Des nanocomposites pour un nouveau type de revêtements

L'un des défis majeurs du secteur automobile consiste à fabriquer des pièces de formes complexes, sans les défauts qui en augmenteraient le risque de rupture, tout en étant d'une grande fiabilité et le tout pour un coût moindre. Dans le cadre du projet européen PM-MACH, la métallurgie des poudres a été étudiée comme l'une des options possibles de procédés permettant de réduire les coûts de fabrication. En vue d'optimiser la fabrication de pièces produites au plus près des cotes finales, ces dernières ont été fabriquées à partir d'un mélange de poudres métalliques. La réduction du temps de fabrication a également été considéré comme l'un des facteurs essentiels de compétitivité.

En métallurgie des poudres, un mélange de poudres métalliques associé aux lubrifiants organiques appropriés est d'abord compacté par une mise sous pression au sein d'une matrice définissant la forme souhaitée. La poudre ainsi compressée est ensuite chauffée sous une atmosphère protégée à une température en dessous du point de fusion permettant ainsi aux particules de poudre de fusionner. Le frittage assure la résistance nécessaire des pièces pour leur utilisation finale, mais il exige un usinage minutieux et coûteux. Platit AG (Suisse), l'un des partenaires du projet, s'est concentré sur le développement de revêtements nanocomposites conférant une résistance à la chaleur et à l'abrasion pendant l'usinage à vert des pièces de moteur.

Afin d'adapter les propriétés de ces revêtements à leurs fonctions, les chercheurs de Platit AG ont perfectionné la technologie standard du dépôt physique en phase vapeur (PVD). En déposant des matériaux de types très différents, les éléments comme le chrome (Cr), l'aluminium (Al) et le silicium (Si) ne se mélangent pas totalement. Les grains de nitrure d'aluminium chrome (CrAlN) sont donc intégrés dans une matrice amorphe de nitrure de silicium (SiNx). Grâce à une plus grande dureté ainsi qu'une bonne résistance à la friction, la structure de ces revêtements nanocomposites s'est révélée capable de maintenir son agencement dans un environnement tel que celui de la déposition chimique en phase vapeur.

Ces revêtements sont maintenant disponibles pour un usage industriel sous la marque déposée nACVIc®.