Nitruration au plasma
Améliorez les performances de votre application de formage
Nitruration au plasma et revêtement PVD/PACVD: une combinaison puissante
Les opérations de formage sont fortement sujettes à l'usure, à l'abrasion, à l'adhérence, à la dégradation des surfaces et aux réactions tribochimiques. C'est pourquoi l'industrie du formage utilise des traitements de surface et des revêtements pour prolonger la durée de vie des outils de formage et augmenter leurs performances. Pour ce secteur, Ionbond propose des solutions de revêtement duplex, qui donnent d'excellents résultats pour les outils de formage. Ces solutions consistent en une étape de nitruration au plasma suivie d'un revêtement par dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou par dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PACVD).
Les avantages de la nitruration
La nitruration est un procédé permettant de créer une surface dure présentant une résistance élevée à l'usure abrasive et à la fatigue thermomécanique. Il s'agit d'un procédé de diffusion thermomécanique peu coûteux qui peut être réalisé à des températures suffisamment basses pour ne pas nécessiter de traitement thermique par la suite. Pendant le processus de nitruration, la couche superficielle d'un outil s'enrichit en azote. En principe, tous les aciers et les fontes peuvent être nitrurés, bien que la présence d'éléments d'alliage formant des nitrures tels que le chrome (Cr), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al) et le vanadium (V) donne de meilleurs résultats.
La couche superficielle nitrurée, qui se développe dans le matériau de base, se compose de deux zones principales : la couche composée et la zone de diffusion. Ces couches ont des propriétés différentes, qui dépendent également des éléments d'alliage, ce qui signifie que la nitruration a un large éventail d'applications.
Nitruration au plasma
La nitruration au plasma est une méthode de nitruration offrant une grande reproductibilité et des tolérances étroites dans le résultat du traitement. Elle est également plus respectueuse de l'environnement que la nitruration au gaz traditionnelle. Grâce au contrôle précis du processus, la nitruration au plasma peut atteindre une rugosité de surface plus faible que les technologies alternatives telles que la nitruration en bain et en poudre. Le contrôle optimisé du processus peut également réduire l'épaisseur de la couche de composé, qui présente une faible adhérence.
Étude de cas 1
Moulage sous haute pression d'aluminium
Le moulage sous pression haute pression (HPDC) de l'aluminium est l'une des applications de formage les plus exigeantes, qui n'est pas économiquement réalisable sans l'utilisation de revêtements PVD duplex. Les défis les plus importants sont la soudure du matériau, l'érosion et le contrôle thermique. Les revêtements PVD et CVD (dépôt chimique en phase vapeur) combattent avec succès les effets de la soudure et de l'érosion. Mais, comme ils ne modifient pas le profil thermique de l'outil, une nitruration au plasma est nécessaire. Pour l'un de nos clients, le duplex Ionbond™ 22 sur des matrices en acier de travail à chaud H13 a permis d'améliorer la productivité de 1 400 %, avec beaucoup moins de brasage et aucune vérification thermique.
Étude de cas 2
Forgeage à chaud de l'acie
Une autre application exigeante est le forgeage à chaud de l'acier, qui n'est pas économiquement réalisable sans l'utilisation de revêtements PVD duplex. Les revêtements PVD et CVD peuvent ajouter de la dureté à chaud et de la stabilité en température. La nitruration au plasma de la matrice augmente sa résistance à la fatigue thermo-mécanique. Une amélioration de la productivité de 350 % a été observée chez l'un de nos clients, en utilisant le duplex Ionbond™ 30 sur des matrices en acier pour travail à chaud H13.
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Dr. Ing. Tobias Brögelmann
Responsable du segment mondial de outils de formage et de moulage
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