Brevet FR2599285A1 — publié le 19871204

La présente invention concerne l'usinage des métaux et a notamment pour objet un revêtement résistant à l'usure pour outils de coupe, ainsi qu'un procédé d'application dudit revêtement. La présente invention est utilisée dans la fabrication d'outils de coupe tels que les outils coupants, forets, fraises, pour, respectivement l'usinage par tournage, le forage, le fraisage et d'autres genres d'usinage des métaux. Elle peut être utilisée pour déposer un revêtement résistant 10 à l'usure sur les outils de coupe travaillant dans des conditions d'usure élevées. A l'heure actuelle, l'une des possibilités d'augmenter la durée de service des outils de coupe à revêtement résistant à l'usure est l'amélioration des caractéristiques du 15 revêtement résistant à l'usure de l'outil de coupe. Les plus prometteurs sont les revêtements réalisés à base de phases de pénétration (alliages interstitiels) qui possèdent une haute dureté. Il existe un revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe et un procédé pour sa réalisation (cf., brevet d'invention RFA N 1959690 déposé le 28.11.1969, cl. int. C 23C 11/08, publié le 03.06.1971), ledit revêtement étant exécuté à partir de phases de pénétration en carbonitrures des métaux des groupes IVa à VIa de la classification 25 périodique des éléments chimiques. En tant que matière de base de l'outil de coupe on utilise essentiellement des alliages durs, par exemple à base de carbure de tungstène (WC). Ce revêtement est déposé par un procédé en phase gazeuse, dans lequel la matière de base de l'outil de coupe 30 est portée à une température de l'ordre de 1000 C. A ces températures, les alliages durs perdent partiellement leur résistance mécanique. Il est impossible, par ce procédé, de déposer un revêtement résistant à l'usure sur les outils de coupe dont la matière de base est un matériau à outil plus 35 facilement fusible, par exemple un acier. Ledit revêtement est réalisé à base de carbonitrures et contient l'un des métaux des groupes IVa à VIa de la classification périodique des éléments chimiques. Afin d'améliorer les propriétés d'utilisation du revêtement résistant à l'usure, en particulier de sa résistance à l'usure, de sa dureté, il est utile d'introduire dans le revêtement des composants d'alliage. Il existe également un revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, qui comporte, déposée sur la matière de base, au moins une couche de composants d'alliage d'une phase de pénétration à différentes teneurs en composant 10 non métallique suivant l'épaisseur de la couche (cf., "Physique et chimie de l'usinage des matériaux", Ed. "Naouka", N 2, 1979, pp. 169-170). Le revêtement est réalisé à partir d'une phase de pénétration à base de carbures de molybdène et contient, 15 en tant que composants d'alliage, du titane, du zirconium et du tungstène. Les composants principaux de la phase de pénétration, à savoir le molybdène et le carbone, forment dans la couche de revêtement deux composés:du carbure de molybdène (M02C) et du monocarbure de molybdèneé (MoC). Autrement dit, dans la couche de revêtement, en plus de la phase thermodynamiquement la plus stable Mo 2C, il y a des phases qui ne sont pas thermodynamiquement stables, par exemple MoC. Cette composition en phases hétérogène du revêtement aboutit à ce que les composés thermodynamiquement instables, durant l'utilisation de l'outil de coupe aux hautes températures, atteignant, dans la zone de coupe, 600 à 1000C, se dissocient en leurs composants (molybdène et carbone) avec formation de Mo2C. Ces transformations ayant lieu dans le 30 revêtement durant l'utilisation de l'outil de coupe sont dues aux fortes contraintes qui apparaissent dans la couche de revêtement et qui conduisent à une fragilité accrue avec effritement et arrachements spontanés, ce qui diminue la résistance mécanique du revêtement et, par conséquent, la 35 durée de service de l'outil de coupe. Il existe aussi un procédé d'application d'un revêtement résistant à l'usure sur un outil de coupe par condensation d'une substance par bombardement ionique (cf., "Physique et chimie de l'usinage des matériaux", nO 2, 1979, pp 169-170), qui consiste à provoque une décharge en arc dans le vide 5 pour évaporer la matière de la cathode, à appliquer à la matière de base de l'outil de coupe une tension de polarisation, à chauffer et à nettoyer la matière de base par bombardement avec les ions du matériau évaporé de la cathode, à diminuer la tension de polarisation jusqu'à une valeur à 10 laquelle se forme la couche de revêtement, avec réduction simultanée de la température de la matière de base, à introduire dans le vide un gaz de réaction qui entre en réaction avec le matériau évaporé de la cathode, avec formation d'une phase de pénétration de la couche de revêtement, 15 jusqu'à obtention d'un revêtement d'épaisseur requise. La durée du stade de formation d'une couche de revêtement d'une épaisseur de 5 à 8 microns dans le cycle technologique d'application du revêtement est généralement de 45 à 60 min. Durant ce temps, l'intensité de l'interaction des composants 20 principaux de la phase de pénétration de la couche de revêtement à former