Mingbai Machinery Tool Technology a développé avec succès la technologie de « revêtement composite multicouche à gradient », permettant d'améliorer à la fois la durée de vie des lames et la qualité de coupe.

Le centre de R&D de Mingbai Machinery Tool Technology Co., Ltd. a récemment annoncé une avancée technologique majeure. Après près de sept mois de recherche conjointe avec un institut de recherche chinois de renom, l'entreprise a mis au point une nouvelle technologie de revêtement composite multicouche à gradient CrAlN/TiSiN/AlCrTiSiON. Ce revêtement a été appliqué avec succès à des produits phares tels que les lames de cisailles à refendre, les lames en alliage, les lames en acier inoxydable et les couteaux circulaires. Testées par le Centre national de supervision et d'inspection de la qualité des outils de coupe et validées par de nombreux clients sur site, les lames revêtues de ce nouveau revêtement présentent une durée de vie accrue de plus de 150 % par rapport aux lames revêtues traditionnellement, dans des conditions de coupe à sec à grande vitesse, tandis que la qualité de la surface de coupe est améliorée de plus de 40 %. Cette innovation place Mingbai parmi les leaders du secteur des technologies de revêtement d'outils.

Cibler les points faibles de l'industrie : le besoin urgent de surmonter l'oxydation à haute température et le décollement des revêtements

Dans des conditions de forte vitesse et de charge élevée, comme le laminage des métaux et le refendage de précision, la température de surface des lames peut atteindre 800 à 1 000 °C. Les revêtements traditionnels en TiAlN, CrAlSiN et autres subissent une usure par oxydation importante et une défaillance d'interface sous l'effet d'un frottement prolongé à haute température. Le décollement du revêtement et la dégradation de sa dureté entraînent une chute brutale de la durée de vie des lames, et les changements fréquents de lames affectent considérablement la productivité et la qualité d'usinage. Après avoir mené des recherches approfondies auprès de plusieurs entreprises de transformation de l'acier et de refendage de matériaux pour les énergies nouvelles, l'équipe R&D de Mingbai a officiellement lancé le projet fin 2025, déterminée à surmonter ce principal obstacle technique limitant la durée de vie des lames.

Conception multicouche à gradient : de la « protection unique » à l’« amélioration synergique »

Dépassant les concepts traditionnels de revêtement monocouche ou bicouche, l'équipe R&D a proposé une approche technique innovante : « transition graduelle + composite multicouche + protection par pré-oxydation ». La structure du revêtement, de l'intérieur vers l'extérieur, se compose de quatre couches. La couche inférieure est en CrAlN (nitrure de chrome-aluminium), assurant une forte adhérence au substrat en acier et un ancrage solide. La couche intermédiaire est en TiSiN (nitrure de titane-silicium), offrant une dureté élevée et une bonne stabilité thermique. La couche supérieure est en AlCrTiSiON (oxynitrure d'aluminium-chrome-titane-silicium), formant in situ une couche protectrice d'oxyde dense à la surface du revêtement grâce à un traitement de pré-oxydation. Ce procédé améliore considérablement la stabilité structurelle du revêtement en environnements oxydants à haute température. Des couches de transition graduelle à l'échelle nanométrique sont intercalées entre chaque couche, l'épaisseur totale du revêtement étant contrôlée entre 3 et 5 µm. Ceci permet d'éliminer efficacement la concentration des contraintes intercouches et le risque de décollement du revêtement.

Gain de performance : Leader incontesté en matière de dureté, de résistance à la température et de réduction du frottement

Les essais démontrent que le nouveau revêtement composite multicouche à gradient atteint une dureté supérieure à 3 600 HV, une température d'amorçage d'oxydation supérieure à 950 °C et un coefficient de frottement aussi faible que 0,22. Lors de simulations de coupe à sec à grande vitesse, les lames de cisaille revêtues de ce nouveau revêtement ont refendu en continu une bande d'acier inoxydable de 3 mm d'épaisseur sur plus de 25 000 mètres, avec une usure des bords cinq fois inférieure à celle des lames traditionnelles revêtues de TiAlN, ce qui représente une augmentation de la durée de vie de plus de 150 %. Plus encourageant encore, la rugosité de surface Ra des nouvelles lames revêtues est maintenue de façon stable en dessous de 0,8 µm et la hauteur des bavures est réduite de 40 % par rapport aux lames traditionnelles, ce qui représente un progrès considérable en matière de qualité de coupe.

Retours clients positifs, adoption massive imminente

Actuellement, la nouvelle technologie de revêtement a été appliquée à plusieurs produits phares de Mingbai et livrée à six clients pour des essais en conditions réelles. Le responsable de production d'une entreprise de transformation de bandes d'acier inoxydable du Jiangsu a déclaré : « Les nouvelles lames revêtues de Mingbai ont fonctionné sans interruption pendant cinq jours et leurs tranchants sont restés en parfait état. La fréquence de changement des lames est passée de deux fois par jour à une fois tous les deux jours, ce qui représente une réduction de coût très significative. » Une entreprise du secteur des énergies nouvelles du Zhejiang a indiqué que les nouvelles lames revêtues avaient surpassé les attentes lors du refendage d'acier au silicium à haute résistance et a décidé d'intégrer les lames revêtues de Mingbai à sa liste d'approvisionnement annuelle.

Rompre la dépendance aux importations, une étape clé vers l’autosuffisance en matière de revêtements

Auparavant, le processus de revêtement de certaines pales haut de gamme de Mingbai nécessitait la sous-traitance, ce qui engendrait des coûts élevés et rendait les délais de livraison dépendants des fournisseurs externes. Le développement réussi d'une nouvelle technologie de revêtement composite multicouche à gradient et l'introduction d'équipements de revêtement internes ont permis à l'entreprise d'atteindre l'autosuffisance en matière de production de revêtements haut de gamme. Selon les estimations, le revêtement en interne permet de réduire le coût global des pales d'environ 25 % et de raccourcir les délais de livraison de 5 à 7 jours. Le directeur technique de l'entreprise a déclaré : « L'autosuffisance en matière de revêtement est une étape clé pour Mingbai afin d'améliorer sa chaîne industrielle et de renforcer sa compétitivité. Nous continuerons d'approfondir nos travaux dans le domaine du revêtement, en développant des solutions de revêtement spécialisées pour différentes conditions de travail. »

Innovation continue, ouvrant de nouvelles perspectives dans le domaine des technologies de revêtement

Le directeur de la R&D de l'entreprise a déclaré : « Le développement réussi du revêtement composite multicouche à gradient est le fruit de la longue expérience de Mingbai en ingénierie des surfaces. Nous poursuivrons nos recherches sur les procédés de revêtement, explorerons de nouveaux matériaux et conceptions structurelles, et continuerons à proposer à nos clients des produits plus durables et moins coûteux. » Le directeur général a également souligné que Mingbai continuera d'investir plus de 8 % de son chiffre d'affaires annuel dans la R&D, favorisant ainsi le développement d'une entreprise de haute qualité grâce à une innovation technologique soutenue.

Site web : www.mingbaiblade.com