Comportement tribologique de revêtements minces et durs sur un alliage de titane Ti-6Al-4V

Tribological behaviour of thin hard coatings on a titanium alloy Ti-6Al-4V

¹ Laboratoire Génie de Production, E.N.I., BP 1629, 65016 Tarbes Cedex
² Service Matériaux et Revêtements, D.M.T.A., Turbomeca, 64511 Bordes

Résumé

Les alliages de titane font de plus en plus concurrence aux aciers dans les applications aéronautiques car ils possèdent des rapports caractéristiques mécaniques/poids les plus élevés des métaux, associés à une grande stabilité chimique sous atmosphère oxydante. En revanche, leur aptitude au frottement est très mauvaise, ce qui a conduit à envisager des traitements superficiels de renforcement. Un traitement de nitruration, un dépôt C.V.D. (D.-L.C.) et quatre dépôts P.V.D. (WC/C, VC/C, W-N, W-C) ont été appliqués sur un substrat Ti-6Al-4V (TA6V) et testés en frottement dans une configuration bille-disque sous une charge de 1 et 7 daN, à une vitesse de glissement de 10 m/s et sous lubrification d’huile à 0,3 l/min. Les résultats obtenus montrent une amélioration significative des performances comparés à un acier nitruré haute résistance.

Abstract

Titanium alloys are more and more used to replace steels for applications where a loss of weight is required because they show the smaller weight to the mechanical caracteristic ratio of any metal, associated to a great chemical stability under an oxydizing atmosphere. Nevertheless, their bad friction behaviour proves that these materials need a superficial protection. A nitriding treatment, a C.V.D. coating (D.-L.C.) and four P.V.D. coatings (WC/C, VC/C, W-N, W-C) have been performed on a TA6V substrate and tested by using a ball-on-disc configuration under a load of 1 and 7 daN, a sliding speed of 10 m/s and lubricated conditions at 0.3 l/min. of oil. The obtained results show a significant improvement of performances with regard to a high resistance nitrided steel.