Méthodologie d'étude pour optimiser la tenue en fatigue superficielle de dépôts minces

An analysis methodology to improve the surface fatigue behaviour of thin coatings

• Auteur / Autrice : Florent Ledrappier
• Direction : Cécile Langlade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Ingénierie et fonctionnalisation des surfaces (Ecully, Rhône....-2003)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Surfaces (technologie) -- Analyse

Matériaux -- Fatigue

Tribologie (technologie)

Mots clés libres

Impacts

Pvd

Contact

Dépôts

Résumé

La plupart des pièces revêtues utilisées dans le domaine de la transmission de puissance sont soumises à des sollicitations de chocs répétés. Lorsque ces pièces sont correctement dimensionnées, leur endommagement va être lié à des mécanismes de fatigue superificielle. Afin d'améliorer la durabilité de ces pièces, les dépôts de type PVD et PACVD semblent particulièrement adaptés. Malheureusement, ces dépôts ne peuvent actuellement pas être utilisés sur des composants dont le remplacement est plus délicat que les outils. Une compréhension des mécanismes d'endommagement rendra possible l'optimisation de la tenue en fatigue des revêtements. Dans le but de caractériser la tenue à la fatigue superficielle des couches minces et dures de type PVD, un banc d'essai d'impacts répétés a été mis au point. La possibilité de caractériser ces revêtements sous une sollicitation de chocs répétés est alors illustrée à travers une classification et des cartes de fatigue de dépôts de TiBN, de CrN etde DLC.

The most of mechanical components used for transmission of movement are subjected to repeated impacts or cyclic loading. If these elements are well designed and materials well chosen, their endurance is linked to surface fatigue mechanisms. In order to improve the fatigue behaviour of these pieces, hard coatings, like PVD or PACVD coatings, seems to be appropriate. Unfortunately, nowadays, such hard coatings could not be used for elements whose replacement is more difficult than cutting tools. The comprehension of the failure mechanisms will make possible the optimisation of the fatigue behaviour of hard coatings. In order to study the surface fatigue behaviour of thin hard PVD coatings, a specific apparatus was developed to carry out repeated impacts with a broad range of energy. The possibility to chart the fatigue behaviour of different coatings is illustrated throw the example of TiBN, CrN, CrxNy and DLC coatings.