FR2705692A1 - Procédé pour augmenter la résistance à l'usure de la surface d'une pièce et pièce traitée selon ce procédé. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé pour augmenter la résistance à l'usure de la surface d'une pièce, selon lequel une couche de matériau dur est appliquée sur une couche d'amélioration produite par pré-traitement de la surface de la pièce. La surface de la couche d'amélioration est soumise à un processus d'attaque au plasma sous vide, qui est exécuté d'une façon telle qu'après la formation de la couche de matériau dur, la couche d'amélioration présente une teneur prédéterminée en métalloïdes, par exemple en C, N, B, O, S, Si, pour qu'il ne se forme aucune couche intermédiaire appauvrie en ces métalloïdes et pour améliorer ainsi l'adhérence de la couche de matériau dur, appliquée ensuite, à la surface de la pièce.

Description

Procédé pour auamenter la résistance à l'usure de la surface d'une pièce

et pièce traitée selon ce procédé La présente invention concerne un procédé pour augmenter la résistance à l'usure de la surface d'une pièce, selon lequel une couche de matériau dur est appliquée sur une couche d'amélioration produite par un pré-traitement de la surface de la pièce, et se rapporte également à une pièce

traitée selon ce procédé.

Il s'est, d'une part, avéré avantageux, pour une grande diversité de pièces, comme par exemple pour des éléments de construction et des outils de façonnage, ainsi que, dans certains cas, pour des outils de coupe, de les soumettre à un traitement de surface, grâce auquel une couche d'amélioration est produite, tel que, par exemple, un traitement

thermochimique ou un traitement au plasma sous vide.

D'autre part, un revêtement de ces pièces avec des couches de matériau dur a également fait ses preuves dans de nombreuses applications, pour accroître la résistance à

l'usure des pièces.

Jusqu'à présent, on ne pouvait, de façon restrictive, que combiner les deux procédés précités. Bien que l'on ait

toujours fait état de résultats positifs, les pièces pré-

traitées et revêtues ensuite de matériau dur, n'ont jamais cessé, dans la pratique, de présenter des problèmes de liaison concernant le revêtement, problèmes qui se traduisaient par le fait qu'au cours de l'utilisation des pièces ainsi revêtues, des pertes de revêtement locales se produisaient. Si une couche de protection contre l'usure est appliquée sur une surface ayant subi un pré-traitement, par exemple, par voie thermochimique ou par plasma sous vide, notamment par mise en oeuvre d'une technique de dépôt en phase gazeuse par procédé physique (PVD), il se forme alors, le long de la couche d'amélioration produite, par exemple, par voie thermochimique, une fine couche dans laquelle l'enrichissement en métalloïdes de la couche d'amélioration qui est caractéristique pour les zones superficielles de pièces ayant subi un pré-traitement, par exemple, par voie thermochimique ou par plasma sous vide, fait place à un appauvrissement en métalloïdes. Par métalloïdes (non-métaux), il faut entendre notamment, mais non exclusivement, les éléments C, N, B, 0, S, Si. Cette couche intermédiaire appauvrie ne présente qu'une faible résistance à la traction et au cisaillement. A cause de cette couche intermédiaire "d'appauvrissement", la couche rapportée de matériau dur, soit se détache pendant l'utilisation de la pièce, soit s'écaille en raison des tensions internes qui se développent habituellement en elle. Néanmoins, ce phénomène n'apparaît pas toujours. Il semble qu'il existe des combinaisons de procédés et de matériaux, pour lesquelles ce phénomène n'est pas observable, ou en tout cas n'est pas aussi marqué que cela a été décrit. Cependant, le fait que ces problèmes apparaissent avec la plupart des procédés précités exploités en combinaison, est à lui seul un obstacle à ce Jour insurmontable pour un finissage à façon de bonne qualité, par exemple dans les centres de finissage à façon, o une grande

variété de pièces différentes doit être traitée.

