FR2593115A1 - Materiau composite stratifie, en particulier pour elements de glissement et de frottement, et procede pour sa fabrication. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un matériau composite stratifié, en particulier pour éléments de glissement et de frottement, et un procédé pour sa fabrication. Matériau composite stratifié, en particulier pour éléments de glissement et de frottement, dans lequel sont appliquées, sur un substrat 1, par exemple sur une couche d'acier, une couche intermédiaire 2 contenant du cuivre et/ou de l'étain et par dessus celle-ci - séparée par une couche d'arrêt de diffusion 3 - une couche fonctionnelle 4, par exemple une couche de frottement ou de glissement, contenant de l'étain et/ou du cuivre, la couche d'arrêt de diffusion 3 pouvant être épaisse d'environ 0,5 à 5 mu m et étant formée d'un matériau métallique qui constitue un réseau cristallin pratiquement cubique à faces centrées, matériau caractérisé en ce que la couche d'arrêt de diffusion 3 est formée par pulvérisation cathodique sous vide avec constitution d'une structure recristallisée, pratiquement exempte de lacune, du réseau cristallin cubique à faces centrées. (CF DESSIN DANS BOPI)
Description
L'invention concerne un matériau composite stratifié, en particu-
Lier pour éléments de glissement et de frottement, dans lequel sont appliquées, sur un substrat, par exemple sur une couche d'acier, une couche intermédiaire contenant du cuivre et/ou de l'étain et par dessus celle-ci - séparée par une couche d'arrêt de diffusion - une couche fonctionnelle, par exemple une couche de frottement ou de glissement, contenant: de l'étain et/ou du cuivre, la couche d'arrêt de diffusion pouvant être épaisse d'environ 0,5 à 5 pm et étant formée d'un matériau métallique qui constitue un réseau cristallin pratiquement cubique
à faces centrées.
Dans des matériaux composites stratifiés connus, par exemple ceux selon Le DE-A 28 53 724, sont prévues une couche intermédiaire formée de matériau présentant des propriétés de fonctionnement avec graissage insuffisant, par exemple de bronze au plomb et une couche fonctionnelle placée par dessus celle-ci, par exemple une couche de glissement ou
de frottement et il est recommandé de disposer, entre la couche intermé-
diaire et la couche fonctionnelle ou couche de glissement ou de frotte-
ment, une mince couche d'arrêt de diffusion exempte d'oxydes, pour arreler L'étain qui émigre de la couche de glissement à des températures élevées et éviter ainsi la formation de phases intermétalliques fragiles formées d'étain et du cuivre du bronze au plomb. Celui-ci occasionnerait, en cas d'effort dynamique appliqué à un élément de glissement ou de frottement, en vertu de son caractère fragile, le détachement de la couche de glissement ou de frottement. C'est pourquoi, dans le DE-A 28 53 724, on a proposé de prévoir, entre la couche intermédiaire et La couche de glissement ou de frottement, une couche pulvérisée d'arrêt de diffusion formée de Ni Cr20 ou de chrome pur. Toutefois, comme le montrent'ies expériences de la pratique, la couche d'arrêt de diffusion nickel-chrome, de même qu'une couche d'arrêt de diffusion formée de chrome pur, n'est pas entièrement efficace dans le cas de couches de gLissement ou de frottement contenant de l'étain (par exemple, formées d'altiages A1Sn). Des examens à l'aide du microscope électronique à balayage et de la microsonde montrent que visiblement, l'étain diffuse à travers une telle couche pulvérisée d'arrêt de diffusion de NiCr20 ou de chrome pur en passant par des lacunes réticulaires et se réunit du cuivre de la couche intermédiaire de bronze au plomb en donnant
une phase intermétallique fragile, notamment Cu6Sn5 qui, dans les condi-
tions d'un fonctionnement proche de la pratique, conduit au détachement
de la couche de glissement et donc à une défaillance du palier.
Egalement, des couches d'arrêt de diffusion appliquées galvanique-
ment présentent - comme la pratique l'a montré - un nombre relativement grand de Lacunes réticulaires et-, par suite, à température élevée, laissent également diffuser de L'étain de la couche fonctionnelle ou
couche de glissement ou de frottement dans La couche intermédiaire.
