Elaboration et caractérisation de segments automobiles hautes performances élaborés par projection thermique

par Valéry Monin

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Christian Coddet.

Soutenue en 2000

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des Sciences, Techniques et Gestion de l'Industrie (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les conditions de fonctionnement de plus en plus drastiques des moteurs diesels obligent les segmentiers à élaborer de nouveaux revêtements anti-usure sur les segments coup de feu. Les résultats présentés dans cette étude concernent l'élaboration et la caractérisation de revêtements sur des segments mis en oeuvre par projection thermique à plasma d'arc soufflé (APS). Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une collaboration avec la société Perfect Circle Europe. Dans un premier temps, l'environnement segment-piston-chemise est présenté. Cet état de l'art permet d'appréhender les conditions de fonctionnement moteur ainsi que l'usure du couple segment-chemise. Il oriente le cahier des charges et définit les nouveaux revêtements à mettre en oeuvre. Le choix s'est porté sur un composite à matrice Mo avec un renfort dur de TiN. La deuxième partie est consacrée à l'optimisation de l'élaboration du revêtement d'origine (Mo-NiCrBFeSi) et à sa caractérisation physico-chimique et tribologique. Une analyse phénoménologique de l'usure montre l'importance de la cohésion interlamellaire sur les applications tribologiques et notamment l'incidence de la diffusion dissymétrique du NiCrBFeSi dans le Mo. La troisième partie concerne l'élaboration d'un revêtement à base de Mo et de Tin. Deux modes d'élaboration de poudre et deux compositions sont développés. Les résultats tribologiques et physico-chimiques des revêtements montrent l'intérêt de renforcer le composite par un liant de type NiCrBFeSi et la potentialité du TiN dans ce type d'application. La quatrième partie est consacrée à l'évolution de ces revêtements vers leur contexte industriel. Une analyse électrochimique est développée pour appréhender la stabilité chimique des revêtements vis-à-vis d'un environnement agressif. Cette analyse illustre le caractère sélectif de la corrosion de ces revêtements élaborés par projection thermique.

  • Titre traduit

    Elaboration and characterisation of high performance plasma sprayed piston ring coatings


  • Résumé

    The drastic working conditions of diesiel engines imply piston ring manufacturers to elaborate wear resistant coatings for top position piston ring. The results presented in this study concern the elaboration and characterization of atmospheric plasma sprayed deposits for piston ring. This study received a financial support from Perfect Circle Europe. Firstly, the piston ring-cylinder environment is presented. The consideration of the engine working conditions and the piston ring-cylinder wear mechanisms leads to the definition of a new plasma sprayed piston ring coating : a Mo matrix with a hard TiN reinforcement. The second part is dedicated to the optimization of the elaboration of the previous coating (Mo-NiCrBFeSi) and its tribological and physico-chemical characterization. Wear mechanisms analysis shows the importance of the interlamellar cohesion for tribological applications. The third part concerns the elaboration of a Mo-TiN based plasma sprayed coating from agglomerated and blended powders. Tribological results show the efficiency of the hard phases TiN associated with a NiCrBFeSi binder. Finally, an electrochemical approach is used to estimate the chemical resistance of the coatings in a corrosive environment.

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Informations

  • Détails : 199 p
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 155-166

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  • PEB soumis à condition
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