Apport des revêtements PVD nanostratifiés dans les opérations d’usinage sévère
La résistance à l’usure et à l’oxydation à haute température de revêtements PVD TiN/CrN nanostructurés, déposés sur acier, a été évaluée en laboratoire et comparée au comportement de revêtements TiN et CrN monocouches utilisés comme référence. Ces résultats sont expliqués sur la base d’un mécanisme de dégradation mettant en jeu la génération d’un champ alternatif de contraintes au sein du dépôt.
Figure 1 : Coupes métallographiques présentant la structure d’un dépôt monocouche TiN (a) et multicouche TiN/CrN (b, c) de période 40 nm.
Figure 2 : Energies spécifiques d’usure de chaque dépôt considéré (a) et faciès d’usure observés sur les billes TiN (b) et 2D-TiN/CrN (c) après les essais.
Figure 3 : Coupe transversale (MET) en champs clair d’un échantillon de TiN (a) et multicouche de période 40 nm (b) après un test d’usure de respect ivement 30 et 40 minutes à une vitesse de 13 cm/s et sous une charge normale de 17,5 N.
Figure 4 : Représentation schématique du micropercuteur (a) et coupe métallographique de l’empreinte laissée sur un échantillon de TiN déposé par évaporation à arc après 500 impacts (b).
Figure 5 : Nombre d’impacts nécessaires pour observer un écaillage des revêtements.
Figure 6 : Coupe métallographique de TiN après 10 impacts (a), CrN après 40 impacts (b) et d’un dépôt nano‑multicouche de période 40 nm après 500 impacts (c), tous trois déposés par évaporation à arc. Mise en évidence des mécanismes de fracture.
Figure 7 : Observation MEB en coupe (A) et surface (B) du revêtement de nitrure de titane après un maintien isotherme à 700 ° C pendant 24 heures.
Figure 8 : Cinétique d’oxydation des différentes pièces : thermogrammes (a), constantes de vitesse (b).
Tableau 1 : Valeurs des températures critiques d’oxydation mesurées par chauffage dynamique.
Tableau 2 : Valeurs de porosité débouchante mesurées par électrochimie dans NaCl 30g/L.
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