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LES FICHES TECHNIQUES |
Dépots sous vide pvd par arc
cathodique
à guidage magnétique |
| EDF Industrie |
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THERMI-PLATIN
(Groupe Thermi-Lyon)
471, rue de l'Industrie
zi des prés paris
74970 MarignierTél.: 04
50 34 69 88
Fax.: 04 50 34 69 76 |
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Avantages de l'installation |
- qualité des revêtements
- souplesse d'utilisation
- fiabilité
- contrôle des paramètres
Le groupe THERMI-LYON est un prestataire de services industriels
spécialisé depuis sa création en 1960 dans le traitement thermique des outillages et
pièces mécaniques. A cette activité d'origine s'est associée une activité
complémentaire en 1996: les dépôts métalliques sous vide (PVD, CVD, PACVD).
Avec huit unités de production en région Rhône-Alpes et deux en
Île-de-France, THERMI-LYON a réalisé en 1996 un chiffre d'affaires de 130 MF avec un
effectif de 250 personnes.
Deux unités, situées à Creil (Oise) et à Marignier (Haute-Savoie),
ont pris le nom de THERMI-PLATiN et sont spécialisées dans les dépôts sous vide PVD
pour les fabricants et utilisateurs de pièces industrielles mécaniques à usure par
frottement et d'outillages : outils de coupe, de découpe, d'emboutissage, moules
d'injection de plastique et d'aluminium.
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Les dépots métalliques sous vide |
Les dépôts métalliques sous vide en phase vapeur sont connus
pour leur grande dureté et leur faible coefficient de frottement qui expliquent leur
excellente résistance à l'usure.
Pour améliorer les performances des outillages et pièces mécaniques,
THERMI-LYON propose plusieurs techniques de revêtements métalliques en phase vapeur:

Pièces traitées avec
différents
types de dépots |
- Le PVD (Physical
Vapor Deposition) : dépôt par condensation de la vapeur métallique à la surface de la
pièce à des températures de 100 à 550 °C.
- Le CVD (Chemical Vapor
Deposition) : dépôt par réaction chimique de la vapeur métallique avec la surface de
la pièce à revêtir à des températures de 900 à 1 100 °C.
- Le PACVD (Plasma Assisted
CVD) : CVD assisté par plasma pour dissocier le gaz actif à plus basse température, de
l'ordre de 500 °C. |
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Les dépots PVD par arc cathodique |
Parmi les technologies PVD disponibles évaporation sous vide activée
ou non par arc cathodique, pulvérisation cathodique, pulvérisation par faisceau d'ions
ou d'électrons, par laser, l'usine THERMI-PLATiN de Marignier emploie depuis 1996 la
technique d'évaporation par arc cathodique.

Vue d'ensemble de
l'installation
de dépot PVD |
Cette technique consiste à évaporer le
matériau à déposer, qui provient de " cibles " disposées autour de la
charge, par l'effet thermique d'un arc électrique. Les particules évaporées se
combinent au gaz d'apport ionisé (azote par exemple) pour former le composé recherché
qui se dépose en une couche homogène et fortement adhésive sur les pièces portées à
un potentiel négatif ajustable. |
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La technologie du réacteur Platit (R) |
La technologie adoptée par THERMI-PLATiN, récemment développée par
le groupe suisse BLOSCH PLATIT, présente des caractéristiques innovantes par rapport aux
techniques classiques:
- Un système de guidage magnétique de l'arc permet de calibrer
l'énergie de l'arc, assurant une érosion uniforme de la surface des cibles, donc un taux
constant de vaporisation. Ce contrôle de l'arc contribue largement à la qualité du
dépôt lui-même et à sa reproductibilité.
- Avec le procédé Platit®, le décapage ionique effectué en début
de cycle est modulable par ajustement de la tension (- 20 à - 1 250 V) selon le type de
pièces et leur état de pollution.
- Les cibles sont de grandes dimensions pour englober la charge et
créer un plasma homogène, assurant l'uniformité du dépôt sur l'ensemble des pièces
constituant la charge.

