Adhérence, mécanique et tribologie des revêtements composites NiP - Talc multifonctionnels à empreinte écologique réduite

par Bernard Etcheverry

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Jacques-Alain Petit.

Soutenue en 2006

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Revêtements composites
• Nickel phosphore talc
• Déchets -- Réduction
• Tribologie (technologie)
• Adhésion (physique)

Résumé

Cette étude porte sur la caractérisation des propriétés de revêtements à matrice Ni-P chargés en particules de talc à empreinte écologique réduite. Les réponses locales des revêtements bruts ou traités thermiquement, soumis à des sollicitations thermomécaniques statiques et dynamiques, ont été obtenues par nano-et-microdureté, microtraction, nanorayage et essais tribologiques. La dureté et la rigidité augmentent après un traitement thermique de cristallisation à 420°C (précipitation de NiP3). Un traitement à plus haute température (T>600°C) diminue par survieillissement ces caractéristiques. Le traitement à 420°C améliore l'adhérence des revêtements et leur cohésion quelle que soit la teneur en talc. Des essais tribologiques ont été réalisés à température ambiante et à 600°C. A température ambiante, les revêtements NiP-Talc traités ont un très bon comportement à l'usure. A 600°C, les mécanismes de dégradation sont nettement intensifiés et affectent les échantillons et les frotteurs.

Titre traduit

Adherence, mechanics and tribology of multifonctional NiP - Talc composite coatings with reduced ecological mark

Résumé

This study is devoted to the characterization of the properties of NiP coatings filled with talc particles with a reduce ecological mark. Local responses to static and dynamic thermomechanical loading have been obtained by nano and microhardness, microtensile and nanoscratch testing. The hardness ans stiffness values slightly decrease when the talc amount increases for non treated coatings. On the other hand, a 420°C heat treatment leads to high values of hardness and young modulus due to crystallisation. At least, a 600°C or 800°C heat treatment lowers by overageing these properties. A 420°C heat treatment greatly improves the adherence and the cohesion of the coatings containing talc. Tribological tests with a hardened 100Cr6 pin and coated disks have been performed at ambient temperature and 600°C. Heat treated coatings exhibit a very good wear behaviour at ambient temperature. At high temperature degradation processes are amplified and affect the coatings as well as the steel slider.