Par suite, le problème de L'invention est de perfectionner notable-
ment un matériau composite stratifié de l'espèce indiquée au début de façon telle que la diffusion de l'étain à travers la couche d'arrêt
de diffusion soit pratiquement empêchée ou du moins notablement dimi-
nuée. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que la couche d'arrêt de diffusion est formée par pulvérisation cathodique sous vide avec constitution d'une structure recristallisée, exempte
de lacune, du réseau cristallin cubique à faces centrées.
Par l'application, selon l'invention, d'une couche d'arrêt de diffusion formée de matériau métallique constituant un réseau cristallin
pratiquement cubique à faces centrées, à l'aide du procédé de pulvérisa-
tion cathodique, on évite sûrement - comme des expériences l'ont montré de façon surprenante - que la couche fonctionnelle ne se détache de la couche intermédiaire. Il est vrai que l'on peut aussi réaliser, par voie galvanique, de minces couches de tels matériaux métalliques
constituant un réseau cristallin pratiquement cubique à faces centrées.
Toutefois, il est apparu que de telles couches minces appliquées galva-
niquement présentent beaucoup de lacunes dans le réseau cristallin et que, par suite, à des températures élevées, elles laissent diffuser de l'étain en quantités appréciables, de la couche fonctionnelle dans
la couche intermédiaire.
Dans un mode d'exécution particulièrement avantageux de l'inven-
tion, la couche d'arrêt de diffusion est formée par pulvérisation catho-
dique en partant d'un aLliage nickel-étain ayant une teneur en étain d'au moins 10 % en masse. On pourrait tout d'abord supposer que la teneur en étain du matériau formant la couche d'arrêt de diffusion, et précisément la teneur enétain de 20 % en masse et davantage, pourrait avoir tendance à Laisser passer de L'étain de la couche de diffusion dans la couche intermédiaire et alors à compléter à nouveau la teneur en étain depuis la couche fonctionnelle, donc à permettre une diffusion
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indirecte d'étain de la couche fonctionnelle dans la couche intermé-
diaire. Or, en fait, cet effet, à prévoir tout d'abord, ne se produit pas. Au contraire, il est apparu de façon surprenante qu'une couche d'arrêt de diffusion formée d'alliage nickel-étain ayant une teneur en étain d'au moins 10 % en masse déploie, pour l'étain, une action de barrage particulièrement sûre entre la couche fonctionnelle et la
couche intermédiaire.
Le matériau composite stratifié, selon l'invention, peut être
fabriqué particulièrement avantageusement par le procédé selon l'inven-
tion qui est caractérisé par le fait que l'on soumet le substrat, préa-
lablement revêtu de la couche intermédiaire, à un nettoyage ou à un
décapage de la surface libre de la couche intermédiaire par pulvérisa-
tion cathodique inverse sous vide et qu'immédiatement à la suite, on applique la couche d'arrêt de diffusion par pulvérisation cathodique en maintenant des conditions de température du substrat et de pression de plasma dans le récipient harmonisées entre elles conformément à la structure à obtenir de la couche d'arrêt de diffusion. Il est apparu que si la température est aussi élevée que possible à la surface à revêtir et si la pression de plasma est aussi basse que possible dans le récipient, les particules de matériau amenées à la surface à revêtir dans le procédé de pulvérisation cathodique présentent pratiquement une grosseur atomique et sont amenées avec une grande énergie cinétique à la surface à revêtir. Apres avoir atteint la surface à revêtir, les particules ou atomes amenés conservent encore en moyenne une mobilité appréciable de sorte qu'elles se détachent à nouveau plus ou moins, au moins en partie, du point d'impact sur la surface et s'incorporent,
à la façon d'un processus de cristallisation, à la structure caractéris-
tique du matériau. La mobilité relativement grande des particules ou atomes conduit à l'assemblage en une structure pratiquement exempte
de lacune.