Schéma en coupe d'une
enceinte
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Equipement d'évaporation par arc cathodique |
Description
L'installation se compose de deux machines d'évaporation par arc
cathodique installées en 1996 et 1997.
Chaque enceinte contient quatre cibles disposées à la périphérie et
un plateau supportant quatre broches dont la double rotation garantit l'homogénéité du
dépôt sur toute la surface des pièces.
Caractéristiques
| Nombre de machines |
2 |
| Dimension utile |
Diamètre |
650 mm |
| Hauteur |
850 mm |
| Capacité utile |
500 kg |
| Niveau de vide |
1 à 5.10-7 mbar |
| Cibles |
Nombre |
4 |
| Largeur |
250 mm |
| Hauteur |
800 mm |
| Tensions |
Cibles (cathodes) |
-15 à -40 V |
| Porte substrat (anode) |
-20 à -1250 V |
| Puissances installées
par machine |
Chauffage |
50 kW |
| Pompes (vide) |
7 kW |
| Arc |
17 kW |
| Plasma |
15 kW |
| Température enceinte |
250 à 500 °C |
| Epaisseur du dépot |
Courante |
3 µm |
| Limites |
1 à 10 µm |
| Dureté obtenue sur
pièces |
2 200 à 4 000 Hv |
| Matériaux
d'évaporation |
Ti, Al, Cr |
Fonctionnement - Automatisme
Une fois l'enceinte chargée et fermée, un système informatique
assure la gestion du cycle de traitement, dont la durée est de l'ordre de 6 heures, en
fonction des pièces traitées :

Vue d'ensemble d'une unité
d'évaporation par arc cathodique |
- Mise sous vide de l'enceinte (10E-6
mbars) par pompe à palettes, pompe à lobes (Roots) et pompe turbomoléculaire.
- Chauffage par paliers, réglable entre 250 et 500 °C.
- Décapage ionique.
- Injection des gaz réactifs.
- Evaporation et dépôt.
- Refroidissement par injection et brassage d'azote.
- Remise en pression atmosphérique.
- Ouverture et déchargement. |
Le cycle est sélectionné par l'opérateur s'il est mémorisé, ou
programmé s'il s'agit d'un nouveau en saisissant les temps de montée en température et
de paliers, les températures associées...
Le chauffage de l'enceinte s'effectue par résistances tubulaires en
inox fixées verticalement sur quatre panneaux disposés le long des parois.
La puissance est pilotée en trains d'ondes par un régulateur à
action PID.
La paroi de l'enceinte est constituée d'une double enveloppe dans
laquelle circule de l'eau à 40 °C au début du cycle et à 15 °C pendant le
refroidissement.
Les dépôts durs PLATiN apportent aux outillages et pièces
mécaniques des propriétés tribologiques inégalées, favorisant le glissement et
réduisant de façon importante l'usure adhésive et abrasive.
Ils conduisent, pour les outillages, à des gains d'exploitation et de
productivité :
- Durée de vie augmentée (résistance à l'usure).
- Performances machine améliorées (moins d'arrêts pour changement d'outillage ou
maintenance).
- Cadence machine plus élevée (efforts de coupe réduits).
- Economie d'outillages (durée de vie plus élevée).
- Meilleure qualité des pièces produites.
- Coûts de finition réduits.
Le choix de la technologie Platit® - que nous sommes seuls à
exploiter en France - explique pour une large part le succès rencontré auprès de nos
clients au cours de la première année d'exploitation, qui nous a conduits à mettre en
service une deuxième installation en septembre 1997 dans la nouvelle usine de Marignier.
La facilité et la souplesse d'exploitation de ces installations, ainsi
que leur fiabilité, nous donnent entière satisfaction grâce :
- A la gestion informatique du procédé, sans intervention humaine,
assurant la précision et la reproductibilité du traitement.
- Au réglage précis des paramètres propres au traitement.
La technologie Platit® favorise en outre l'uniformité des dépôts,
sur des pièces différentes ou de géométrie complexe.
Pour nos clients, la qualité et l'adhérence du dépôt se mesurent
par des gains de performances et de durée de vie de leurs outillages. Ces résultats sont
particulièrement significatifs pour les applications telles que : outils de coupe, moules
d'injection, outillages de presse.
Dans l'avenir, alors que les applications des dépôts PVD sont en
pleine expansion, la technologie Platit® présente les meilleures perspectives de
développement. En effet, elle admet une grande diversité de matériaux d'évaporation et
de gaz réactifs avec des possibilités de dépôts multicouches ou de type Duplex
jusqu'à de fortes épaisseurs (10 µm).
Constructeur PLATIT AG - Groupe BCI
Moosstrasse 68 - CH - 2540 GRENCHEN
Tél. 00 41 32 654 26 00
EDF INDUSTRIE EDF
Centre EDF Industrie
immeuble Elysées La Défense
7, place du Dôme - La Défense 7
92056 PARIS LA DÉFENSE Cedex
Tél. 01 47 44 97 49
EDF GDF SERVICES
ANNECY LÉMAN
5, boulevard Decouz - B.P. 2334
74011 ANNECY Cedex
Tél. 04 50 65 37 49
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