Centre de métallurgie du Québec 2015-2016 - Alliance Métal Québec

Centre de métallurgie du Québec

                                  2015-2016

►ISO 9001:2008 / ISO 17025:2005

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.

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Présentation du CMQ

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

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Présentation du CMQ

 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

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Capacités d’innovation du CMQ

        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

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Les alliages avancés

    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 Inoxydables
      o Aciers alliés (aciers au manganèse, aciers outils)
      o Aluminures de titane (Al3Ti, AlTi, AlTi3)
      o Aluminures de nickel (Al3Ni, AlNi3)
      o Aluminium 535 et 355
      o Fontes ADI

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Les alliages avancés

    Alliages Titane, Zirconium
      o Alliages très réactifs
        • Solubilité oxygène (Zr – 8,6% ; Ti – 13,5%)
        • Couche alpha:
           Durcissement structural par solution
           solide interstitiel (C et O)

      o Usinage mécanique ou chimique
        • 15 - 30% Acide Nitrique (HNO3)
        • 3 - 5% Acide Fluorhydrique (HF)

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Les alliages avancés

        Four CONSARC

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

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Les alliages avancés

    Types de moules:
      o Cire perdue
        • Couches primaire et secondaire:
           Zircone (ZrO2) stabilisé au CaO, Alumine (Al2O3) et d’un liant
           Zirconium ammonium carbonate.
        • Couche ternaire:
           Silice colloïdale avec Alumino-Silicate.

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Les alliages avancés

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Les alliages avancés

    Exemple de projet au sujet du titane
      • Influence des revêtements appliqués sur la qualité métallurgique :
        couche contaminée en oxygène

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Les alliages avancés

  Exemples

       Développement d’un nouveau matériau
        superélastique pour les implants osseux à
        biocompatibilité accrue.
          • Ce projet est réalisé en collaboration
            avec des chercheurs de provenant de
            l’École de technologie supérieure de
            Montréal (ETS) et de l’Institut des
            matériaux industriels (IMI-CNRC).

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

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Les alliages avancés

 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)

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Les alliages avancés

 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

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Les alliages avancés

 Les alliages coulés avec succès au CMQ
  Alliage de nickel
      •   Monel M35
      •   CZ100
      •   CW6M
      •   CW6MC
      •   CW12MW
      •   N7M
  Aciers inoxydables
      •   CF3
      •   CF8
      •   CD4Mcu

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Les alliages avancés

 Fusion de fusion au plasma
     o 450 kW
     o Jusqu’à 3000°C
     o 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

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Fabrication additive

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.

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Fabrication additive

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

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Fabrication additive

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

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Projection thermique

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

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Compactage isostatique à chaud

  Panier de molybdène
    • 1400°C
    • 30 000 psi
  Panier de graphite
    • 2100°C
    • 30 000 psi

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Soudage

Procédures de réparation pour :

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

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Fonderie

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

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Fonderie

 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

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Fonderie

 Moulage au sable chimique
       Développement d’alliages, procédés et de
        traitements thermiques
       Production de courtes séries

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Mise en forme

    Forgeage et laminage
      o Presse de 150 tonnes
      o Laminoir à froid STANAT 15 HP avec
        rouleaux de 8’’ de largeur et 6’’ de
        diamètre, avant/arrière.

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Traitement thermique

    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

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Modélisation de solidification et de remplissage

  SolidCast, FlowCast et ProCast

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Caractérisation des matériaux

     Équipements pour caractérisation chimique et microstructurale
       o Spectrométrie
       o Fluorescence X
       o Diffraction des rayons X
       o LECO C,S, Bruker ONH
       o Microscopie optique Clemex et Buehler
       o Microscopie électronique à balayage
     Essais mécaniques

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Contrôle non destructif

   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

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                  3095, rue Westinghouse
                  Parc industriel des Hautes-Forges
                  Trois-Rivières (Québec) G9A 5E1
                  www.cmqtr.qc.ca | 819 376-8707