Naturellement, la température à la surface à revêtir est assujettie à une limite supérieure par la composition de la couche intermédiaire,
c'est-à-dire par le fait que des constituants de la couche intermé-
diaire, par exemple le plomb, s'évaporent au-dessus d'un seuil de tempé-
rature. Dans le procédé selon l'invention, on peut obvier à cette limite élevant la température du substrat à la surface à revêtir pendant la formation de la couche d'arrêt de diffusion, lorsque la couche d'arrêt de diffusion a atteint l'épaisseur d'une ou plusieurs couches atomiques
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et par suite, peut s'opposer à l'évaporation de constituants de la couche intermédiaire. En outre, on maintient aussi à une grande valeur la mobilité des particules appliquées par la pulvérisation cathodique sur la surface à revêtir de la couche intermédiaire par le fait que l'on opère avec une pression de plasma aussi basse que possible dans le récipient, de sorte que le nombre des collisions de particules ou atomes pulvérisés cathodiquement avec des particules de plasma est maintenu réduit. D'autre part, naturellement, si l'on abaisse trop fortement la pression du plasma, la décharge luminescente anormale, qui constitue le véhicule physique de la pulvérisation cathodique, devient si faible que le passage de courant électrique, et donc le débit de la pulvérisation cathodique diminuent excessivement. Toutefois,
il est apparu que les conditions physiques de travail pour la pulvérisa-
tion cathodique diminuent excessivement. Toutefois, il est apparu que les conditions physiques de travail pour la pulvérisation cathodique
peuvent, avant que cette limite ne soit atteinte, être réglées et harmo-
nisées entre elles de telle sorte que la constitution de la couche d'arrêt de diffusion se déroule encore à la façon d'un processus de recristallisation. On peut obtenir une amélioration supplémentaire en ce qui concerne la densité de la couche d'arrêt de diffusion à former si, pendant la formation de la couche de diffusion, on applique au substrat une tension électrique négative qui est inférieure d'un ordre de grandeur à la tension électrique négative appliquée à la cible. Toutefois, il faut alors tenir compte tout d'abord du fait que des particules de gaz et d'autres particules de corps étrangers pourraient s'incorporer à la structure de la couche d'arrêt de diffusion et y former des lacunes indésirables. Cependant, en fait, on peut empêcher cela efficacement par coopération avec la température élevée maintenue à la surface à
revêtir et la pression de plasma relativement basse dans le récipient.
Le chauffage du substrat à la température désirée lors de la forma-
tion de la couche d'arrêt de diffusion peut s'effectuer pendant la
pulvérisation cathodique inverse utilisée pour le nettoyage ou le déca-
page de la surface libre de la couche intermédiaire. En particulier, on peut utiliser cette pulvérisation cathodique inverse elle-même pour engendrer la température désirée sur le substrat et plus précisément, uniquement ou avec soutien par un autre rapport d'énergie, par exemple un rayonnement infrarouge ou un chauffage par induction, ce dernier
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devant être moins envisagé lorsque la pulvérisation cathodique doit s'effectuer dans un champ magnétique. On peut aussi, au cours de Là pulvérisation cathodique pour la formation de la couche d'arrêt de diffusion, post-chauffer le substrat et la couche d'arrêt de diffusion qui se forme, par exemple par rayonnement infrarouge sur le côté à
revêt i r.
L'application de la couche fonctionnelle sur la couche d'arrêt de diffusion peut également s'effectuer par pulvérisation cathodique et plus précisément, immédiatement à la suite de l'application de la 1.0 couche d'arrêt de diffusion. Il est alors possible non seulement de
passer à la pulvérisation cathodique d'autre matière, à savoir du maté-
riau prévu pour la couche fonctionnelle, mais aussi de passer à d'autres conditions de fonctionnement et plus précisément en ce qui concerne La cible et éventuellement le potentiel à appliquer au substrat, en ce qui concerne la pression de plasma à maintenir et la composition du plasma. Pour pouvoir appliquer simultanément dans un récipient, d'une part, la couche d'arrêt de diffusion sur une pièce ou partie de pièce, d'autre part, la couche fonctionnelle sur une autre pièce ou une autre partie de pièce, on prévoira alors avantageusement, à L'intérieur du récipient, des séparations et des sas par lesquels les pièces ou une bande de matériau peuvent être transférées d'une région
séparée du récipient à une autre région séparée du récipient.
