichromate

Possible interdiction d’utilisation à partir du 21/09/2017

→ Peintures : Chromate de strontium

Possible interdiction d’utilisation à partir du 22/01/2019

Autorisations temporaires probables !

GIT EST QUALIFIÉ PAR

SAFRAN ET LIEBHERR

OAC Oxydation Anodique Chromique sur aluminium

Non colmaté

Passivation bichromatée

des aciers inoxydables

Activités Etudes & Développement

SOLUTIONS de SUBSTITUTION PROPOSEES

6

Passivation nitrique

des aciers inoxydables austénitiques

OAS (> 10 µm) Oxydation Anodique Sulfurique sur aluminium

Colmatage au bichromate de potassium

OAS (> 10 µm) Oxydation Anodique Sulfurique sur aluminium

Colmatage Chrome III

TSA ou OAST (1 à 3 µm) Oxydation Anodique Sulfo-Tartrique sur aluminium

Non colmaté

INSTALLATION EN COURS QUALIFICATION AIRBUS : FIN 2016

OAC Oxydation Anodique Chromique sur aluminium

Colmatage au bichromate de potassium

OAS fine (5 µm) Oxydation Anodique Sulfurique sur aluminium

Colmatage Chrome III

TSA ou OAST cycle long Oxydation Anodique Sulfo-Tartrique sur aluminium

Colmatage Chrome III

EN COURS DE DÉVELOPPEMENT DÉLAI : 2017 ?

COVENTYA

Lanthane 613 + Hydrothermal

SOCOMORE

Socosurf TCS + Socosurf PACS

COVENTYA

Lanthane 613 + Hydrothermal

SOCOMORE

Socosurf TCS + Socosurf PACS

GIT/E&D/038/16

OMA CERATRONIC 10 à 40 µm

GIT EST QUALIFIÉ PAR

SAFRAN

Etude FUI NEPAL

Projet SURFINNOV /OMA IRT AESE

Nouvelle chaîne OAS / TSA REACH compatible

Nouvelles anodisations : OAS OAS Fine OAS NG Qualification SAFRAN mai 2016 TSA Qualification AIRBUS septembre 2016 TSA cycle long

Nouvelles solutions de conversion/colmatage SURTEC 650 SOCOMORE Socosurf TCS Socosurf PACS LIEBHERR AEROSPACE sur échangeurs d’air COVENTYA Lanthane 613 Post Dip D600

25 cuves

REACH compatible Sans produits CMR Certifiée NADCAP

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CUVES DESIGNATIONS VOLUMES CLASSE

I 10 DEGRAISSAGE ALCALIN : SOCOSURF A3432 1750 L I 20 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 30 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 40 DECAPAGE ALCALIN : Hydroxyde de sodium 1400 L I 50 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 60 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 70 DECAPAGE ACIDE : Bondérite C-IC SMUT GO NCB 1400 L I 80 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 90 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 100 RINCAGE COURANT (OAS NG°) : Eau déminéralisée 870 L

I 110 OAS NG – Acide sulfurique

4220 L TSA – Acide Tartrique/Sulfurique

I 120 RINCAGE MORT (TSA) : Eau déminéralisée 1110 L I 130 RINCAGE COURANT (TSA) : Eau déminéralisée 870 L I 140 POST TRAITEMENT 1 : CR III : Lanthane 613.3 870 L I 150 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 160 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 170 POST TRAITEMENT 2 : Post Dip D 600 870 L I 180 COLMATAGE HYDROTHERMAL : Eau déminéralisée 870 L I 190 CONVERSION CHIMIQUE : Surtec 650 870 L I 200 RINCAGE COURANT Eau déminéralisée 870 L I 210 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 220 POST TRAITEMENT 1 : CR III : Socosurf TCS 870 L I 230 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 240 POST TRAITEMENT 2 : Socosurf Pacs 870 L I 250 RINCAGE COURANT : Eau déminéralisée 870 L I 260 ETUVE 1 I 270 ETUVE 2

Procédé OMA CERATRONIC

2015 : Nouvel atelier de 300 m2 et mise en place de nouveaux générateurs :

3 Unités de traitement CERATRONIC :

Pour assurer la production

Pour traiter les pièces prototypes

Pour réaliser des traitements dans le cadre d’études

Un zone de stockage des outillages

Une zone de montage et démontage

Objectif : Coût de traitement

identique à celui de l’OAD

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Principe du procédé

Les pièces (2) sont plongées dans le bain électrolytique (4) à base aqueuse, légèrement alcalin, en vis à vis avec une électrode de forme (3). On applique à ce dipôle, à l'aide d'un générateur électronique spécifique, une énergie électrique composée de signaux à formes complexes. Le process informatisé est adaptable aux alliages, aux différentes configurations des pièces en fonction de leurs utilisations

finales.

L’énergie électrique appliquée est adaptée de telle sorte que la différence de potentiel mise en œuvre provoque des micro-arcs répartis sur toute la surface de la pièce à traiter, y compris dans les

moindres cavités ou alésages. Ces micro-arcs sont constamment initiés par les ruptures diélectriques successives de la couche formée. Visibles à travers le bain, ils donnent à la pièce un aspect

luminescent. On peut les assimiler à des micro-plasmas dans lesquels le métal subit sur toute sa surface une transformation électrochimique complexe qui engendre la formation d’une couche de céramique hybride composée, dans le cas de l'aluminium, d’alumine Al2O3 sous différentes formes

cristallines.

