Celles-ci se déroulent dans un environnement assurant les clients que nos méthodes de recherche et de développement fournissent des résultats de confiance en tout temps en vue de l’identification de solutions leur procurant un avantage concurrentiel. Le CMQ est certifié ISO 9001:2015 et accrédité ISO 17025:2017.
La fonderie est particulièrement adaptée pour la fabrication de pièces industrielles complexes. Cette famille de procédé est adaptée à tous types de production, de la courte série à la production de masse. Nos experts accompagnent autant les fonderies que les utilisateurs de pièces moulées dans les étapes de conception, d’analyse des défauts de fonderie, de l’élaboration d’alliages ou par des simulations de remplissage et de solidification afin d’optimiser le rendement du procédé. Le CMQ dispose d’installations de fusion par résistance, induction et plasma ainsi que des installations de coulée basse pression, sous pression, de moulage semi-solide, de moulage au sable, à la cire perdue et de coulée gravité en moule permanent.
Nous sommes ainsi en mesure de tester en environnement contrôlé de nouvelles technologies autant dans le domaine des moules (matériaux, conception, fabrication additive, etc.) que des alliages (modification d’alliage, traitements thermiques, nouveaux alliages).
La fabrication additive (FA) brise les paradigmes de la production manufacturière et apporte un degré de liberté jamais vu pour les concepteurs, ce qui permet de fournir des produits personnalisés, d’apporter de nouvelles fonctionnalités non disponibles auparavant et de diminuer l’impact environnemental grâce à un allègement des structures et à des réparations requérant moins de matière qu’une production neuve.
Les procédés de la fabrication additive et de la métallurgie des poudres sont contraints par le nombre d’alliages limité pour le procédé qui, dans bien des cas, ne sont pas optimisés à leurs technologies respectives.
Le développement d’alliages en poudres par atomisation disponible au CMQ permet de briser ces contraintes et d’offrir de nouveaux alliages avec des caractéristiques réfléchies pour les procédés respectifs. Ces alliages sous forme de poudres permettront une nouvelle ère pour l’industrie de la métallurgie.
L’ingénierie des surfaces est l’avenue permettant de comprendre la formation de défauts et la détérioration des matériaux en surface ainsi que de modifier ou d’améliorer les propriétés en surface des métaux et des matériaux.
Pour analyser et comprendre les mécanismes de détérioration des métaux et des matériaux, l’analyse des mécanismes de corrosion est utilisée. Cette avenue permet d’analyser l’évolution de la chimie en surface des matériaux pour comprendre les phénomènes ayant entrainé les défauts. Cette analyse permet de répliquer et de réduire l’apparition des défauts.
La modification ou l’amélioration de la surface des matériaux, ou des métaux peut être réalisée par l’application de peintures, de revêtement par projection thermique ou encore par modification de la chimie de surface. Par exemple, la projection thermique permet d’appliquer des revêtements métalliques ou céramiques jusqu’à l’obtention de propriétés surfaciques exceptionnelles pour les matériaux traités. Ces applications permettent d’augmenter leur durée de vie et, par conséquent, de réduire la période et les occurrences de maintenance pour les entreprises.
La mise en forme des métaux consiste à déformer mécaniquement des plaques, blocs, tôles ou tubes pour fabriquer des pièces. L’évolution des techniques et l’optimisation des paramètres de fabrication permet d’alléger les véhicules, de réduire les coûts de production et d’améliorer les propriétés mécaniques de composantes pour différents secteurs, tels que l’industrie des transports et de l’emballage.
Il existe de nombreuses techniques d’assemblage telles que le soudage, le collage, le clinchage et l’assemblage mécanique par rivets ou boulons. Le choix d’une technique d’assemblage se fait en analysant la résistance mécanique requise, les conditions en service, le coût, la géométrie des pièces, etc. De plus, la robotisation du soudage à l’arc est l’une technologie incluse dans cet axe. Les bénéfices que retire l’entreprise permettent de réduire les coûts, d’assurer la qualité des assemblages et d’augmenter la productivité.
La Transition énergétique et décarbonisation devient un 5e axe de recherche. Notre objectif est de mettre en valeur les compétences de l’équipe du CMQ au niveau de la métallurgie et de la transformation métallique, deux industries très sollicitées pour des solutions en support au développement durable. L’intérêt de nos recherches se concentre dans le développement d’alliages pour le stockage ou la production de l’hydrogène, l’étude de la fragilité à l’hydrogène des infrastructures, le développement de matériaux destinés à la fabrication de batteries de nouvelle génération.
Une perspective de développement intéressante est la réduction des GES dans la production d’acier et autres produits métalliques. Une collaboration étroite avec l’Institut de recherche sur l’hydrogène de l’UQTR a permis de se positionner stratégiquement dans la Vallée de la transition énergétique. De nouvelles collaborations avec l’INRS et l’Université Laval ainsi qu’avec des partenaires internationaux permettent des avancées sur de nouveaux sujets innovants.