Si La formation de la couche fonctionnelle doit s'effectuer avec
une autre composition de plasma que la formation de la couche de diffu-
sion et s'il peut exister un risque qu'un plasma de composition diffé-
renie puisse avoir une action désavantageuse sur la surface libre fraî-
chement engendrée de la couche d'arrêt de diffusion, il s'offre dans Le cadre du procédé selon l'invention la possibilité d'appliquer tout d'abord, par pulvérisation cathodique ou placage ionique, sur la surface Libre de la couche d'arrêt de diffusion, une mince couche protectrice recouvrant ceLLe-ci, en utilisant un plasma ayant pratiquement la même composition que pour la formation de la couche d'arrêt de diffusion, cette couche protectrice pouvant être formée du matériau prévu pour
La couche fonctionnelle.
Pour la formation d'une structure de couche d'arrêt de diffusion
exemple de lacunes, il est apparu particulièrement avantageux et effica-
ce que La cible à utiliser pour la formation de la couche d'arrêt de diffusion par pulvérisation cathodique, ou le matériau qu'elle contient,
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soit soumis à un prétraitement assurant un dégazage poussé, de sorte que Les matériaux de cible utilisés pour La formation de la couche d'arrêt de diffusion se distinguent par une pauvreté particulière en gaz. Ce prétraitemeni du ou des matériaux contenus dans la cibLe à utiliser pour la formation de la couche d'arrêt de diffusion, assurant un dégazage particulièrement poussé, peut consister en une fusion sous vide poussé et/ou un recuit sous vide poussé et/ou une distillation
sous vide poussé.
Un exemple d'exécution de l'invention est décrit plus précisément ciaprès à propos des dessins, dans lesquels: la figure 1 montre en perspective une coquille de palier lisse formée de matériau composite stratifié selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe partielle AB selon la figure 1, en représentation agrandie, et la figure 3 montre le détail C de la figure 2 en représentation
encore notablement agrandie, avec insertion d'une représentation schéma-
tique du réseau cristallin.
Dans l'exemple représenté, sur une couche porteuse 1 d'acier ou
sur une coquille de soutien en acier est appliquée une couche intermé-
diaire 2 de matériau pour paliers contenant du cuivre, par exemple de bronze au plomb, en une épaisseur de couche d'environ 0,2 à 0,7
mm. Le matériau pour paliers contenant du cuivre de la couche intermé-
diaire 2 présente une composition comprise dans les limites usuelles pour les matériaux contenant du cuivre dans des couches intermédiaires de paliers Lisses à plusieurs couches. Sur la surface de la couche intermédiaire 2 qui est opposée à la couche porteuse 1 est appliquée
une couche d'arrêt de diffusion 3 qui peut avoir, dans l'exemple repré-
senté, une épaisseur d'environ 3 Km. Cette couche d'arrêt de diffusion est formée, dans l'exemple représenté, d'un alliage nickel-étain ayant une teneur en étain de 20 % en masse. La couche d'arrêt de diffusion est appliquée par pulvérisation cathodique sur la surface libre de la couche intermédiaire 2. Sur La surface libre de la couche d'arrêt
de diffusion 3, la couche de glissement 4 est appliquée par pulvérisa-
tion cathodique sous vide. La couche de glissement 4 est formé d'alliage contenant de L'étain ou d'alliage de dispersion. Comme alliage pour la couche de glissement 4, on peut envisager, par exemple, des alliages à base d'étain, par exempLe SnSbl2Cu6Pb2 ou des alliages à base de
plomb à teneurs notables en étain, par exemple PbSnlOCu2 ou PbSnlO.
7 2593115
Toutefois la couche de glissement 4 peut aussi être formée d'alliage de dispersion, en particulier d'alliage à base A1Sn, en particulier
A1Sn6, ASnlO, A1Sn20 ou A1Sn40.
En tout cas, l'étain contenu dans la couche de glissement a norma-
lement tendance à diffuser dans la couche intermédiaire et à se réunir au cuivre qui s'y trouve en formant des phases intermétalliques, en particulier des phases intermétalliques fragiles, notamment Cu6Sn5 et cela, dans une mesure croissante à mesure- que la température de fonctionnement de palier lisse s'élève. Les couches d'arrêt de diffusion connues, en particulier les couches d'arrêt de diffusion appliquées galvaniquement, peuvent arrêter notablement la diffusion de l'étain à de basses températures. A des températures de fonctionnement élevées, par exemple de l'ordre de 200 C et au-dessus, l'étain diffuse de la couche de glissement, pratiquement sans entrave, à travers les couches classiques d'arrêt de diffusion, dans la couche intermédiaire contenant du cuivre. Cela s'explique par le fait que dans la structure cristalline des couches d'arrêt de diffusion connues, il existe des lacunes dans une mesure telle que les atomes d'étain, plus mobiles en vertu de la température élevée, peuvent traverser sans difficulté la couche d'arrêt
de diffusion.