diminue, ce qui aboutit à l'apparition, outre les composés thermodynamiquement stables, de composés thermodynamiquement instables. De plus, la formation de la - couche de revêtement à lieu à la température de 420 C, à laquelle la diffusion du gaz de réaction dans la matière de base est assez importante, ce qui réduit la teneur en composant non métallique de la phase de pénétration formant la couche de revêtement et provoque l'apparition, à la suite de l'interaction avec le matériau évaporé de la cathode, de composés thermodynamiquement instables diminuant la stabilité du revêtement. On s'est donc proposé de mettre au point un revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, et un procédé pour son application, dans lesquels l'amélioration de l'homogé35 néité de la phase de pénétration formant le revêtement permettrait d'élever la durée de vie du revêtement résistant à l'usure et, par conséquent, d'augmenter la durée de service de l'outil de coupe. Ce problème est résolu du fait que le revêtement résistant à l'usure de l'outil de coupe, comportant au moins une couche appliquée à la matière de base et contenant des composants d'alliage d'une phase de pénétration à différentes teneurs en composant non métallique suivant l'épaisseur de la couche, est caractérisé, suivant l'invention,en ce que la teneur en composant non métallique de la phase de pénétra10 tion se situe dans les limites de l'existence du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable de cette phase de pénétration, au moins l'un des composants d'alliage servant de catalyseur pour former ce composé thermodynamiquement le plus stable. Il est utile que le revêtement résistant à l'usure 15 comporte, suivant le nombre de couches principales, des couches supplémentaires alternant avec les couches principales et constituées chacune par une phase de pénétration à teneur en composant non métallique se situant dans les limites de l'existence du domaine d'homogénéité du composé 20 thermodynamiquement le plus stable de cette phase de pénétration, au moins l'un des composants d'alliage de la phase de pénétration de chaque couche principale servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de la phase de pénétration de la couche supplé25 mentaire suivante. Dans le cas d'une couche de revêtement constituée d'une phase de pénétration à base de nitrure de titane, d'oxycarbure de titane, de carbure de titane, de diborure de titane, de nitrure de chrome, de carbonitrure de niobium, on utilise 30 le molybdène en tant que catalyseur de formation du composé thermodynamiquement le plus stable de cette phase de pénétration. Dans le cas d'une couche de revêtement constituée d'une phase de pénétration à base de nitrure d'aluminium, on utilise la magnésium en tant que catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de cette phase de 259'9285 pénétration. Dans le cas d'une couche de revêtement constituée d'une phase de pénétration à base de carbure de molybdène ou de carbonitrure de molybdène, on utilise le niobium en tant que catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de cette phase de pénétration. Le problème exposé plus haut est également résolu du fait que le procédé d'application d'un revêtement résistant à l'usure sur un outil de coupe par condensation d'une substance par bombardement ionique, consistant à provoquer dans le vide une décharge en arc pour évaporer une matière de cathode, à appliquer à la matière de base de l'outil de coupe une tension de polarisation, à chauffer et nettoyer la matière de base par bombardement ionique de la matière 15 évaporée de la cathode, à diminuer la tension de polarisation jusqu'à une valeur à laquelle se forme la couche de revêtement, avec baisse simultanée de la température de la matière de base, â introduire dans le vide un gaz de réaction qui entre en réaction avec la matière évaporée de la 20 cathode en formant une phase de pénétration de la couche de revêtement à créer, jusqu'à l'obtention d'une couche de revêtement d'épaisseur requise, est caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'on introduit dans le vide par évaporation de la matière de la cathode un catalyseur pour 25 former un composé thermodynamiquement le plus stable de la phase de pénétration de la couche de revêtement à former, et on réalise la couche de revêtement à une température de chauffage de la matière de base suffisante pour le déroulement de la réaction catalytique de formation du composé thermodynamiquement le plus stable de la phase de pénétration de la couche de revêtement à former,température à laquelle I'interaction par diffusion du gaz de réaction avec la matière de base assure une teneur en composant non métallique dans les limites de l'existence du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. I1 est avantageux, en cas o la matière de base est un acier à coupe rapide coulé, de former la couche de revêtement à une température de chauffage de la matière de base de 350 à 400 C; dans le cas d'une matière de base constituée un'acier à coupe rapide en poudre3à une température de 300 à 350 C; et dans le cas d'une matière de base constituée de matériaux réfractaires non métalliques, à une température de 550 à 650 