Jusqu'à présent, les solutions proposées pour résoudre ce problème se limitaient à maintenir suffisamment basse, par exemple, au-dessous de 300 C, la température mise en jeu lors de la formation de la couche de matériau dur. Toutefois, avec les techniques habituelles de dépôt en phase gazeuse par procédé physique, aujourd'hui exploitées, il n'est pas possible, à de telles températures, de réaliser des couches

présentant une adhérence suffisante.

La présente invention s'est fixée pour but de développer un procédé du type spécifié en introduction, d'une manière telle que l'adhérence de la couche rapportée de matériau dur

soit garantie.

Ce but est atteint grâce à un développement du procédé susmentionné, qui se caractérise en ce que la surface de la couche d'amélioration est soumise à un processus d'attaque au plasma sous vide, qui est effectué d'une façon telle qu'après la formation de la couche de matériau dur, la couche d'amélioration présente une teneur prédéterminée en métalloïdes. Grâce au fait qu'en mettant en oeuvre le processus d'attaque au plasma sous vide, on agisse sur la teneur en métalloïdes, en particulier à la surface de la couche d'amélioration, on parvient à ce que cette teneur en métalloïdes puisse être ajustée d'une façon telle qu'elle ne descende pas en-dessous d'une valeur prédéterminée après la

formation de la couche de matériau dur.

En principe, grâce au processus d'attaque précité, la teneur en métalloïdes de la couche d'amélioration peut être augmentée, maintenue constante ou diminuée, en fonction de la teneur en métalloïdes qui est recherchée pour une adhérence optimale de la couche de matériau dur appliquée ensuite et de

la teneur qui règne déjà dans la couche d'amélioration.

Selon un mode d'exécution préféré, le processus d'attaque est effectué d'une façon telle que la couche d'amélioration présente, après la formation de la couche de matériau dur, une teneur prédéterminée en l'un au moins des éléments C, N,

B, O, S, Si.

Avantageusement, le processus d'attaque est mis en oeuvre

dans une atmosphère de gaz réactif.

Bien qu'il soit possible, dans certains cas, que la couche d'amélioration renferme un métalloïde et que, au moyen du processus réactif d'attaque, un deuxième métalloïde soit introduit, il est bien plus préférable que le processus réactif d'attaque se déroule dans une atmosphère gazeuse qui contient, au moins dans une proportion prépondérante, le même métalloïde qui, le cas échéant avec un ou plusieurs autres métalloïdes, forment la couche d'amélioration avec le

matériau de base de la pièce.

De préférence, la couche d'amélioration est produite par

un procédé thermochimique ou un procédé au plasma sous vide.

Il est avantageux que deux des trois étapes, que sont l'amélioration, l'attaque et la formation de la couche de matériau dur, soient accomplies in situ, c'est-à-dire dans le même récipient à vide, dans la mesure o il en résulte une réduction importante des coûts de production et donc une

augmentation de la rentabilité du procédé.

Le processus de formation de la couche de matériau dur s'effectue, de préférence, par mise en oeuvre d'un processus réactif assisté par plasma, en particulier par mise en oeuvre d'un processus PVD, appellation qui englobe, par exemple, un processus réactif de dépôt par pulvérisation, un processus réactif de dépôt par vaporisation - vaporisation réactive sous arc, vaporisation réactive par faisceau d'électrons ou vaporisation réactive au moyen d'une décharge sous basse tension-, mais en particulier par plaquage ionique ou pulvérisation par faisceau d'ions. On peut toutefois exploiter, en principe, d'autres processus de dépôt de revêtement assistés par plasma, comme par exemple des procédés chimiques de séparation de vapeurs assistés par plasma, généralement connus sous l'expression PECVD, ou une

autre forme de processus mixte PVD/CVD.