Par contre, dans le cas de la couche d'arrêt de diffusion pulvéri-
sée 3 est formé un réseau cristallin cubique a faces centrées 5, prati-
quement exempt de lacune par suite de recristallisation, comme il est
indiqué sur la figure 3. Par la constitution du réseau cristallin cubi-
que à faces centrées, recristallisé et exempt de lacune, l'alliage nickelétain prévu dans l'exemple représenté est encore pratiquement imperméable à l'étain qui diffuse, même à des températures de l'ordre
de 200 C et au-dessus.
Exemple d'exécution Le matériau composite stratifié utilisé dans l'exemple représenté pour la fabrication de la coquille de palier lisse est fabriqué de la façon suivante: On applique un support d'acier 1, revêtu de façon classique de la couche intermédiaire 2 en matériau pour paliers contenant du cuivre, sur un substrat métallique qui est éventuellement conçu sous la forme d'un chariot et peut se déplacer à l'intérieur d'un récipient subdivisé en chambres, utilisé pour la pulvérisation cathodique. Le substrat est muni d'une chambre pouvant être rincée avec du liquide, qui est
raccordée à un circuit d'agent de chauffage liquide ou de milieu calo-
8 2593115
porteur, par exemple d'huile. Après introduction dans le récipient, on chauffe tout d'abord, par réglage de la température de l'agent de chauffage liquide, le demi-produit formé de la couche porteuse 1 et de la couche intermédiaire 2 et qui est appliqué sur le substrat par la surface libre de la couche intermédiaire 2, à l'état dégagé, de façon conductrice de la chaleur et on le dégaze en faisant le vide dans le récipient jusqu'à ce qu'une pression d'environ 10-5 mbar soit
atteinte dans le récipient.
A la suite du dégazage du produit fini, on introduit dans le réci-
pient du gaz de plasma, dp préférence de l'argon, jusqu'à ce qu'une pression de 5.10-3 à 5.10-2 mbar soit atteinte. Il s'effectue alors
un nettoyage et un dépolissage de la surface libre de la couche intermé-
diaire 2, sous la forme d'un décapage par pulvérisation cathodique inverse. A cet effet, on branche comme cathode le substrat sur lequel est disposé le demi-produit et on engendre une décharge luminescente anormale en appliquant une tension de décapage de 400 à 1000 V, de préférence de 500 V et en maintenant un courant de décapage de 5 à
A ou une densité de courant de décapage de 5 à 15 mA/cm de la surfa-
ce à décaper. Pendant cette pulvérisation cathodique inverse, on établit et on maintient sur le demi-produit une température de substrat de C à 200 C, de préférence de 140 C, par l'action conjointe de l'agent de chauffage liquide et de la pulvérisation cathodique inverse. La durée de ce traitement de décapage par pulvérisation cathodique inverse
doit être choisie conformément aux exigences de chacun des cas.
A la suite du décapage par pulvérisation cathodique inverse s'ef-
fectue l'application de la couche d'arrêt de diffusion par pulvérisation cathodique. A cet effet, on branche comme anode Je substrat encore relié par sa.chambre de chauffage et de refroidissement au circuit d'agent de chauffage, ou on le relie à un potentiel négatif d'environ 30 V à 70 V. Alors s'effectue la constitution de la couche d'arrêt de diffusion par pulvérisation cathodique d'une cible formée de la matière désirée de la couche d'arrêt de diffusion, par exemple d'une cible en alliage nickelétain ayant une teneur en étain d'au moins % en masse, de préférence d'environ 20 % en masse. Si l'on veut réaliser la couche d'arrêt de diffusion en matériau ferromagnétique, par exemple en nickel pur ou en alliage nickel-étain ayant une teneur en étain inférieure à 10 % en masse, des mesures spéciales, telles qu'elles sont connues par EP i44 572 et EP 144 838 peuvent être prévues
9 2593115
sur le champ magnétique pour l'exécution de la pulvérisation cathodique.
