Apport des multicouches a bases de crn aux performances des moules en fonderie d'aluminium

Abstract

Les coûts d’outillage entrent pour une part importante dans le prix de revient des pièces moulées en moule métallique. Les phénomènes de collage et de brasage sont à l'origine de la diminution de la qualité de production et de la durée de vie des moules, Broches et noyaux avec une augmentation conséquente du coût du procédé. Des revêtements multicouches à base de nitrures de métaux de transition, déposés par dépôt physique en phase vapeur (PVD) ont montré un grand avantage en tant que revêtements protecteurs. Dans cette étude, des revêtements multicouches Cr/CrN/CrAlN ont été élaborés, caractérisés puis testés en fonderie par gravité. Le choix du nitrure de chrome comme base de ces revêtements a été motivé par nombreuses études qui présentent d’intéressantes propriétés mécaniques et tribologique de ces nitrures. L’ajout de l’aluminium est considéré par certaines études comme améliorant ses propriétés. L’objectif premier est de comprendre les mécanismes de dégradation de ces revêtements PVD de type multicouche, tant d’un point de vue physico-chimique que tribologique, afin de définir les règles d’élaboration optimisées, nécessaire à leur industrialisation ultérieure. Les résultats apportent une contribution à la compréhension des mécanismes complexes d’endommagement des revêtements PVD multicouches destinés à la fonderie d’aluminium. L’évaluation, à l’échelle du laboratoire, de leur aptitude à résister aux dégradations physiques ou chimiques auxquelles ils sont soumis en service (usure, corrosion, oxydation), a fait appel à une approche pluridisciplinaire en science des matériaux (microscopie, tribologie, résistance au collage, etc.)