Dans un mode d'exécution préféré, la couche d'amélioration est formée par boruration, carburation, nitrocarburation, carbonitruration, oxynitruration, oxycarbonitruration, oxynitrocarburation, ou de préférence, par nitruration. Tout procédé connu pour la production de telles couches de finissage peut être utilisé à cet effet; un procédé thermochimique ou un procédé au plasma sous vide

est toutefois à préférer.

Pour trouver un exemple de production de la couche

d'amélioration, il convient de se référer au document CH-A-

671 407 ou au document US-A-4 762 756, qui, à cet égard, sont cités comme formant partie intégrante de la présente

description.

Bien que, pour former la couche de matériau dur, n'importe quel revêtement connu comme revêtement protecteur contre l'usure puisse être prévu, comme par exemple une couche de bisulfure de chrome et de molybdène ou une couche de diamant ou d'un matériau analogue au diamant, on réalisera de préférence la couche de matériau dur, par dépôt d'un borure, d'un nitrure, d'un carbure, d'un carbonitrure, d'un nitrocarbure, d'un oxynitrure, d'un oxycarbonitrure, d'un oxynitrocarbure, ou de préférence d'un métal du groupe IVb ou d'un alliage renfermant l'un ou moins de ces métaux. A ce sujet, les métaux du groupe IVb sont définis conformément au document "CRC Handbook of Chemistry and Physics", 54ème édition, Robert C. Weast. On utilise, de façon

préférentielle, l'un au moins des éléments Ti, Zr, Hf.

Cela étant, il est plus particulièrement proposé que le processus d'attaque soit exécuté d'une façon telle que, même après l'application de la couche de matériau dur, la teneur en métalloïdes de la couche d'amélioration, notamment au niveau de sa surface précédemment libre, reste, au moins pour

l'essentiel, inchangée.

Un aspect tout à fait essentiel de la présente invention réside dans le fait que la teneur en métalloïdes de la couche d'amélioration peut être ajustée d'une façon telle qu'après la formation de la couche de matériau dur, elle prenne une valeur prédéterminée, et que la quantité de gaz réactif consommé, et donc apporté, pendant la durée du processus d'attaque, soit utilisée comme variable d'optimisation, pour la qualité de la couche de matériau dur, déposée par la suite. Cela étant, le processus d'attaque n'est amorcé, de façon préférentielle, que lorsque le gaz réactif mentionné possède une pression partielle prédéterminée, que ce soit dans le sens d'une pression partielle minimale exigée pour le déclenchement du processus d'attaque, qui est ensuite augmentée, ou que ce soit déjà la pression partielle du gaz réactif, qui est conservée pendant le processus d'attaque,

et/ou lorsque, n'excède pas une température prédéterminée.

Le procédé proposé par la présente invention est particulièrement bien adapté pour le dépôt d'un revêtement sur des outils de façonnage ou des outils de coupe, et est également approprié, en particulier, pour des pièces en acier. L'invention va être décrite dans ce qui suit, de façon plus détaillée, mais non limitative, à l'aide d'exemples et en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 illustre schématiquement, & titre d'exemple, la conception d'une chambre de traitement sous vide, dans laquelle le procédé conforme à l'invention est mis en oeuvre; - la figure 2 représente la chambre de traitement de la figure 1, exploitée pour le préchauffage des pièces traitées conformément & l'invention, avant qu'elles soient soumises à l'attaque; - la figure 3 représente l'installation de la figure 1, exploitée pour l'exécution, conforme à l'invention, du processus réactif d'attaque au plasma des surfaces améliorées des pièces; - la figure 4 représente l'installation de la figure 1, exploitée pour le dépôt de la couche de matériau dur, par plaquage ionique, après l'exécution du processus réactif d'attaque au plasma; - la figure 5 représente l'installation de la figure 1, exploitée pour le dépôt de la couche de matériau dur, par pulvérisation assistée par faisceau d'ions, après l'exécution du processus réactif d'attaque au plasma; et - la figure 6 représente l'installation de la figure 1 dans la phase de dépôt de la couche de matériau dur, effectuée à l'aide d'un processus hybride combinant un plaquage ionique et un dépôt par pulvérisation assistée par

faisceau d'ions.

