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Thèse soutenue

Analyse de la compatibilité des traitements de nitruration par voie ionique avec les dépôts par plaquage ionique : application à l'acier de construction 35NCD16 et à l'acier d'outillage pour travail à chaud Z38CDV5

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Auteur / Autrice : Norbert Dingremont
Direction : Henri Michel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science et génie des matériaux
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Jury : Président / Présidente : Michel Gantois
Rapporteurs / Rapporteuses : Erich Bergmann, L. Stals

Résumé

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Afin de déterminer dans quelle mesure les traitements de nitruration par voie ionique peuvent être compatibles aves les dépôts par plaquage ionique, nous avons analysé l'influence de la procédure de dépôt sur la stabilité des couches nitrurées. Ce travail a permis de montrer que le cycle thermique associé à la procédure de dépôt peut conduire à lui seul à la déstabilisation des couches de combinaison et seulement celles-ci. Dans ce cas, la stabilité thermique intrinsèque des couches de combinaison est mise en cause. Nous avons également mis en évidence la déstabilisation de ces mêmes couches lors de la réalisation de l'étape de décapage ionique effectuée sous plasma d'argon seul et ce, pour des températures de dépôt relativement basse (400°C). Ce phénomène conduit à la dénitruration des couches de combinaison et à la formation d'une interphase ferritique qui est à l'origine des problèmes d'adhérence observés lors de l'élaboration de revêtements durs. L’introduction d'une pression partielle d'azote contrôlée dans le plasma d'argon au début de l'étape de décapage permet de contourner ce problème, elle met également en évidence la présence d'espèces nitrurantes dans le plasma. Cette constatation nous a permis d'envisager l'étude de la faisabilité des traitements de nitruration dans les installations de dépôt BALZERS. Celle-ci a conduit à la réalisation des traitements plurifonctionnels de nitruration et de dépôt dans une même installation d'une part, en raison des gains cinétiques observés au niveau du traitement thermochimique et d'autre part, en raison d'une meilleure adhérence du dépôt sur les couches nitrurées. En effet, la transition entre les deux traitements ne nécessite pas une remise à l'air de l'installation ce qui réduit considérablement les risques de contamination interfaciale couche nitrurée - revêtement. En second lieu, l'élévation des vitesses de nitruration, provenant d'une plus grande réactivité des faisceaux de plasma à haute densité de courant, a permis d'industrialiser de façon rentable ce nouveau procède de traitement plurifonctionnel