C. Il est souhaitable, pour former une couche de revêtement constituée d'une phase de pénétration à base de nitrure de 10 titane ou de carbure de titane ou d'oxycarbure de titane ou de diborure de titane,d'utiliser les alliages de titane contenant du molybdène en tant que matière de cathode; pour former une couche constituée d'une phase de pénétration à base de nitrure de chrome, des alliages de chrome contenant 15 -du molybdène; pour former une couche constituée d'une phase de pénétration à base de carbonitrure de niobium, des alliages niobium contenant du molybdène; pour former une couche constituée d'une phase de pénétration à base de nitrure d'aluminium, des alliages d'aluminium contenant du 20 magnésium; pour former une couche constituée d'une phase de pénétration à base de carbure de molybdène ou de carbonitrure de molybdène, des alliages de molybdène contenant du niobium. L'exécution d'un revêtement résistant à l'usure, qu'il soit monocouche ou multicouche, à partir des composés thermodynamiquement les plus stables des phases de pénétration, présentant la valeur la plus élevée d'enthalpie de formation ( - H ), permet d'obtenir les caractéristiques physico-mécaniques les plus élevées dudit revêtement, caractéristiques qui restent invariables durant l'utilisation de l'outil de coupe, et d'élever sa stabilité en moyenne de 2 à 4 fois et} par conséquent, de prolonger la durée de service de l'outil de coupe. Le procédé proposé d'application du revêtement résistant 35 à l'usure sur l'outil de coupe permet d'obtenir un revêtement dont chaque couche est réalisée en un composé thermodynamiquement le plus stable sans augmentation du cycle thechnologique, ni de la consommation de matériaux dont il y a pénurie. L'invention sera mieux comprise et d'autre buts, caractéristiques et avantages-de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivant de différents modes de réalisation non limitatifs. Le revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe comporte au moins une couche consistant en une phase de 10 pénétration. On sait qu'une phase de pénétration est un composé réfractaire d'un métal de transition avec une ou plusieur substances non métalliques, par exemple C, N, O,B. Le nombre de couches du revêtement, leur épaisseur, leur ordre d'alternance, la composition de chaque couche, 15 peuvent être différents. Ils sont largement connus dans ce domaine de la technique et dépendent des exigences auxquelles doit répondre l'outil de coupe dans les conditions concrètes de son utilisation. On sait qu'une structure multicouche du revêtement permet de combiner dans un même revêtement les différentes propriétés des phases de pénétration formant les couches individuelles. Afin d'améliorer les propriétés physico-mécaniques des phases de pénétration, on y ajoute des composants d'alliage. 25 En tant que composants d'alliage on utilise en général des métaux tels que le magnésium, le molybdène, le tungstène, le niobium, le chrome, le vanadium, au moins l'un des composants d'alliage de la phase de pénétration devant servir de catalyseur pour former le composé thermodynami30 quement le plus stable. Autrement dit, chaque couche du revêtement doit être constituée par une phase de pénétration dans laquelle la teneur en composant non métallique se trouve dans les limites de l'existence du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. 35 Le procédé proposé d'application d'un revêtement résistant à l'usure sur un outil de coupe par condensation d'une substance par bombardement ionique consiste en ce qui suit. La matière de base de l'outil de coupe est au préalable nettoyée des encrassements et des films d'oxydes par un procédé connu, puis elle est introduite dans une chambre à vide de cathodes en nombre correspondant à celui des phases de pénétration formant les couches du revêtement. Dans la composition de chaque cathode entre un métal de transition et les composants d'alliage de la phase de pénétration formant la couehe du revêtement. La chambre peut 10 comporter une cathode supplémentaire utilisée seulement au stade de chauffage et de nettoyage de la matière de base. Outre cela, la chambre peut comporter une cathode supplémentaire exécutée en une matière contenant un catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de la 15 phase de pénétration de la couche de revêtement à appliquer. Après l'introduction de la matière de base, on crée le vide dans la chambre et on y réalise une décharge en arc pour évaporer la matière des cathodes. Tout d'abord on commence le chauffage et le nettoyage de la surface de la 20 matière de base, en appliquant à cette matière de base une tension de polarisation. On commence à évaporer la cathode utilisée seulement pour le chauffage et le nettoyage. Si la chambre n'a pas de cette cathode, on évapore la matière de la cathode servant à appliquer la première couche du 25 revêtement. Ainsi, on réalise le nettoyage de la matière de base en portant sa surface jusqu'à la température qui ne provoque pas son adoucissement par le bombardement ionique de la matière évaporée de la cathode.. Après cela, la tension de 30 polarisation appliquée à la matière de base est réduite jusqu'à une valeur assurant la