Intégrité des métaux
Les essais non destructifs nous permettent par différentes méthodes d’évaluer l’intégrité des matériaux, de prévenir la défaillance en service et d’assurer un environnement fiable et sécuritaire dans les secteurs industriel et aéronautique tout en appuyant la recherche et le développement pour s’adapter à l’évolution constante des techniques et aux objectifs de réduction de coûts.
Des formations d’initiation en END ainsi que celles reconnues par RNCan sont dispensées par notre Centre en contrôle non destructif, le seul centre bilingue en essais non destructifs au Canada. EN SAVOIR PLUS.
Contribution à la résolution de problèmes | Caractérisation et sélection de matériaux | Pistes de solution client/fournisseur
Plus précisément, la métallurgie appliquée consiste en une étude détaillée d’une pièce d’équipement et de son environnement immédiat afin de bien comprendre les forces mécaniques agissantes et les produits chimiques impliqués dans la défaillance ou la détérioration d’un alliage. Une telle démarche permet à nos clients non seulement de résoudre leur problématique, mais aussi d’éliminer tout risque de récidive. La métallurgie appliquée vise aussi à assister nos clients dans le choix du meilleur alliage pour leur application destinée. EN SAVOIR PLUS.
Caractérisation des matériaux
En support aux projets de recherche appliquée, le laboratoire offre une vaste gamme d’essais métallurgiques pour la caractérisation des matériaux. Nous sommes en mesure de vous aider à sélectionner la méthode appropriée pour votre application et vos objectifs finaux dans le cadre d’un projet de recherche.
L’équipe d’experts du CMQ a permis, au fil du temps, de consolider nos connaissances et d’en acquérir de nouvelles dans plusieurs domaines.
Que ce soit en corrosion et traitement de surface, en métallurgie de l’aluminium, en introduction au soudage robotisé, et bien d’autres sujets, le CMQ offre une panoplie de formations.
Découvrez le contenu des formations dans notre catalogue, des fiches détaillées sont disponibles. Vous pouvez faire connaître intérêt, une personne de l’équipe vous contactera. EN SAVOIR PLUS.
Participation, en tout ou en partie, à un projet d’implantation d’une nouvelle technologie tel que le choix de la technologie, le démarrage et la formation du personnel. Exemple: Recherche d’un produit brasant optimisé pour la fabrication de plaquettes de frein d’urgence pour éolienne.
Identification de l’information pertinente pour améliorer le savoir-faire d’une entreprise ou de la solution à des problèmes de production. Exemple: Étude technico-économiques pour l’implantation d’une usine de galvanisation à chaud.
Prise en charge d’un projet de développement d’un nouveau procédé, incluant les essais de faisabilité technique et les analyses technico-économiques. Exemples:
Expertise dans le choix et de la mise en forme des matériaux métalliques en vue d’une utilisation concrète d’un produit. Les procédés de moulage au sable, à la cire perdue, le moulage basse pression sont régulièrement utilisés. Exemples:
Des activités telles que la modélisation de la solidification de pièces moulées, le diagnostic de défauts de fonderie, le développement de la méthode et des paramètres de moulage. Exemples:
La dégradation des métaux par des phénomènes de corrosion, de fissuration (SCC et fatigue) ou de fragilisation par l’hydrogène peut entraîner des problématiques de santé et sécurité, environnementales et économiques. À ce titre, la performance environnementale des métaux (protection) et l’atténuation des impacts environnementaux par l’utilisation des métaux contribuent à leur durabilité.
Mise en forme à partir de l’état liquide (fonderie) : Optimisation d’alimentation et de masselottage ainsi que prédiction de propriétés mécaniques pour les procédés de moulage au sable, à la cire perdue, sous pression, sous pression, etc.
Mise en forme à l’état solide: Modélisation par éléments finis (Abaqus, LS-Dyna) des procédés de forgeage, hydroformage, pliage, extrusion, laminage, emboutissage, etc; modélisation par plasticité polycristalline : prédiction de l’anisotropie et des courbes limites de formage (FLD).
Les procédés de soudage peuvent être optimisés afin de procurer certains avantages stratégiques. Grâce aux dernières avancées technologiques, la robotique et l’automatisation des opérations de soudage permettent de réduire les coûts de production tout en assurant une répétabilité de la qualité des soudures. La robotique apporte plusieurs avantages, mais aussi certains défis.
Les procédés de projection thermique utilisent un jet de poudre fondu pour former un dépôt métallique, céramique ou composite afin de modifier la surface d’une pièce. Chaque procédé se distingue par sa source de chaleur permettant de fondre les matériaux à projeter ainsi que par la qualité du revêtement produit et sa productivité. Typiquement les revêtements de projection thermique sont utilisés sur des grandes pièces qu’il serait difficile de traiter autrement ou pour déposer des matériaux qui ne sont pas métallurgiquement compatibles (céramiques sur métaux). Ces revêtements sont utilisés pour leur résistance à l’usure ou comme barrière environnementale (protection thermique, protection contre la corrosion). Il est aussi possible de rebâtir une pièce usée avec un apport de chaleur minimal ce qui peut être avantageux par rapport aux réparations par soudage.