Pendant la constitution de la couche d'arrêt de diffusion, on applique une différence de potentiel de 300 V à 700 V, en tant que tension de pulvérisation, entre la cible et le substrat c'est-à-dire le demi-produit formé de la couche porteuse 1 et de la couche intermé- diaire 2. Le courant de pulvérisation maintenu lors de la constitution de la couche d'arrêt de diffusion est, dans cet exemple, de 50 A à A, ou de 10 W/cm à 30 W/cm de la surface à revêtir. Pendant la
constitution de la couche d'arrêt de diffusion, on maintient le sub-
strat, c'est-à-dire le demi-produit à revêtir, au moyen de fluide calo-
porteur liquide amené au substrat, à une température de 120 C à 200 C,
de préférence de 140 C. Dans le présent exemple, pendant toute la pulvé-
risation de la couche d'arrêt de diffusion, il faut maintenir la tempé-
rature autant que possible constante, c'est-à-dire entre des limites de + 5 C. Pendant la constitution de la couche d'arrêt de diffusion 3 par pulvérisation cathodique, on maintient la pression de plasma dans le récipient dans la gamme de 1.103 et 5.10-2 mbar. Dans ces conditions de température et de pression, il se produit, au sein de la couche d'arrêt de diffusion 3 qui se constitue, un processus de recristallisatlon par lequel l'occupation complète du réseau cristallin cubique à faces centrées 5 est assurée. I1 se produit alors dans le
réseau cristallin un remplissage d'espace de 60 % à 68 %, donc un rem-
plissage du rdscau cristallin qui rend pratiquement impossible le pas-
sage d'atomes d'étain.
A la suite de la constitution de la couche d'arrêt de diffusion 3 s'effectue la constitution de la couche fonctionnelle ou couche de glissement 4, dans des conditions pratiquement semblables, en ce qui concerne la tension de pulvérisation, le courant de pulvérisation, la température du substrat et la pression de pulvérisation, à celles que l'on règle déjà lors de la constitution de la couche d'arrêt de
diffusion, avec cette différence que la pulvérisation cathodique s'ef-
fectue sur une ou plusieurs cibles ayant une composition de matériau comme celle que l'on désire pour la couche fonctionnelle ou couche de glissement 4 dont il s'agit. En outre, lors de la constitution de la couche fonctionnelle, il peut se former des fractions d'oxydes qui
s'enchassent sûrement, sous forme de très fines particules, pour conso-
lider la dispersion, dans la couche fonctionnelle, par exemple la couche de glissement, comme cela est connu par les brevets DE 28 53 724 et
2593115
29 14 618. L'oxygène nécessaire à cet effet peut être inclus dans la cible dont il s'agit ou bien on peut l'ajouter au plasma. Mais en tout cas, la couche d'arrêt de diffusion doit être maintenue exempte de
fractions d'oxygène.
Les étapes de procédé expliquées dans l'exemple d'exécution ci-des- sus peuvent s'effectuer dans un récipient simple ou successivement dans le temps. Toutefois, il est possible aussi de prévoir un récipient subdivisé en chambres, muni de sas entre les chambres, dans lequel les différentes étapes de procédé peuvent être exécutées, par exemple une chambre pour le dégazage du demi-produit, à la suite de celle-ci une chambre pour le nettoyage et le dépolissage de la surface à revêtir
par pulvérisation cathodique inverse, à la suite de celle-ci, une cham-
bre pour engendrer la couche d'arrêt de diffusion et une chambre pour engendrer la couche fonctionnelle ou couche de glissement 4. S'il. y a lieu de fabriquer le matériau composite stratifié de façon continue sous la forme d'une bande, on peut introduire continuellement la bande
de demi-produit dans le récipient par un sas d'entrée et retirer conti-
nuellement du récipient la bande de matériau composite stratifié, par
un sas de sortie. De façon analogue, on peut aussi introduire des mor-
ceaux de demi-produit formés d'un support d'acier 1 et d'une couche intermédiaire 2 dans le récipient, par un sas d'entrée, et retirer
successivement du récipient, par un sas de sortie, les morceaux corres-
pendants de matériau composite stratifié pendant que l'on entretient
de façon continue, à l'intérieur du récipient, le déroulement du procé-
dé.
il 2593115.
