POUDRES MÉTALLURGIE DES
La métallurgie des poudres est aussi ancienne que l'art des potiers et des céramistes. Cependant, ce qui n'était que techniques ancestrales purement empiriques s'est transformé en une discipline scientifique dans les années 1930, dès qu'on a commencé à comprendre les phénomènes observés. Cette compréhension est d'autant plus nécessaire que les techniques relevant de la métallurgie des poudres présentent un grand intérêt pour certaines fabrications industrielles : préparation de céramiques et de métaux réfractaires, de pièces mécaniques structurales, de coussinets, de filtres, de barrières de diffusion, de combustibles nucléaires.
La métallurgie des poudres diffère de la plupart des techniques métallurgiques en ce qu'elle n'implique jamais la fusion totale du matériau mis en œuvre. Elle est employée soit parce qu'elle est un moyen commode de produire certains métaux ou alliages dotés de propriétés physiques ou mécaniques particulières (élaboration de métaux réfractaires, tel le tungstène, d'alliages ou de pseudo-alliages de deux matériaux non miscibles à l'état liquide, comme le cuivre et le graphite, ou encore de pièces poreuses dans toute leur masse), soit parce qu'elle est une méthode de fabrication relativement économique quand un grand nombre de petites pièces mécaniques identiques est requis. Elle permet en outre d'obtenir directement les pièces à la forme voulue, avec peu ou pas de finition.
L'opération thermique au cours de laquelle s'effectue la liaison des particules de poudres en une masse suffisamment cohérente pour résister aux contraintes rencontrées en service s'appelle le frittage. Il en existe deux types distincts : le premier est décrit comme le frittage à l'état solide (sans ou avec charge), parce qu'il s'effectue à une température telle qu'il n'y a fusion d'aucun des constituants du système pendant l'opération ; le second type, connu sous le vocable de frittage en phase liquide, se produit lorsqu'on est en présence d'un mélange de poudres de métaux à bas et à haut point de fusion ; la température de frittage est supérieure à la température de fusion du composant le plus facilement fusible, de telle sorte que ce dernier baigne la phase solide résiduelle pendant tout ou partie de la durée de l'opération.
Fabrication des poudres
Les poudres utilisées pour le frittage doivent respecter certaines spécifications, comme le diamètre des grains, leur forme, leur surface spécifique, leur composition. Aussi, certaines précautions doivent être prises au cours de leur fabrication.
Méthodes mécaniques
Les méthodes mécaniques s'appliquent essentiellement aux poudres métalliques. La plus utilisée est le broyage à l'aide d'appareils à marteaux ou à boulets. Si le métal est fragile, il est aisément brisé en petits granules. Les temps de broyage sont généralement compris entre une et cent heures au plus. Si le métal est ductile, on obtient, par concassage, de petites paillettes peu adaptées à la fabrication de pièces par la métallurgie des poudres (exception faite de certains produits particuliers comme l'aluminium S.A.P.).
Les métaux liquides peuvent être dispersés en fines gouttelettes qui sont ensuite solidifiées rapidement dans l'air ou dans l'eau. Dans la plupart des méthodes utilisées, un flux de métal liquide est soumis à un jet d'air (ou d'eau) qui refroidit ou gèle les gouttes de métal. Une autre méthode consiste à faire tomber le jet de métal fondu sur un disque rotatif qui est simultanément refroidi par de l'air ou de l'eau. Ces procédés, appelés atomisation, sont applicables à n'importe quel métal ou alliage qui peut être facilement fondu.
Un avantage des méthodes mécaniques est de s'appliquer au cas des poudres d'alliages[...]
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Écrit par
- Gérard BERANGER : Professeur, directeur du laboratoire des matériaux de l'université de technologie de Compiègne
- Georges CIZERON : professeur à l'université Paris-Sud, Orsay, directeur du laboratoire de structure des matériaux métalliques, Orsay
Classification
Pour citer cet article
Gérard BERANGER et Georges CIZERON. POUDRES MÉTALLURGIE DES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Médias
Procédés de fabrication
Encyclopædia Universalis France
Mécanisme d'évaporation-condensation
Encyclopædia Universalis France
Ponts de raccordement et variations des distances
Encyclopædia Universalis France
Autres références
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AIMANTS
- Écrit par Roger FONTAINE
- 6 273 mots
- 13 médias
En application des théories sur les grains fins, les recherches se sont orientées vers la production d'aimants permanents à partir de poudres dont les dimensions sont de l'ordre de celles des monodomaines magnétiques. Le processus de fabrication comporte deux stades : la préparation de la poudre et l'agglomération... -
BÉRYLLIUM
- Écrit par Jean-Paul CARRON, Robert GADEAU, Jean PERROTEY
- 5 410 mots
- 5 médias
Lebéryllium est préalablement fondu sous vide (purification) ; la billette est transformée en copeaux, que l'on broie. La compression de la poudre se fait à froid (100 kg/mm2), ou mieux à 500 0C ; pour les grosses pièces, on comprime à 1 000 0C sous vide ou en atmosphère d'argon,... -
GRENATS
- Écrit par Gérard GUITARD, Ramanathan KRISHNAN
- 4 264 mots
- 11 médias
...technique classique des céramiques. Prenons le cas du YIG. Les matières premières, soit l'oxyde de fer Fe2O3 et l'oxyde d'yttrium Y2O3 sous forme de poudre fine, sont pesées dans des proportions appropriées, puis mélangées d'une façon très homogène, et ensuite frittées à une température de 1 200 ... -
NICKEL
- Écrit par Jacques GRILLIAT, Bernard PIRE, Michel RABINOVITCH, Jacques SALBAING
- 4 774 mots
- 6 médias
Les poudres de nickel obtenues par différents procédés : décomposition du nickel carbonyle, réduction de l'oxyde de nickel, etc., sont utilisées dans les accumulateurs alcalins et les piles à combustible. Elles servent également en catalyse et à la fabrication d'aciers et d'alliages frittés (fig. 1)....
Voir aussi