Sur la figure 1, une installation utilisée, à titre d'exemple, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, comprend une chambre à vide 1, & laquelle des pompes à vide 3 sont raccordées au travers d'une soupape à étranglement réglable 4. Une calotte porte- pièces 8, qui peut être placée sous une tension de polarisation réglable, est montée sur un passage tournant 6. Des admissions de gaz 12 sont disposées derrière la calotte porte-pièces 8 sur laquelle les pièces 10, reproduites schématiquement, sont placées. A côté de la chambre 1, se trouve en outre une chambre à cathode chaude 14 munie d'une admission de gaz 16. Comme cela est représenté schématiquement, la chambre à cathode chaude 14 communique, au travers d'une structure à

diaphragme 18, avec l'espace intérieur de la chambre 1.

L'installation comprend encore, dans la chambre 1, une source de pulvérisation à magnétron planaire 20 ainsi qu'une unité de vaporisation par faisceau d'électrons 22 et une anode

d'amorçage 24.

Une installation présentant cette configuration est connue et est utilisée et commercialisée par la Déposante

sous le code d'identification BAI640R.

Le débit de la pompe à diffusion à huile et de la pompe

à pistons se monte à environ 800 litres à la seconde.

Des éprouvettes d'acier Z38CDV-5 et d'acier 35NCD16 ont été nitrurées différemment par des pré-traitements thermochimiques différenciés, ceci pour procurer des couches d'amélioration de natures différentes définissant des conditions initiales variables pour le procédé conforme à l'invention. De la sorte, les paramètres de la couche d'amélioration, aussi bien que ceux du revêtement de matériau dur, à la suite de l'étape d'attaque, étaient modifiés systématiquement. L'étape d'attaque était précédée d'une

étape de chauffage qui, toutefois, n'est pas obligatoire.

Il s'est avéré, de façon surprenante, que, pour une gamme plus étendue de paramètres de la couche d'amélioration

(nitrure, borure, etc...) et donc, par exemple, du pré-

traitement thermochimique ainsi que de l'étape de chauffage qui suit, et en particulier de la température de la pièce, ainsi que du procédé de dépôt du revêtement de matériau dur, et également du matériau constitutif de la couche rapportée de matériau dur, le revêtement de matériau dur ne fournissait un résultat pleinement satisfaisant que lorsque la quantité de gaz réactif consommé au cours de l'étape d'attaque réactive et, par conséquent, introduit dans la chambre à vide, se situait à l'intérieur d'une plage étroite prédéterminée, fonction de la nature de la couche d'amélioration (nitrure, borure, etc... ), du type d'acier, mais, comme mentionné, indépendante de la nature du revêtement, appliqué ensuite, de matériau dur (nitrure,

carbonitrure, etc...).

A partir de là, on a observé que, par un ajustement adéquat de la teneur en métalloïdes de la couche d'amélioration, et malgré le revêtement de matériau dur, déposé ensuite, des proportions optimales peuvent être fixées, et la formation d'une couche intermédiaire appauvrie

en métalloïdes peut être avantageusement évitée.

Exemple

I. Pré-traitement des surfaces, comme condition initiale Production de la couche d'amélioration a) Un premier lot d'éprouvettes et d'outils en acier 35NCD16 a tout d'abord été nitruré dans une chambre de

nitruration au plasma à trois électrodes, de type connu.