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Atelier OMA de GIT

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Structure de la couche sur aluminium

Aluminium

O Couche dense fonctionnelle

Couche superficielle

T

O : surface d'origine

de la pièce

T : épaisseur de la

couche

Couche

superficielle

Couche dense

Aluminium

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Composition cristalline sur aluminium

Structure cristalline liée à la nature de l’alliage traitée

Majoritairement composée d’alumine sous différentes phases cristallines

• Oxyde d’Aluminium Al2O3 (Cubique)

• Corindon Al2O3 (Rhombo)

• Oxyde d’Aluminium Magnésium MgAl26O40MgO13 Al2O3

• Oxyde d’Aluminium Al2O3 (Tétragonal)

AU5NKZr

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Réalisation de couche d’épaisseur variable

Épaisseur de 30 à 200 µm

Couche superficielle

60 µm

Couche fonctionnelle

100 µm

Substrat

CERAMIQUE

30 µm

sur 7175

CERAMIQUE

90 µm

sur 7175

CERAMIQUE

120 µm

sur 7175

CERAMIQUE

160 µm

sur AU5NKZr

CERAMIQUE

après polissage

CERAMIQUE

après rectification

Ra moy 2 à 2,5 4,5 à 5 5,5 à 6 5,5 à 6,5 1 à 2 0,15

Rugosité croit en fonction de l’épaisseur du revêtement

et de certains paramètres de traitement

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Adhérence du revêtement

Aucune décohésion ou fissuration

Choc thermique : 2h à 250°C puis immersion dans l’eau à 25°C

Procédé très tolérant :

état de surface initial

préparation de surface pas ou peu d’influence

Revêtement Céramique sur AU5NKZr

MEB par El retrodiffusés

G X 750

Couche de conversion bonne adhérence de la couche

Défauts de fonderie

(retassures) comblés

par le revêtement

CERATRONIC

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Dureté du revêtement

Dureté Vickers comprise entre 1300 et 1800 HV

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

10 0 0

12 0 0

14 0 0

16 0 0

18 0 0

HV

CERATRONIC

7175

CERATRONIC

2024

CERATRONIC

6081

CERATRONIC

AU5NKZr

Oxydation

Anodique Dure

Chrome Dur

Maximum

Minimum

2 fois plus dur que la chromage dur 4 fois plus dur que l’Anodisation Dure (OAD)

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Procédé non-polluant

• Utilisation d’un électrolyte aqueux recyclable

• pH légèrement basique

• Concentrations ioniques faibles

• Effluents métalliques insignifiants,

• Pas de préparation de surface (décapage …)

• Absence de chrome VI

• Simplification de la gestion des rejets (notamment acides et métalliques)

• Diminution de la consommation d’eau

Procédé non impacté par REACH

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Autre propriétés du revêtement CERATRONIC®

Résistance à la corrosion • Tenue au brouillard salin supérieure à 1000 heures

Résistance aux frottements et à l’usure • Pas d’usure lors des essais de tribologie

Comportement en fatigue • Abattements identiques entre CERATRONIC (80 µm) et OAC (3 µm) ou OAD (40 µm)

Comportement en température • Pas d’influence de la température (> 300°C) sur les propriétés du revêtement sur aluminium

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Pièces traitées CERATRONIC en production

18

Corps de vanne pour

l’aéronautique

en AU5NKZr

200 µm de céramique

avant rectification

110 µm

après rectification

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Corps de vanne en fonderie AS7G06 pour l’aéronautique

Pièces traitées CERATRONIC en production

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Corps de vanne

en fonderie AU5NKZr

pour l’aéronautique

Pièces traitées CERATRONIC en production

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Pièces traitées CERATRONIC en production

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Rails pour chariot

porte-hélicoptère

sur un navire

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Études sur le procédé OMA

Projet NOMAD 2014-2017 (RAPID DGA)

Conception de « générateur CERATRONIC nouvelle génération » et optimisation du procédé - FIGEAC AERO

- CITRA

Participation aux Instituts de Recherche Technologique (IRT)

IRT Saint Exupéry à Toulouse sur la Projet SURFINNOV LIEBHERR AEROSPACE CIRIMAT

IRT Saint Exupéry à Toulouse sur la Projet CANAL FIGEAC AERO

AIRBUS

IRT M2P à Metz sur la Projet MAO DCNS IJL Nancy

SAFRAN UTINAM Franche comté ENIM Metz

Acquisition en 2001 de la licence d’exploitation du Procédé Cératronic

Traitements OMA sur pièces prototypes et pièces en série

GIT participe à plusieurs études pour accroitre sa maitrise du procédé

Acquisition en 2013 du brevet Cératronic

Conception de nouveaux générateurs adaptés à la production

Vente de générateurs et de licences d’exploitation

Participation aux études sur l’ OMA

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Aluminium Titane

Magnésium

CERATRONIC® sur alliages de titane

• Traitement de feuilles (0,5 mm) en alliages T40 et TA6V dans l’étude avec ASTRIUM/CIRIMAT CERATRONIC® sur TITANE T40 CERATRONIC® sur TITANE TA6V

• Composition de la couche formée

• Phases cristallines riches en oxyde de titane TIO2 cristallisé (rutile, anatase, …) • Phases amorphes composées d’éléments provenant de l’électrolyte • Epaisseur de 15 à 40 µm

• Propriétés obtenues

• faible absorptivité solaire (α0,8) • Bonne adhérence de la couche

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CERATRONIC® sur alliages de titane

Autres propriétés recherchées :

• Dureté de la couche > 1000 HV

• Amélioration du coefficient de frottement

• Amélioration de la résistance électrique en surface

• Amélioration de la résistance thermique en surface

• Amélioration d’adhérence des peintures et des colles

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t = 0 t = 15 min t = 100 min

Merci pour votre attention

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