condensation sur la matière de base de la matière de cathode évaporée. Par conséquent, la température de la matière de base baisse. La tension de polarisation diminue alors à une valeur qui permet de baisser 35 la température de la matière de base jusqu'à celle de la cathode, à laquelle se forme la couche de revêtement. Ensuite on commence à introduire dans la chambre un gaz de réaction qui entre en interaction avec la matière évaporée de la cathode en formant la phase de pénétration de la couche de revêtement formée. On introduit également dans la chambre un catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de ia phase de pénétration. L'utilisation du catalyseur permet, dans des conditions déséquilibrées de formation de la couche de revêtement, de maintenir la concentration de composant non métallique 10 suivant l'épaisseur de la couche du revêtement dans les limites de l'existence du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Le catalyseur est introduit dans la composition de la matière cathodique utilisée pour appliquer le revêtement, 15 ou bien on utilise une cathode supplémentaire réalisée en une matière qui contient le catalyseur. Ainsi, on forme la couche du revêtement en maintenant à la matière de base une température suffisante au déroulement de la réaction catalytique de formation du composé thermodynamiquement le 20 plus stable de la phase de pénétration de la couche de revêtement à former, température à laquelle l'interaction par diffusion du gaz de réaction et de la matière de base assure une teneur en composant non métallique dans les limites de l'existence du domaine d'homogénéité du composé 25 thermodynamiquement le plus stable. Cette température doit être suffisamment élevée pour que ce composé puisse se former sur la surface de la matière de base; d'autre part, elle doit être inférieure à la température à laquelle on observe une absorption intense du gaz ue réaction par la 30 matière de base, rendant sa quantité insuffisante à la foramtion du composé thermodynamiquement le plus stable. Cette température est déterminée d'une façon-expérimentale dans chaque cas concret. En tant que gaz de réaction on utilise en général l'azote, 35 le méthane, l'oxygène, le borane. L'épaisseur de la couche est déterminée par le temps d'introduction du gaz de réaction dans la chambre. Lors de la formation d'une couche d'épaisseur requise, l'introduction du gaz de réaction dans la chambre est arrêtée, la tension de polarisation est supprimée ainsi que la décharge en arc, 5 après quoi l'outil de coupe est refroidi dans la chambre jusqu'à la température ambiante. Plusieurs exemples concrets mais non limitatifs d'applications de la présente invention sont décrits ci-après: EXEMPLE 1 On a fabriqué des forets hélicoïdaux de 5 mm de diamètre, le métal de base étant un acier à coupe rapide coulé de composition suivante (% en masse): C 0,85; Cr 3,6; W 6,0; V 2,0; Mo 5,0; Fe, le reste. Un lot de 10 forets nettoyés au préalable a été placé dans des cassettes spéciales et ces dernières ont été disposées avec possibilité de rotation dans une chambre à vide d'une installation connue pour l'application de revêtements résistants à l'usure -par la méthode de condensation de la substance par bombardement ionique. On a également placé dans la chambre une cathode pour le nettoyage de l'outil de coupe, réalisée en titane, et une cathode pour créer-une couche de revêtement, réalisée en un alliage de titane contenant du molybdène, ce dernier ayant la composition suivante (% en poids): Ti 93; A1 5,0; 25 Mo 1,0; V 1,0. Ainsi, les composants indi-qués doivent entrer dans la composition du revêtement résistant à l'usure. Après l'obtention, dans la chambre, d'un vide de 6,65.10- 3 Pa, on a provoqué dans cette dernière une décharge en arc pour évaporer la matière de la cathode de nettoy ge du métal 30 de base de l'outil de coupe. On a appliqué aux forets une tension de polarisation négative de 1100 V afin d'accélerer les ions positifs de titane réalisant le nettoyage et le chauffage par bombardement du métal des forets jusqu'à 520 C et, simultanément, on a mis la cassette en rotation 35 par rapport aux cathodes à une vitesse de rotation de 6 tours/min. Ensuite, on a diminué la tension de polarisation il jusqu'à 200 V, la température du métal de base baissant ainsi jusqu'à 400 C. Ensuite, par une décharge en arc, on a évaporé la cathode pour créer une couche de revêtement. En même temps, on a introduit dans la chambre un gaz de réaction 5 en créant dans la chambre une pression de 4.10-1 Pa. En tant que gaz de réaction, on a utilisé N2 qui, en réagissant avec la matière évaporée de la cathode, à formé sur le métal de base une couche de revêtement consistant en une phase de pénétration (Ti, A1, Mo, V) N dont la teneur en composant 10 non métallique N était dans les limite de 15,0 à 22,0 % en poids, c'est-àdire dans le domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Les composants A1, Mo et V de cette phase sont des composants d'alliage, Mo servant de catalyseur pour former 15 le composé thermodynamiquement le plus stable. Ils entrent dans la composition de la matière de cathode pour créer la couche du revêtement. L'admission du gaz de réaction