Il en a seulement résulté la formation en surface d'une couche de diffusion. Les conditions suivantes étaient fixées:

Tableau 1

Température de la pièce 570 C Mélange gazeux Hydrogène avec 3 % d'azote Pression 266Pa Durée du traitement 4 heures Surface totale de la pièce 200 cm2 Tension de décharge 700V Courant de décharge 0,65A En respectant ces conditions, on a obtenu une profondeur de nitruration de 125p et une surface de dureté 530HV0. sur

une profondeur de 25p.

b) Un deuxième lot d'éprouvettes et d'outils a été traité, dans l'installation de nitruration à trois électrodes, susmentionnée, d'une façon telle qu'une couche de y '/Fe4N a été formée sur la couche de diffusion. Les conditions pour ce faire étaient les suivantes:

Tableau 2

Température de la pièce 550 C Mélange gazeux Hydrogène avec 8 % d'azote Pression 266Pa Durée du traitement 4 heures Surface totale de la pièce 200 cm2 Débit d'azote 26scc/min Tension de décharge 650V Courant de décharge 0,65A En respectant ces conditions, on a obtenu une profondeur de nitruration de 170p, avec une dureté de 600HV0, sur une

profondeur de 25p.

Pour des outils en Z38CDV5 (DIN 1,2343), ces mêmes conditions ont conduit, pour une durée du traitement de 16 heures, à une profondeur de nitruration de 150p pour une

dureté de 1200HV0. sur une profondeur de 25p.

c) Un troisième lot d'éprouvettes et d'outils a été traité, dans la même installation de nitruration à trois électrodes, d'une façon telle qu'en surface, une couche

de ú-Fe2_3 (CN) s'est déposée sur la couche de diffusion.

Les conditions pour ce faire étaient:

Tableau 3

Température de la pièce 550 C Pression 266Pa Débit d'hydrogène 46,6scc/min Débit d'azote 276scc/min Débit de méthane 10scc/min Durée du traitement 4 heures Surface totale de la pièce 200cm2 Tension de décharge 500V Courant de décharge 0,7A La profondeur de nitruration était de 170p, et la dureté

s'élevait à 700HV0,1 sur une profondeur de 25p.

Pour des outils en Z38CDV5 (DIN 1,2343), ces conditions ont donné, pour une durée du traitement de 16 heures, une profondeur de nitruration de 150p et une dureté de 1300HV0.1

sur 25p.

1l II. Traitement conforme & l'invention de la surface améliorée a) Chauffage Les éprouvettes et outils ayant subi les différents traitements d'amélioration, ont d'abord été chauffés à 470 C, dans un plasma neutre, au sein de l'installation représentée sur la figure 2. A cet égard, on peut, à titre d'exemple,

procéder conformément aux enseignements du document US-A-

4 555 611, du document DE-3 406 953 ou du document FR-A-

1 153 552, qui, en ce qui concerne le chauffage, sont mentionnés comme formant partie intégrante de la présente

description.

b) Attaque Dans le tableau qui suit, sont rassemblés les paramètres du processus d'attaque pour les essais 1 & 6, qui ont été effectués sur la totalité des éprouvettes et des outils, différemment améliorés et chauffés. Le fonctionnement de l'installation de la figure 1 pour l'attaque, est illustré

par la figure 3.

A la lumière de ce tableau, on peut clairement observer

que, pour toutes les pièces préalablement nitrurées, c'est-à-

dire, dans une large mesure, indépendamment de la couche d'amélioration préalablement formée, une couche dure parfaitement adhérente, exempte de rides et lisse a pu être produite quand, sur la durée du processus d'attaque, 5sccm d'azote ont été introduits dans la chambre, avec une pression partielle d'azote de 0,02Pa. On peut en outre voir que, fondamentalement, le paramètre "quantité de gaz réactif consommé, et donc admis, pendant la durée du processus d'attaque" constitue une variable d'optimisation du processus d'attaque pour l'adhérence de la couche dure qui sera ensuite appliquée. A cet égard, le consommation de gaz réactif effectuée au cours du processus d'attaque, joue un rôle essentiel pour l'ajustement optimal de la quantité apportée de gaz réactif. Celle-ci dépend, pour l'essentiel, de l'étendue de la surface de la pièce soumise en même temps à l'attaque. D'après le tableau qui suit, un débit optimal d'azote de sccm a été établi pour une surface totale de 0,15 m2. Pour une surface totale de 1 m2, le débit optimal s'établit à sccm.

