Nouveaux revêtements multicouches pour outils de coupe rapide
Les technologies de coupe rapide ont traditionnellement constitué le meilleur moyen pour augmenter à la fois l'efficacité et la précision des processus de coupe des métaux. Cependant, il existe désormais de nouveaux alliages qui sont particulièrement difficiles à usiner. De plus, des préoccupations environnementales et sanitaires importantes ont précipité la réduction de l'utilisation des fluides de coupe tels que les lubrifiants et les agents réfrigérants dans les processus de coupe. Les fluides de coupe sont une source importante de déchets dont le traitement coûte cher. Ils sont également responsables de maladies respiratoires et de cancers. Le projet HIPERCUT a développé une nouvelle génération d'outils destinés à l'usinage rapide. Le travail entrepris par Tekniker a porté sur les couches multiples à base de nitrure de chrome (CrN), en alternance avec du nitrure de titane aluminium (AlTiN) et des intercouches de nitrure de titane aluminium chrome (CrAlTiN) pour améliorer l'adhérence. Des tests de rayure ont permis de déterminer le niveau d'adhérence des revêtements, présentant une charge critique de 60N pour les échantillons TEK011 et d'environ 80N pour les échantillons TEK012. Dans aucun des cas n'ont été observés de délaminage ou d'écaillage du revêtement. Le revêtement a également montré une excellente résistance à l'oxydation pour des températures allant de 700°C à 900°C. La dureté plastique tournait autour de 50GPa pour la multicouche, en tenant compte de la déformation plastique. Le module de Young, qui est utilisé pour déterminer la rigidité, était de 450GPa avec un retour élastique de 66%. Les chercheurs ont sélectionné différents processus multicouche basés AlTiN et AlTiN/CrN pour étudier la fiabilité des procédures de revêtement concernant l'adhérence, la dureté et l'épaisseur. Le processus a ensuite été extrapolé pour une chambre de dépôt en phase vapeur (DPV) de taille industrielle. La chambre de DPV a déposé une couche mince par condensation d'une forme vaporisée du matériau sur une surface. Des scientifiques ont utilisé la chambre pour déterminer la variation de composition chimique, l'épaisseur de chaque couche unique, l'épaisseur totale et la dureté.