dans la chambre s'effectue durant 60 min jusqu'à ce qu'il se forme une couche de revêtement résistant à l'usure de 6 microns d'épaisseur. Après cela on supprime la tension de polarisation du métal de base, on cesse l'admission du gaz de réaction, on éteint la décharge en arc et on refroidit la chambre contenant les forets jusqu'à la température ambiante. Le lot de 10 forets à revêtement résistant à l'usure a été essayé en réalisant des forages dans un acier de composition suivante (% en poids): C 0,42 à 0,49; Fe, le reste. Les essais ont été effectués sur une foreuse verticale aux régimes de coupe suivants: vitesse V = 45 m/min, 30 avance S = 0, 18 mm/tour, profondeur de forage e = 3d, o d est le diamètre du foret. Critère de csaffOtage: grincement du foret. Nombre moyen d'orifices forés par un foret: 335. EXEMPLE 2 On a fabriqué des forets comme dans l'exemple 1 et on a 35 appliqué sur le métal de base de l'outil de coupe un revêtement monocouche résistant à l'usure, de la façon décrite dans l'exemple 1, mais pour former la couche du revêtement on a utilisé deux cathodes: la première en alliage de titane de composition suivante ( en poids): Ti 91,0; Al 5,0; V 4,0; l'autre cathode, en Mo. En tant que gaz de réaction, on a utilisé C02 qui, en entrant en réaction avec la matière de cathode évaporée, a formé une phase de pénétration (Ti, Al, V, Mo) CO. La teneur en composant non métallique, autrement dit, la teneur totale en C et O, de cette phase de pénétration se situe dans les 10 limites de 14,0 à 19,0 % en poids, c'est-à-dire dans le domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Le molybdène sert alors de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable. Le molybdène a été admis dans le vide par évaporation de la 15 cathode supplémentaire. Outre cela, après le chauffage du métal de base, la tension de polarisation appliquée au métal de base lors de la formation du revêtement à été diminuée à 190 V, la température de chauffage du métal de base baissant alors à 350 C. Le lot de forets à revêtement résistant à l'usure a été essayé de la même façon que dans l'exemple 1. Résultats des essais: nombre moyen d'orifices forés par un foret: 350. EXEMPLE 3 On a fabriqué un lot de forets identiques à ceux décrit 25 dans l'exemple 1 et on a appliqué un revêtement multicouche de 6 microns d'épaisseur sous la forme de 500 couches alternées de deux phases de pénétration contenant les composants d'alliage. A cet effet, on a placé dans la chambre deux cathodes pour créer les couches de revêtement. 30 Une cathode a été réalisée en alliage de titane contenant du molybdène, de composition suivante (%' en poids): Ti 93; Al 5,0; Mo 1,0; V 1,0. L'autre cathode a été réalisée en alliage d'aluminium contenant du magnésium, de composition suivante (% en poids): 35 A1 98,5; Si 0,5; Mg 0,5; Cu 0,5. Les régimes de formation du revêtement sont analogues à ceux décrits dans l'exemple 1, à cette exception près que la tension de polarisation, après le chauffage du métal de base, a été diminuée jusqu'à 195 V, la température de chauffage du métal de base diminuant à 380 C. Le revêtement a été réalisé en couches alternées de' deux phases de pénétration en déplaçant les forets par rapport aux cathodes. Dans la position o le foret se trouve dans la zone d'évaporation de la cathode en alliage de titane contenant du molybdène, il se forme sur lui des couches de revêtement consistant en une phase de pénétration (Ti, A1, Mo, V)N à teneur en composant non métallique N dans les limites de 15,0 à 22, 0 % en poids, autrement dit dans le domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Le molybdène sert alors de catalyseur pour la 15 formation dudit composé, Dans la position o le foret se trouve dans la zone d'évaporation de la cathode en alliage d'aluminium contenant du magnésium, il se forme sur lui des couches de revêtement consistant en une phase de pénétration (A1, Mg, Cu, Si) N dont la teneur en composant 20 non métallique se trouve dans les limites de 21,2 à 21,3 O en poids, autrement dit dans le domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus-stable. En ce cas, le magnésium sert de catalyseur pour la formation dudit composé. Le lot de forets à revêtement résistant à l'usure a été essayé de la même façon que dans l'exemple 1. Résultats des essais: le nombre d'orifices forés par un foret est égal à 460. EXEMPLE 4 On a fabriqué un lot de forets identiques à ceux décrits dans l'exemple 1 et on y a appliqué un revêtement multicouche de 6 microns d'épaisseur sous la forme de 450 couches alternées de deux phases de pénétration, dont l'une contient des composants d'alliage. A cet effet, on a placé dans la charnre à vide deux cathodes pour créer les couches de revêtement. Une cathode était réalisée en alliage de titane contenant du molybdène, dont la composition était identique à celle décrite dans l'exemple 1. L'autre cathode était en chrome. Les régimes de formation du revêtement étaient les mêmesque dans l'exemple 1. On a obtenu un revêtement constitué de 450 couches alternées de deux phases de pénétration par déplacement des forets par rapport aux cathodes, comme cela a été décrit dans l'exemple 3, la vitesse de rotation de la