Etude expérimentale et numérique de l'adhérence d'un dépôt diamant CVD sur un substrat carbure de tungstène : application à l'usinage
Auteur / Autrice : | David Moulin |
Direction : | Paul Lipinski |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique |
Date : | Soutenance le 13/12/2007 |
Etablissement(s) : | Metz |
Ecole(s) doctorale(s) : | EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LPMM - Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux - FRE 3236 |
Jury : | Président / Présidente : Mohamed Nouary |
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Cahuc, Pierre Chevrier, Tony Montesin, Joël Rech, Albert Tidu |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Les revêtements diamant CVD (Chemical Vapour Deposition), sont très prometteurs pour l’usinage des matériaux modernes dit difficile à usiner et quelques applications sont déjà opérationnelles, comme l'usinage du graphite. Les propriétés thermomécaniques du diamant l'imposent comme la solution pour l'usinage des matériaux non-ferreux. Toutefois, la maîtrise de la technologie des outils revêtus est difficile. En tant que système substrat-couche fine, l'outil devient un composite, apportant son lot de difficultés. Le chargement thermomécanique sur le revêtement est difficile à déterminer et les développements sur les revêtements nécessitent des données expérimentales qui sont longues et coûteuses à obtenir. En particulier, l'adhésion de la couche sur l'outil est un point crucial qu'il est difficile de quantifier aujourd'hui.Dans ce travail, nous montrons l'intérêt et le gain réalisé par l'emploi d'un tel revêtement en comparaison avec d'autres revêtements. Puis, l'état de contrainte du système carbure-diamant est étudié en détail au moyen de modélisations ainsi qu'à travers des mesures expérimentales. L'influence des différentes configurations de la géométrie et du procédé de dépôt de la couche sur les contraintes résiduelles thermiques est étudiée. Ces fortes contraintes résiduelles ont un impact direct sur l'adhésion, impact discuté et mesuré expérimentalement dans la seconde partie de notre travail. Afin d'étudier ces phénomènes, un montage a été conçu et réalisé. Les résultats obtenus sont détaillés et discutés. Le taux de restitution d'énergie critique de l'interface sera calculé et proposé en tant que critère d’adhésion dans la fin de ce travail