Le contrôle et la validation des aspects fonctionnels et des niveaux de rendu d’une pièce, d’un alliage ou d’un produit sur un premier prototype conçu et réalisé pour le client, dans le cadre d’un projet de recherche appliquée.
L’application de revêtements sur les métaux consiste à ajouter une couche de matière à la surface du métal, sans qu’il n’y ait de modification de cette surface. Les techniques de revêtement sont telles que la peinture; la projection thermique, lors de laquelle une couche de métal ou de céramique semi-fondus est appliquée à la surface du substrat; le placage électrolytique, au cours duquel le métal d’apport est mis en solution ionique avant d’être déposé sous forme métallique à la surface du substrat; la déposition en phase vapeur lors de laquelle la matière à déposer est vaporisée dans une chambre sous vide : soit le dépôt d’un métal ou d’un alliage prédéfini (ou PVD : Physical Vapor Deposition); soit un mélange de plusieurs métaux déposés in situ (ou CVD : Chemical Vapor Deposition). Ces principaux revêtements permettent d’améliorer et de protéger la surface du métal de base sur lesquels ils sont appliqués.
Le traitement thermique des métaux regroupe des procédés industriels utilisés pour modifier les propriétés physiques, mécaniques et parfois chimiques de ces derniers. Ce type de traitement implique l’utilisation du chauffage et/ou du refroidissement, normalement à des températures élevées, pour obtenir le résultat souhaité. Le CMQ possède des équipements de traitement thermique destinés aux aciers, à l’aluminium et aux alliages avancés.
L’aluminium contribue à répondre aux grands enjeux de notre époque: le développement durable, la lutte aux changements climatiques et les technologies vertes. L’expertise du CMQ est reconnue depuis 1985 par ses partenaires industriels et ses collaborateurs du secteur.
Les projets ayant fait l’objet d’une acceptation avant cette date poursuivent leur réalisation, en fonction des budgets déjà autorisés. Ils ont permis d’influencer et porter plus loin l’orientation de certains axes de recherche appliquée
Transformation de l’aluminium (2012 – 2023)Cette Chaire de recherche a contribué à l’avancement de connaissances et de solutions concrètes : Le développement et optimisation d’alliages d’aluminium et de procédés de transformation dont la fonderie, le formage, le soudage, la fabrication additive et les traitements de surface.
En 35 ans d’activités, le Centre de métallurgie du Québec est devenu le chef de file canadien dans le moulage de l’aluminium, il maintient cette reconnaissance des gens du secteur. Le Centre de métallurgie du Québec dispose des équipements et installations les plus complètes au Canada dans le moulage de l’aluminium : équipements de laboratoire, de traitements thermiques, de mise en forme (fonderie), de soudage, de projection thermique, de fabrication additive et d’étude de la corrosion. Permettant la mise à l’échelle au niveau industriel, la réalisation de projets de transfert technologique dans des conditions réelles est offerte. En parallèle de ces installations, nous disposons de logiciels de simulation thermodynamique de fonderie, SolidCast, FlowCast et ProCast, pour la modélisation du remplissage et de la solidification tout en permettant de prédire les propriétés métallurgiques locales, comme la microporosité ou la finesse dendritique ainsi que les propriétés mécaniques. Pour plus d’information, David Levasseur, responsable des projets de la Chaire.
Développement de poudres métalliques (2019-2023 – Intégration dans l’axe de Fabrication additive et poudres métalliquesLe développement de poudres métalliques pour les applications et les procédé de fabrication avancée est un axe de recherche fort prometteur et stimulant pour le centre, qui s’est joint en 2023 à l’axe de Fabrication additive. En 2019, lors de l’obtention de la Chaire de recherche, M. Gheorghe Marin, le directeur général du Centre, mentionnait «C’est un grand projet intégrateur dans lequel nous sommes impliqués avec des universités, Investissement-Québec – CRIQ ainsi que Rio Tinto et Tekna. L’objectif, c’est de développer des morphologies nouvelles pour les poudres métalliques, de leur trouver de nouvelles applications et de développer de nouveaux alliages qui permettront de créer des pièces à des fins industrielles.» Pour plus d’information, contacter Alexandre Bois-Brochu, responsable des projets y étant relié.
Le CMQ est membre de Tech-Accès Canada qui regroupe les Centres d’accès à la technologie répondant aux besoins en recherche et innovation pour les entreprises canadiennes. Ce statut facilite l’accès à une visite interactive du CNRC permettant de guider le client vers une résolution de problème ou d’initier une première collaboration de recherche liée à la production au sein de l’industrie de la métallurgie et de la transformation métallique.
Pour plus d’information, contactez Nicolas Giguère, directeur de la recherche.