cassette étant 10 de 5,5 tours/min. Lors de l'évaporation de la cathode en alliage de titane contenant du molybdène, se sont formées des couches de revêtement constitués d'une phase de pénétratiQn identique à celle décrite dans l'exemple 1. Lors de l'évaporation de la cathode en chrome, se sont formées des couches de revêtement constituées par une phase de pénétration CrN dont la teneur en composant non métallique N se trouvait dans les limites de 21,2 à 21, 5 % en poids, autrement dit dans le domaine d'omogiiélité du 20 composé thermodynamiquement le plus stable. En ce cas, le molybdène faisant partie de la composition de la couche de revêtement précédente servait de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de laphase de pénétration CrN de la couche suivante. Les essais du lot de forets à revêtement résistant à l'usure ont été réalisés de la même façon que dans l'exemple 1. Résultats des essais: le nombre moyen d'orifices forés par un foret est de 465. EXEMPLE 5 On a fabriqué un lot de forets dont le métal de base était un acier à coupe rapide en poudre, dont la composition était la même que dans l'exemple 1. Sur les forets a été déposé un revêtement multicouche d'une épaisseur de 6 microns sous la forme de 500 couches alternées de deux 35 phases de pénétration contenant des composants d'alliage. A cet effet, on a placé dans la chambre à vide deux cathodes pour former les couches de revêtement: la composition de l'une des cathodes était identique à celle décrite dans l'exemple 1. L'autre cathode était exécutée en un alliage de molybdène contenant du niobium, de composition 5 suivante (% en poids): Ti 1,0; Zr 0,5; Nb 1,5; C 0,5; Mo 96,5. On a appliqué aux forets une tension de polarisation négative de 1000 V afin d'accélérer les ions Ti chargés positivement, réalisant le nettoyage et le chauffage du métal de base des forets par bombardement ionique jusqu'à une température de 500 C; en même temps on a mis en rotation la cassette par rapport aux cathodes, la vitesse de rotation étant de 6 tours/min. Après cela, la tension de polarisation a été diminuée 15 à 180 V, la température du métal de base baissant alors à 300 C. Ensuite, à l'aide d'une décharge à arc, on a évaporé la matière des cathodes pour créer les couches de revêtement. En même temps, on a introduit dans la chambre à vide du 2020 méthane (CH4) , en y créant une pression de 4.10 1 Pa. Le méthane, en réagissant avec la matière évaporée des cathodes, a formé sur le métal de base un revêtement consistant en des phases de pénétration alternées (Ti, A1, Mo V)C et (Mo, Ti, Zr, Nb)2C. Dans la phase de pénétration (Ti, A1, Mo, V)C, les composants d'alliage sont A1, Mo et V, Mo servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable à teneur en composant non métallique C de 12,5 à 19,0% en poids, autrement dit dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Dans la phase de pénétration (Mo, Ti, Zr, Nb)2C, les composants d'alliage sont Ti, Zr et Nb, ce dernier servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable à teneur en composant non métallique C de 5,5 à 35 5,8 % en poids, autrement dit dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. L'introduction du gaz de réaction a duré 60 minjusqu'à la formation d'un revêtement résistant à l'usure d'une épaisseur de 6 microns. Ensuite on a supprimé la tension de polarisation du métal de base, on a cessé l'introduction de méthane, on a éteint la décharge en arc pour refroidir la chambre contenant les forets jusqu'à la température normale. Les essais des forets ont été réalisés de la même façon que dans l'exemple 1. Résultats des essais: le nombre moyen d'orifices forés par un foret est de 290. 10 EXEMPLE 6 On a fabriqué un lot de forets dont le métal de base était l'acier à coupe rapide en poudre dont la composition est donnée dans l'exemple 1. Pour appliquer le revêtement en 500 couches alternées de deux phases de pénétration, on a utilisé des cathodes dont la composition étant identique à celle décrite dans l'exemple 5, l'azote N2 était utilisé en tant que gaz de réaction. On a appliqué aux forets une tension de poliration négative de 1000 V et on a porté la température du métal de- base jusqu'à 20 500 C. Ensuite on a diminué la tension de polarisation jusqu'à 190 V et la température du métal de base a diminué jusqu'à 350 C. Le revêtement résistant à l'usure appliqué sur le métal de base contient des couches alternées de phase de pénétration (Ti, A1, Mo, V)N indentiques à celles décrites dans l'exemple 1, et des couches de phase de pénétration (Mo, Ti, Zr, Nb)2CN dont la teneur en composant non métallique est de 6,5 à 6,6 en poids, autrement dit dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamique30 ment le plus stable. Dans cette phase, Ti, Zr, Nb sont les composants d'alliage, Nb servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable. Les essais du lot de forets ont été faits de la même façon que dans l'exemple 1. Résultats des essais: le nombre 35 moyen d'orifices forés par un foret est de 410. EXEMPLE 7 On a appliqué un revêtement de même composition sur les même outils et de la même manière que dans tl'exemple 6, à cette différence près que, lors de la formation du revêtement, on