Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude de solutions innovantes de dépôts de superalliages et traitements de surface pour augmenter la résistance à l'usure et le comportement des moules métalliques de verrerie

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Auteur / Autrice : Norman Rocancourt
Direction : Philippe Pareige, Alain Guillet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique. Sciences des matériaux
Date : Soutenance le 26/09/2016
Etablissement(s) : Rouen, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences physiques mathématiques et de l'information pour l'ingénieur (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; ....-2016)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de physique des matériaux (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1996-....)
: Normandie Université (2015-....)
Jury : Président / Présidente : Jérôme Colin
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Pareige, Alain Guillet, Jérôme Colin, Jean-Bernard Vogt, Patrice Berthod
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Bernard Vogt, Patrice Berthod

Résumé

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Au cours des procédés de mise en forme du verre creux, les outillages de verrerie sont soumis à des conditions extrêmes avec des températures pouvant dépasser largement 650 °C. De plus, ces derniers sont exposés à des phénomènes d'abrasion sévères et à des réactions physico-chimiques complexes avec le verre fondu. Ceci est particulièrement accentué par les cycles thermiques dus aux contacts répétés avec le verre. L'objectif de ce travail de thèse est de proposer des solutions innovantes de dépôts de superalliages et/ou traitements de surface destinés à augmenter la durée de vie des outillages. Trois axes d'innovation sont présentés dans ce mémoire. Le premier concerne l'étude du dépôt de poudre composite Co/NiB par soudure PTA (Plasma Transfered Arc) sur des moules en alliage cuivreux. Le second est dédié à l'étude de la faisabilité technique d'un dépôt PVD (Physical Vapor Deposition) multicouche à gradient fonctionnel, présentant des caractéristiques intéressantes pour des applications verrières en termes de dureté et de stabilité thermique, sur des poinçons en acier AISI 431. Enfin, le troisième axe de recherche fait l'objet d'une analyse plus approfondie et concerne l'étude de la nitruration par implantation d'ions azotes multichargés, également sur un acier AISI 431. On observe après implantation une augmentation significative de la dureté (+ 240 %). Une approche multi-expérimentale et multi-échelle est alors proposée afin d'étudier la microstructure du matériau implanté ainsi que son évolution après un recuit de 1h à 650 °C de manière à anticiper le comportement du matériau en production, et de corréler ceci aux propriétés de dureté