Tableau 4

Paramètres essai 1 eosai 2 essai 3 essai 4 essai 5 essai 6 Pression d'argon 0,12Pa Pression partielle 0,004Pa 0,,02 P a 0,2P 0032Pa 0.04Pa d'azote I Débit d'azote: 1I 5 10 scc/min Surface de la pièce 0,15 mn Intensité de l'arc 160A Tension de - 200V polarisation de la pièce Courant dans la pièce1.5A Température de la 400'C pièce Durée: min 10 1 10 10 1 10 Résultat Formation d'une Couche Aucune ride, mais la couche ride noire sous parfait est rugueuse, poreuse et la couche de ement pulvérulente

nitrure de titane adhé-

rente. lisse et sans ride Tenue en service des mauvaise excel- mauvaise outils revêtus de la lente couche Ce qui est essentiel dans l'attaque, laquelle est déclenchée par une mise sous tension négative des pièces par rapport au potentiel du plasma, est que, dès le début de l'attaque, au moins une pression partielle minimale du gaz réactif utilisé soit fixée. De préférence, la pression partielle mentionnée de, par exemple, 0,02Pa, est fixée pour le processus d'attaque défini dans le tableau 4, avec l'azote, peu de temps déjà avant le démarrage de l'attaque, c'est-à-dire avant que les pièces soient placées à un niveau de potentiel continu négatif. Le procédé d'attaque peut être exécuté aussi bien sous la forme d'un procédé DC (continu) que sous la forme d'un procédé AC (alternatif) ou sous une forme mixte à l'aide d'un mélange de plasmas AC+DC. Sur la

figure 3, on a mis en oeuvre une attaque au plasma DC.

c) Formation de la couche de matériau dur, résultats A la suite de l'attaque, les éprouvettes et outils ont été couverts d'une couche de matériau dur, en partie par plaquage ionique (exploitation de l'installation selon la figure 4), en partie par dépôt sous pulvérisation assistée par faisceau d'ions (exploitation de l'installation selon la figure 5), en partie par un processus hybride (exploitation de l'installation selon la figure 6). En procédant comme sur les figures 4 et 5, on a revêtu les substrats (éprouvettes et outils) d'une couche de matériau dur en TiN de 4,5p

d'épaisseur.

Les outils de façonnage ainsi revêtus affichent, dans les conditions d'exploitation, une durée de vie nettement augmentée, et ce aussi bien par rapport aux outils de façonnage non traités que par rapport aux outils dépourvus de revêtement et seulement pré-traités, ainsi que par rapport aux outils directement revêtus de la couche de nitrure de titane de 4,5p d'épaisseur sans pré-traitement. De même, les durées de vie pour les outils ayant subi l'attaque selon les essais 1, 2, 4 à 6, définis dans le tableau 4, étaient nettement plus faibles que les durées de vie des outils ayant

subi l'attaque selon l'essai 3.