Claims (9)
1) Matériau composite stratifié, en particulier pour éléments de glissement et de frottement, dans lequel sont appliquées, sur un substrat, par exemple sur une couche d'acier, une couche intermédiaire contenant du cuivre et/ou de l'étain et par dessus celle-ci - séparée par une couche d'arrêt de diffusion - une couche fonctionnelle, par exemple une couche de frottement ou de glissement, contenant de l'étain et/ou du cuivre, la couche d'arrêt de diffusion pouvant être épaisse d'environ 0,5 & 5 Hm et étant formée d'un matériau métallique qui constitue un réseau cristallin pratiquement cubique à faces centrées, matériau caractérisé en ce que la couche d'arrêt de diffusion (3) est formée par pulvérisation cathodique sous vide avec constitution d'une structure recristallisée, pratiquement exempte de lacune, du réseau
cristallin cubique à faces centrées.
2) Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'arrêt de diffusion (3) est formée par pulvérisation cathodique en partant d'un alliage nickel-étain ayant une teneur en étain d'au
moins 10 % en masse.
3) Procédé de fabrication d'un matériau composite stratifié selon
l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on
soumet le substrat, préalablement revêtu de la couche intermédiaire,
à un nettoyage ou à un décapage de la surface libre de la couche inter-
médiaire par pulvérisation cathodique inverse sous vide et qu'immédiate-
ment à la suite, on applique la couche d'arrêt de diffusion par pulvéri-
sation cathodique en maintenant des conditions de température du sub-
strat et de pression de plasma dans le récipient harmonisées entre elles conformément à la structure à obtenir de la couche d'arrêt de diffusion. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pendant la formation de la couche d'arrêt de diffusion, on règle la température du substrat à une valeur maximale permise conformément à la composition de la couche intermédiaire et la pression de plasma dans le récipient à une valeur correspondant au passage minimal de-courant électrique à maintenir dans la décharge luminescente anormale avec application à la cible d'un potentiel électrique choisi lors de la pulvérisation
cathodique.
) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, carac-
12 2593115
en ce que pendant la formation de la couche d'arrêt de diffusion, on applique au substrat une tension électrique négative qui est inférieure d'un ordre de grandeur à la tension électrique négative appliquée à
la cible.
6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, carac-
térisé en ce que l'on effectue le chauffage du substrat à la température désirée lors de la formation de la couche d'arrêt de diffusion pendant et/ou par la pulvérisation cathodique inverse pour le nettoyage ou
le décapage de la surface libre de la couche intermédiaire.
7) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, carac-
térisé en ce qu'au cours de la pulvérisation cathodique pour la forma-
tion de la couche d'arrêt de diffusion, on réchauffe le substrat et la couche d'arrêt de diffusion en formation, par exemple par irradiation
infrarouge sur le côté à revêtir.
8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, carac-
térisé en ce que l'on effectue la formation de la couche d'arrêt de
diffusion par pulvérisation cathodique dans un champ magnétique.
9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, carac-
térisé en ce que l'on applique la couche fonctionnelle immédiatement à la suite de l'application de la couche d'arrêt de diffusion, sur la surface libre de celle-ci, par pulvérisation cathodique ou placage ionique, le potentiel électrique et la pression de plasma devant être orientés vers les conditions désirées pour la formation de la couche fonctionnelle. 10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on forme la couche fonctionnelle avec une autre composition de plasma que lors de la formation de la couche d'arrêt de diffusion, on applique tout d'abord par pulvérisation cathodique ou placage ionique, sur la
surface libre de la couche d'arrêt de diffusion, une mince couche pro-
tectrice recouvrant la couche d'arrêt de diffusion, avec utilisation d'un plasma ayant pratiquement la même composition que pour la formation de la couche d'arrêt de diffusion, de préférence en partant de matériau
prévu pour la couche fonctionnelle.
11) Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 10,
caractérisé en ce que l'on soumet la cible à utiliser pour la formation
de la couche d'arrêt de diffusion par pulvérisation cathodique, ou-
le ou les matériaux qu'elle contient, à un prétraitement assurant un
dégazage poussé.
13 2593115
12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on soumet le ou les matériaux contenus dans la cible à utiliser pour la
formation de la couche d'arrêt de diffusion à un prétraitement de déga-
zage par fusion sous vide poussé et/ou recuit sous vide poussé et/ou distillation sous vide poussé.
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