Amélioration du fini de surface par électropolissage des composants en alliage de titane (TI64) et nickel (IN625) fabriqués par FSL

Résumé

Ce travail porte sur la finition de surface par électropolissage des composants fabriqués à base des poudres d’alliages de titane (Ti-6Al-4V) et de nickel (Inconel 625) par fusion sélective au laser. Le fini de surface est affecté par quatre phénomènes principaux : l’effet d’escalier, d’ondulation, d’agglomération et l’accumulation des particules partiellement frittées en périphérie. L’influence de ces phénomènes peut être minimisée en optimisant les paramètres de fabrication, mais jusqu’à une certaine limite, d’où la nécessité d’effectuer un traitement de finition de surface post-fabrication. Les techniques mécaniques de finition se trouvent limitées quant à l’accès à l’intérieur des pièces complexes et le seul processus de finition par attaque chimique n’arrive pas à complètement nettoyer les surfaces. Le processus d’électropolissage, échappant à ces limites, a été choisi comme technique d’amélioration du fini de surface dans le cadre de ce projet. Dans un premier temps, les courbes potentiel-densité de courant ont été tracées pour les deux alliages dans leurs électrolytes respectifs. Il a été vu que le Ti-6Al-4V ne présente pas de plateau stable de la densité de courant, contrairement à l’IN625. Par la suite, l’optimisation des conditions de polissage a démontré que la densité optimale de courant pour le polissage du Ti-6Al-4V était de 240 mA cm-2 et que l’IN625 se polissait mieux avec un potentiel stable de 9 V appliqué instantanément, aboutissant à une densité de courant comprise entre 26 et 31 mA cm-2. Les conditions optimales de polissage ont été utilisées pour simuler le polissage d’un tube (barillet), composé de 7 échantillons (douelles), chacun fabriqué à un angle de fabrication différent : 0, 22.5, 45, 67.5, 90, 112.5 et 135 °. Il a été montré que, malgré une grande dispersion du fini des surfaces ainsi construites, allant de Ra = 4 μm (0°) à Ra = 23 μm (135 °) pour le Ti-6Al-4V et de Ra = 1.8 μm (0°) à Ra = 18.6 μm (135°) pour l’IN625, toutes les surfaces ont été polies jusqu’à une rugosité uniforme de Ra = 1-3 μm pour le titane et Ra = 1.5-3.5 μm pour l’inconel. Finalement, en surveillant l’épaisseur des douelles, il a été possible d’établir les tolérances d’électropolissage spécifiques à chaque orientation de fabrication, autant pour le Ti-6Al-4V que pour l’IN625.

Date	3 févr. 2017
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vladimir Brailovski (Directeur(-trice))