a diminuée la tension de polarisation à 185 V, la température du métal de base baissant alors à 3200C. Les essais du lot de forets ont été faits de la même façon que dans l'exemple 1. Résultats des essais: le nombre d'orifices forés un foret est de 380. EXEMPLE 8 On a fabriqué un lot de 10 plaquettes de coupe à base de composé réfractaire BN d'une dureté HV de 5500 à 9500 et on a appliqué une couche de revêtement résistant à l'usure de la même façon que dans l'exemple 1, àcette différence 15 près que, pour nettoyer et chauffer la matière de base de l'outil de coupe, on a utilisé, pour former la couche de revêtement, la même cathode en alliage de titane contenant du molybdène, de composition suivante (% en poids): Mo 1,0; Al 5,03; V 1,0; Zr 2,0; Ti 91. On a appliqué à la matière de base une tension de polarisation de 1500 V, en portant sa température jusqu'à 680 C. On a diminué la tension de polarisation jusqu'à 280 V, la température de la matière de base baissant alors à 550 C. On a utilisé, en tant que gaz de réaction, de l'azote (N2) qui, en entrant 25 en réaction avec la matière évaporée de la cathodeIà formé la phase de pénétration (Ti, Mo, Al, V, Zr)N à teneur en composant non métallique N de 15,5 à 22,0 o en poids, autrement dit dans le domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Les composants Mo, A1, V, Zr de cette phase de pénétration sont des composants d'alliage, Mo servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable. Le lot de plaquettes de coupe à revêtement résistant à l'usure à été soumis à des essais d'usinage de finition d'un acier de composition suivante (% en poids): C 0,36 à 0,44; Si 0,17 à 0,37; Mn 0,50 à 0,80; Cr 0,80 à 1,10; Fe le reste. On a réalisé l'opération d'aléqage d'orifices dans une poupée à broche d'un tour au moyen d'une lame d'alésage munie de plaquettes de coupe, les régimes de coupe étant les suivants: n - nombre de tours de la broche: 1000 btours/min; s - avance: O, 3 mm/tour t'- profondeur de coupe: 0,5 mm. La résistance à l'usure des plaquettes de coupe a été déterminée d'après le nombre de pièces usinées par chaque 10 plaque jusqu'à son usure technologique. Le nombre moyen d'orifices alésés par une plaque de coupe est de 140. EXEMPLE 9 On a fabriqué un lot de lG plaquettes de coupe à base 15 de composé refractaire TiB2 d'une dureté HRA de 86 à 92, et on a déposé une couche de revêtement résistant à l'usure de la même façon que dans l'exemple 1, mais en utilisant en tant que matière de cathode pour former la couche de revêtement un alliage de niobium contenant du molybdène, de 20 composition suivante (% en poids): Mo 4,0; Zr 1,0; C 0,12; Nb 94,82. On a appliqué à la matière de base de l'outil de coupe une tension de polarisation de 1500 V, en portant sa température à 6800C. On a diminué la tension jusqu'à 350 V, 25 la température de la matière de base baissant alors à 650cC. En tant que gaz de réaction on a utilisé de l'azote qui, en réagissant avec la matière évaporée de la cathode,a formé sur 'a matière de base un revêtement constitué d'une phase 30 de pénétration (Nb, Zr, Mo)2CN à teneur en composant non métallique de 6,0 à 7,0'% en poids, autrement dit dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Les composants Mo et Zr sont des composants d'alliage 35 dans cette phase de pénétration, Mo servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable. Les essais du lot de plaquettes de coupe à revêtement résistant à l'usure ont été faits de la même façon que dans l'exemple 8. Résultats des essais: le nombre moyen d'orifices alésés par une plaquette de coupe est de 100. EXEMPLE 10 On a fabriqué un lot de 10 plaquettes de coupe à base de composé réfractaire TiC d'une dureté. HRA de 88 à 94, et on a déposé une couche de revêtement de la même façon que dans l'exemple 1, mais en utilisant en tant que matière de cathode pour former la couche de revêtement un alliage de titane contenant du molybdène, de composition suivante (% en poids): Al 5,0;'Mo 1,O; V 1,0;. Zr 2,0; Ti 91. On a appliqué à la matière de base de l'outil de coupe une tension de polarisation de 1500 V, en portant sa température à 680 C. On a diminué la tension jusqu'à 300 V, la température de la matière de base baissant alors à 600 C. En tant que gaz de réaction on a utilisé le borane (B4H10o) qui, en réagissant avec la matière évaporée de la cathode, a formé sur la matière de base un revêtement constitué d'une 20 phase de pénétration (Ti, A1, Mo, V, Zr)B2 à teneur en composant non métallique B2 de 31,0 à 31,3 % en poids, autrement dit dans les limites d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. Les composants Al, Mo, V, Zr sont des composants d'allia25 ge dans cette phase de pénétration,Mo servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable. Les essais du lot de plaquettes de coupe à revêtement résistant à l'usure ont été faits de la même façon que dans l'exemple 8. Résultats des essais: le nombre moyen 30 d'orifices usinés par une plaquette de coupe est 160. