Brevet FR2130445A1 — publié le 19721103

i 2130445 La présente invention concerne un procédé de fabrication de revêtements adhérents et résistant à l'usure en nitrure ou en carbonitrure métallique sur des pièces en métal dur telles que, par exemple, des plaquettes d'outil. 5 II est connu, pour augmenter ±a résistance à l'usure et, en particulier, la résistance à l'usure par érosion ou par piqûres, d'appliquer sur des plaquettes d'outil en métal dur des revêtements en carbure, en nitrure ou en carbonitrure métallique. Ces matériaux durs sont, généralement, déposés sur les pièces en métal 10 dur par l'intermédiaire de la phase gazeuse. Pour l'application de revêtements carburés, on utilise un mélange gazeux formé d'hydrogène et de méthane ainsi que d'un halogénure métallique tandis que pour l'application de revêtements nitrurés, on utilise un mélange d'azote, d'hydrogène et d'un halogénure métallique et 1? tandis que, pour les revêtements en carbonitrure métallique, on utilise un mélange gazeux d'azote, d'hydrogène, de méthan® et d'un halogénure métallique. Lors du dépôt de revêtements à partir d'une atmosphère d'ha-logénure métallique, et par exemple d'un revêtement de carbure de 20 titane sur un métal dur, on se heurte à cette difficulté que le métal déposé à partir de la phase gazeuse arrache du carbone à la surface du métal dur. Il en résulte un appauvrissement en carbone de la surface du métal dur et il apparaît, entre la couche de revêtement et le matériau de base, une phase intermédiaire de 25 métal dur sous-carbonée (phase I*. ) • D'après les spécialistes, comme il ressort par exemple de la demande de brevet 2.007.427 actuellement à l'inspection publique, les phases exerceraient, en raison de leur coefficient de dilatation thermique Intermédiaire entre celui du métal dur normal et celui de la couche de revête-30 ment, et grâce à leur dureté plus élevée et à leur résistance à l'usure plus grande que celles du métal dur normal, une influence favorable sur les propriétés d'enlèvement des copeaux de pièces en métal dur ainsi revêtues. Or, fait surprenant, il s'est au contraire avéré que, si l'on 35 évite l'apparition de phases intermédiaires sous-carbonées, des couches de revêtement de nitrure ou de carbonitrure métallique déposées sur des plaquettes en métal dur assurent un rendement de coupe plusieurs fois multiple dans des conditions d'utilisation plus difficiles (grande vitesse de coupe, forte avance, coupe 40 ininterrompue). 72 09597 2 2130445 Suivant l'invention, dans les conditions mentionnées ci-dessus, on peut déposer des couches de revêtement particulièrement tenaces de nitrure ou de carbonitrure de titane, de vanadium, de chrome, de zirconium, de niobium, de molybdène, d'hafnium, de 5 tantale ou de tungstène sur des pièces en métal dur ou en alliages de matériaux durs, sans formation de phases intermédiaires sous-carbonées (phases 1.) par l'intermédiaire de la phase gazeuse à partir d'un mélange gazeux contenant l1halogénure du métal choisi, de l'hydrogène ainsi que de l'azote et/ou du méthane en uti-10 lisant, dans le cas du dépôt d'un nitrure métallique, un rapport azoterhydrogène d'au moins 3:1, et dans le cas du dépôt d'un carbonitrure métallique, des rapports azote :hydrogène :méthane d'au moins 3:0,8 à 1:0,2 à 0,01. Suivant une forme d'exécution avantageuse de l'invention, 15 l'épaisseur de la couche formée doit être de 3 à 50^ et, de préférence, de 5 à 20 M-m Le dépôt à partir de la phase gazeuse doit, de préférence, s'effectuer à des températures de 950 à 1100°C sous une pression de 50 à 800 torrs. Un métal dur ou des alliages de matériaux durs munis d'une 20 couche de revêtement de nitrure ou carbonitrure métallique déposée de la manière préconisée par l'invention conviennent particulièrement bien comme matériaux d'outils d'enlèvement de copeaux, en particulier pour un enlèvement de copeaux grossier, comme matériaux pour la fabrication d'outils de déformation sans enlè-25 vement de copeaux et, d'une manière générale, pour toutes les pièces d'usure et les revêtements anti-corrosifs résistant à 11 usure. 72 09597 3 2130445 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de revêtements adhérents et résistant à l'usure, en nitrure ou en carbonitrure métallique, sur des pièces telles que, par exemple, des plaquettes d'outil, en métal dur ou en alliages de matériaux durs, sans formation de phases 5 intermédiaires sous-carbonées (phases a ), par l'intermédiaire de la phase gazeuse, à partir d'un mélange gazeux contenant l'ha-logénure du métal choisi, de l'hydrogène ainsi que de l'azote et/ou du méthane, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise dans le cas du dépôt d'un nitrure métallique, un rapport 10 azote :hydrogène d'au moins 3*1* dans le cas du dépôt d'un carbonitrure métallique, des rapports azoteihydrogèneiméthane d'au moins 3:0,8 à 1:0,2 à 0,01. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on dépose des revêtements d'une épaisseur de 3 à 50.^ et, de 15 préférence, de 5 à 20 5. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dépôt à partir de la phase gazeuse s'effectua à des températures de 950 à ii00°C sous une pression de 50 à 800 torrs.