Environ 95 % des arêtes de coupes des outils en carbure sont aujourd’hui dotés d’un revêtement. L’augmentation de la dureté de la surface améliore la résistance à l’usure de l’outil ; la réduction de la résistance au glissement grâce à des surfaces ultra-lisses réduit la tendance à l’adhérence ainsi que la formation d’arêtes rapportées. L’effet isolant du revêtement augmente la dureté à chaud. Par conséquent, il est possible d’atteindre des durées de vie d’outil sensiblement supérieures.
Deux procédés principaux permettent le revêtement des outils : le revêtement PVD (Physical Vapour Deposition) et le revêtement CVD (Chemical Vapour Deposition).
Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD, Chemical Vapor Deposition) désigne une méthode permettant de fabriquer des revêtements à faible tension interne par le biais de réactions chimiques induites par un procédé thermique.
Les matières premières pour le revêtement sont évaporées et acheminées à l’état gazeux vers la zone de revêtement. Le gaz est alors décomposé ou mis en réaction avec d’autres matières premières et se dépose ensuite sous la forme d’un film mince sur le substrat. Ce procédé peut se produire sous vide ou sous la pression atmosphérique.
Pour créer des réactions en surface, des températures de substrat jusqu’à 1000 degrés sont requises. Ces procédés peuvent être soutenus par un plasma qui augmente la vitesse de réaction, pouvant entraîner la baisse de la température du revêtement.
Le procédé CVD est employé pour déposer des revêtements d’une épaisseur de 5 à 12 µm, parfois jusqu’à 20 µm. Parmi les matériaux utilisés : TiC, TiCN, TiN et l’oxyde d’aluminium (Al203). Les revêtements peuvent être appliqués en une ou plusieurs couches.
Le revêtement diamant est une forme spécifique de revêtement CVD : Pour cela, l’hydrogène gazeux introduit est séparé en radicaux d’hydrogène, soit par des températures élevées (2000 degrés Celsius), soit par l’allumage du plasma. Ces radicaux réagissent alors avec le gaz à base de carbone également introduit (souvent du méthane, CH4), entraînant l’accumulation de carbone sur la surface du substrat. Si les paramètres du procédé adaptés sont respectés, ce carbone se déposera sous la forme cristalline du diamant. Les revêtements diamantés conviennent parfaitement à l’usinage de matériaux fortement abrasifs, comme le graphite ou des composants CFK.
Les revêtements CVD sont le premier choix s’agissant de la résistance à l’usure, comme pour les opérations générales de tournage des aciers inoxydables et les opérations de perçage dans l’acier, où les revêtements CVD épais offrent une résistance à l’usure en cratère. Il en va de même pour les nuances de fraisage ISO P, ISO M et ISO K. Pour le perçage à plaquettes, les nuances CVD sont normalement utilisées dans l’arête de coupe extérieure.
Vous pouvez contacter notre service commercial du lundi au vendredi de 8h00 à 19h00
Contrairement aux procédés CVD, les procédés PVD s’appuient sur l’impact purement physique. Il s’agit d’une vapeur de matière qui se condense à la surface du substrat. Afin que les particules de vapeur atteignent les composants et ne se perdent pas par diffusion sur les particules de gaz ambiant, le processus est réalisé sous-vide. Comme le procédé de fabrication PVD se déroule à des températures inférieures, de 400 à 600 degrés Celsius, les propriétés du matériau de base sont moins affectées qu’avec le procédé CVD. Par conséquent, la ténacité des carbures spéciaux à grain fin est largement conservée.
Avec le revêtement PVD, on distingue principalement quatre types de revêtement : évaporation, pulvérisation cathodique, évaporation par arc et placage ionique. La pulvérisation est la méthode la plus fréquente. Avec les différents types de PVD, presque tous les métaux ainsi que le carbone peuvent être déposés sous une forme très pure. Si des gaz réactifs tels que l’oxygène, l’azote ou les hydrocarbures sont ajoutés au procédé, les oxydes, les nitrures ou les carbonures peuvent également être isolés.
Les nuances avec revêtement PVD sont recommandées pour les matériaux adhésifs, en raison de leurs arêtes de coupe tenaces mais affutées. Les champs d’application incluent toutes les fraises et tous les forets en carbure monobloc ainsi que la majorité des nuances pour le rainurage, le taraudage et le fraisage. En outre, les nuances avec revêtement PVD sont majoritairement utilisées pour la finition, et comme nuance pour l'arête de coupe centrale lors du perçage à plaquettes.
Si une ténacité élevée est requise, un revêtement multicouche représente une solution adaptée. Au cours de ce procédé, jusqu’à 2000 couches individuelles sont appliquées, chacune d’entre elles n’ayant que quelques nanomètres d’épaisseur. La structure multicouche empêche l’apparition de fissures vers l’intérieur pendant l’usinage. L'écaillage à cause de matériau rapporté ne pénètre pas aussi rapidement que dans un revêtement mono-couche. Les revêtements multi-couches permettent alors d’atteindre des durées de vie supérieures. Outre la structure du revêtement, la couche supérieure (Toplayer) est primordiale. Les métaux non ferreux, en particulier, ont tendance à former des arêtes rapportées, augmentant les forces et les températures de coupe, et donc l’usure de l’outil. Ce problème est minimisé grâce à des couches supérieures à faible friction.
Avec le revêtement CVD, on utilise généralement le TiC, le TiCN, le TiN et l’oxyde d’aluminium (Al203). Avec les différents types de PVD, presque tous les métaux ainsi que le carbone peuvent être déposés. Pour vous orienter, voici un aperçu des propriétés des composés les plus courants :