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, qui comporte, déposée sur une matière de base, au moins une couche contenant des composants d'alliage de phase de pénétration à teneur variable en composant non métallique suivant l'épaisseur de la couche, caractérisé en ce que la teneur en composant non métallique de la phase de pénétration se situe dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable de cette phase de pénétration, au moins l'un desdits composants d'alliage servant de catalyseur pour former ce composé thermodynamiquement le plus stable. 2. Revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement comporte, outre les couches principales,des couches supplémentaires en nombre correspondant à celui des couches principales, alternant avec celles-ci et constituées chacune d'une phase de pénétration dont la teneur en composant non métallique se trouve dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le 20 plus stable de cette phase de pénétration, au moins un composant d'alliage de la phase de pénétration de chaque couche principale servant de catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de la phase de pénétration de la couche supplémentaire suivante. 3. Revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, suivant l'âne des rever.dications 1 et 2, caractérisé en ce que,dans le cas d'une couche de revêtement formée à partir d'une phase de pénétration à base de nitrure de titane ou d'oxycarbure de titane ou de carbure de titane ou-de diborure 30 de titane ou de nitrure de chrome ou de carbonitrure de niobium, le catalyseur utilisé pour former le composé thermodynamiquement le plus stable est le molybdène. 4. Revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans le cas d'une couche de revêtement réalisée à partir. d'une phase de pénétration à base de nitrure d'aluminium, le catalyseur utilisé pour former le composé thermodynamiquement le 5 plus stable de cette phase de pénétration est le magnésium. 5. Revêtement résistant à l'usure pour outil de coupe, suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans le cas d'une couche de revêtement réalisée à partir d'une phase de pénétration à base de carbure de molybdène ou de carbonitrure de molybdène le catalyseur utilisé pour former le composé thermodynamiquement le plus stable est le niobium. 6. Procédé d'application sur un outil de coupe d'un revêtement résistant à l'usure suivant la revendication 1, 15 par condensation d'une substance par bombardement ionique, consistant à provoquer dans le vide une décharge en arc pour évaporer la matière de la cathode, à appliquer à la matière de base de l'outil de coupe une tension de polarisation, à chauffer et à nettoyer la matière de base par bombardement aux ions de la matière évaporée de la cathode, à diminuer la tension de polarisation jusqu'à la tension à laquelle on forme la couche de revêtement avec réduction simultanée de la température de la matière de base, à introduire dans la chambre à vide un gaz de réaction 25 réagissant avec la matière évaporée de la cathode pour former la phase de pénétration de la couche de revêtement formée, jusqu'à obtention d'une couche de revêtement d'épaisseur prescrite, caractérisé en ce qu'on introduit dans le vide, par évaporation de la matière de la cathode, 30 un catalyseur pour former le composé thermodynamiquement le plus stable de la phase de pénétration de la couche de revêtement formée, et la formation de la couche de révêtement s'effectue à une température de chauffage de la matière de base suffisante pour le déroulement de la réaction 35 catalytique de formation du composé thermodynamiquement le plus stable de la phase de pénétration de la couche de revêtement formée, à laquelle l'interaction par diffusion du gaz de réaction avec la matière de base assure une teneur en composant non métallique dans les limites du domaine d'homogénéité du composé thermodynamiquement le plus stable. 7. Procédé d'application sur un outil de coupe d'un revêtement résistant à l'usure suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la formation de la couche de revêtement sur une matière de base consistant en de l'acier à coupe rapide coulé s'effectue à une température de la 10 matière de base de 350 à 400 C, sur une matière de base consistant en de l'acier à coupe rapide en poudre, à une température de 300 à 350 C, sur une matière de base en matériaux refractaires non métalliques, à une température de 550 à 6500C. 8. Procédé d'application sur un outil de coupe d'un revêtement résistant à l'usure suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que, dans le cas d'une couche de revêtement constituée d'une phase de pénétration à base de nitrure de titane ou de carbure de titane ou d'oxycarbure de titane ou de diborure de titane, on utilise en tant que matières de cathode des alliages de titane contenant du molybdène, dans le cas d'une phase de pénétration à base de nitrure de chrome on utilise des alliages de chrome contenant du molybdène, dans le cas d'une phase de 25 pénétration à base de carbonitrure de niobium on utilise des alliages de niobium contenant du molybdène, dans le cas d'une phase de pénétration à base de nitrure d'aluminium on utilise des alliages d'aluminium contenant du magnésium, dans le cas d'une phase de pénétration à base de carbure de molybdène ou de carbonitrure de molybdène on utilise des alliages de molybdène contenant du niobium.