Résumé

Les dépôts Ti1-xAlxN comptent parmi les revêtements les plus utilisés industriellement pour la protection des outils de coupe. Ces revêtements permettent, grâce à leur grande dureté et leur bonne résistance à l’oxydation, d’augmenter considérablement la résistance à l’usure de ces outils. Le développement des techniques LPCVD a permis l’obtention de nouvelles microstructures, et permet d’atteindre des propriétés dépassant celles des dépôts obtenus par PVD.

Des dépôts TiN et Ti1-xAlxN à taux d’Aluminium variable ont donc été déposés dans un réacteur LPCVD à l’échelle industrielle. L’influence de certains paramètres (température, pression totale, pressions partielles) sur les vitesses de croissance, morphologies et structures des dépôts TiN a tout d’abord été évaluée.

Des calculs thermodynamiques ont été effectués afin d’orienter l’étude expérimentale sur les dépôts Ti1-xAlxN à taux d’Aluminium contrôlé. L’évolution des taux d’Aluminium relevés expérimentalement est cohérente avec les résultats des calculs. Les revêtements ainsi déposés ont été caractérisés en termes de morphologie et de structure. La formation « spontanée » de domaines montrant une modulation des quantités de Titane et d’Aluminium a pu être relevée dans tous les dépôts. Les duretés et résistance à l‘oxydation ont été étudiés et semblent inférieures à celles obtenus dans un dépôt de qualité industrielle. Ces différences s’expliquent par les conditions d’élaboration de nos dépôts, plus proches de l’équilibre thermodynamique.

Abstract

Ti1-xAlxN coatings are among the most commonly used coatings for protecting cutting tools. These coatings achieve high hardness and high oxidation resistance, allowing a strong increase of wear resistance and lifetime of cutting tools. The development of LPCVD processes allowed the deposition of coatings with new microstructures and having properties that can compete with or even exceed those obtained by PVD.

TiN and Ti1-xAlxN with various Al-content were thus deposited in an industrial reactor. The influence of some parameters (temperature, total pressure, partial pressures of reactants) on the growth rate, morphology and structure of TiN coating was evaluated.

The control of the Al-content in Ti1-xAlxN was guided using thermodynamical calculations. Ina general way, both experimental and calculated Al-content were found to have the same evolution, although the experimental values are higher than the calculated ones. Coatings were characterized in terms of morphology and structure. The spontaneous formation of domains showing a modulation of Al- and Ti-content was reported in all coatings. The hardness and oxidation resistance of these coatings were found slightly lower than those obtained for an “industrial quality” coating. These differences in properties can be explained by the elaboration conditions of our coatings, closer to the equilibrium conditions.

Mohamed Fares Slim a soutenu sa thèse le jeudi 29 novembre 2018, puis, Alexis De Monteynard le mardi 18 décembre 2018, et enfin, Florent Uny le jeudi 20 décembre 2018. Ils ont présenté leurs 3 années de travaux de recherche devant des jurys venus de toute la France.

La Voix de la Haute-Marne @Voix_H_Marne 8 juil. L’UTT de Nogent à la pointe ! La recherche au service de l’entreprise le 24 juin 2019.

PoleTechnologique 52 @poleTechno52· 24 juin 2019
#AfterWork n°5 : « Traitements de surface pour outillages et composants » le Lundi 24 juin 2019, de 17h à 19h à Nogent. Venez découvrir la recherche et le laboratoire de l’@AnteUTTNogent52.
https://poletechno52.fr/AfterWork-no5-Traitements-de-surface-pour-outillages-et.html

Pour en savoir plus :

– Enjeux, avenues de progrès et priorités du programme transversal sur les matériaux avancés au CEA le 26 juillet 2010
– La recherche à Nogent : Nicci (Nogent international center for CVD innovation).
– Chloé Lerin, étudiante de l’UTT Nogent nominée au prix académique le 21 novembre 2015
– Célébration de la fin des études Vendredi 20 octobre 2017 à Nogent
– Le Pôle techno grandit bien
– Caroline Husson a fait le choix de rester en Haute-Marne pour la densité de son écosystème industriel et son cadre de vie.
– Célébration de la fin des études Vendredi 20 octobre 2017 à Nogent
– Lucille Duport est lauréate du Prix Bernard Bolle de la SF2M
– Imane BOUABIBSA, un Doctorat pour une étudiante de Nogent le 22 juin 2018
– Cérémonie de fin d’études du 19 octobre 2018 à l’antenne UTT de Nogent
– « Compétents et opérationnels, soyez innovants et acteurs du changement » le 19 octobre 2018
– 744 diplômes de l’Université de technologie de Troyes ont été remis le samedi 17 novembre 2018
– Certains partent…D’autres arrivent…en novembre et décembre 2018.
– Inauguration de la vitrine des Savoir-Faire le 13 décembre 2018 à Nogent
– Florent UNY, nouveau docteur de l’UTT le 20 décembre 2018 à Nogent.
– AfterWork n°5 : « Traitements de surface pour outillages et composants » le Lundi 24 juin 2019, de 17h à 19h à Nogent.
– Trois docteurs à l’UTT de Nogent fin 2018