Des essais supplémentaires effectués avec d'autres aciers et d'autres procédés de nitruration, ont établi que l'on obtient toujours le dépôt d'une couche de matériau dur parfaitement adhérente et possédant une bonne structure, dès lors que les conditions thermochimiques au cours de la phase d'attaque empêchent la formation, au niveau de la couche de diffusion, d'une couche intermédiaire qui présente un déficit en métalloïde, sur les types d'acier considérés. Comme on l'a mentionné, on parvient à obtenir, conformément à l'invention, une couche de diffusion exempte de couche intermédiaire appauvrie en métalloïdes, en établissant comme il convient les conditions thermochimiques au cours de la phase d'attaque, et en particulier en effectuant un réglage adéquat de la quantité de gaz réactif introduit, et donc consommé, sur toute la durée du processus d'attaque. Il a été démontré que la loi générale, qui tire profit des enseignements de l'invention, vaut également pour des techniques d'amélioration de surfaces autres que les nitrurations, à savoir, par exemple, pour des borurations, des carburations ou des nitrocarburations, des carbonitrurations, des oxynitrurations, des oxycarbonitrurations et des oxynitrocarburations. Au cours d'essais supplémentaires, on a également appliqué, consécutivement à l'attaque au plasma précitée, en exploitant l'installation selon, par exemple, la figure 6, d'autres couches de matériau dur, comme des couches de bisulfure de chrome et de molybdène, sur l'acier pré-nitruré. On a également obtenu, dans ce cas, une durabilité nettement améliorée.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour augmenter la résistance à l'usure de la surface d'une pièce, selon lequel une couche de matériau dur

est appliquée sur une couche d'amélioration produite par pré-

traitement de la surface de la pièce, caractérisé en ce que la surface de la couche d'amélioration est soumise à un processus d'attaque au plasma sous vide, qui est exécuté d'une façon telle qu'après la formation de la couche de matériau dur, la couche d'amélioration présente une teneur

prédéterminée en métalloïdes.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le processus d'attaque est exécuté d'une manière telle que la couche d'amélioration présente, après la formation de la couche de matériau dur, une teneur prédéterminée en l'un

au moins des éléments C, N, B, O, S, Si.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le processus d'attaque au plasma se déroule dans une atmosphère de gaz réactif, de préférence à l'aide d'un gaz réactif contenant le métalloïde qui forme, conjointement avec

le matériau de base de la pièce, la couche d'amélioration.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que la couche d'amélioration est produite

par un procédé thermochimique ou un procédé au plasma sous-

vide.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce qu'au moins deux des trois étapes, d'amélioration, d'attaque et de formation de la couche de

matériau dur, sont exécutées in situ.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que le processus de formation de la couche de matériau dur est accompli au moyen d'un procédé réactif

assisté par plasma, par exemple au moyen d'un procédé PVD.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce que la production de la couche d'amélioration se fait par boruration, carburation, nitrocarburation, carbonitruration, oxynitruration, oxycarbonitruration, oxynitrocarburation ou, de préférence, nitruration.

8. Procédé selon l'une des revendications i à 7,

caractérisé en ce que, pour former la couche de matériau dur, on applique un borure, un nitrure, un carbure, un carbonitrure, un nitrocarbure, un oxynitrure, un oxycarbonitrure, un oxynitrocarbure ou, de préférence, un métal du groupe IVb ou un alliage renfermant l'un au moins de

ces métaux.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce que le processus d'attaque est effectué d'une façon telle que la teneur en métalloïdes de la couche d'amélioration, au niveau de sa surface, reste, au moins pour l'essentiel, inchangée, à la suite de l'application de la

couche de matériau dur.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9,

caractérisé en ce que la quantité du gaz réactif consommé pendant la durée du processus d'attaque, est utilisée comme variable d'optimisation pour la qualité de la couche de

matériau dur appliquée ensuite.

11. Procédé selon l'une des revendications i à 10,

caractérisé en ce que le processus d'attaque ne débute que lorsqu'une pression partielle prédéterminée du gaz réactif est atteinte et que, de préférence, une température

prédéterminée de la pièce n'est pas dépassée.

12. Application du procédé selon l'une des

revendications 1 à 11 à des outils de façonnage ou à des

outils de coupe.

13. Application du procédé selon l'une des

revendications 1 à 12 à des pièces en acier.

14. Pièce caractérisée en ce qu'elle est traitée selon le

procédé conforme à l'une des revendications 1 à 11.

15. Pièce selon la revendication 14, caractérisée en ce

que son matériau de base est de l'acier.

16. Pièce selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce qu'elle consiste en un outil de façonnage ou un outil

de coupe.