POUDRES MÉTALLURGIE DES

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Technologie du frittage

Les procédés utilisés peuvent être divisés en trois groupes : ceux qui correspondent aux métaux ductiles et à points de fusion relativement bas, tels l'argent, le cuivre et le fer ; ceux qui correspondent aux métaux réfractaires, tels le tungstène, le molybdène et le titane ; et ceux qui concernent la préparation de matériaux divers, tels les carbures, les nitrures, les oxydes, etc.

Métaux ductiles

Les pièces fabriquées à partir de poudres de métaux ductiles sont généralement pressées directement à leur forme d'utilisation. Elles sont constituées pour la plupart d'un alliage de deux ou de plusieurs métaux, tels le cuivre et l'étain, ou d'un mélange de poudres de deux métaux (ou plus) qui ne peuvent pas s'allier, tels le cuivre et le tungstène. Une pièce réalisée en alliage est le plus souvent élaborée en partant de poudres préalliées (pièces en laiton, en bronze, en ferronickel et en alliages fer-cuivre).

La préparation commence par le mélange des poudres avec un liant solide, tel le stéarate de zinc ; ce liant facilite le compactage et réduit le frottement entre granules de poudres ; on ajoute aussi parfois un lubrifiant pour réduire l'usure des outillages.

Un pressage ou un briquetage permet ensuite d'obtenir la forme désirée à la température ordinaire. Pour cela, on utilise, d'une part, une matrice en matériau résistant et dur et, d'autre part, un système de deux poinçons. Les pressions utilisées sont généralement comprises entre 160 et 800 mégapascals ; au cours du pressage, le volume de la poudre est réduit au moins de moitié : l'aggloméré a alors une densité atteignant 55 à 80 p. 100 de la densité théorique (matériau solide non poreux ayant la même composition). Les métaux ductiles se prêtent aisément à un tel compactage. On procède alors au frittage, qui se fait généralement sans phase liquide, ce qui réduit au minimum la déformation.

La résistance et la ténacité d'un tel produit fritté sont inférieures à celles du matériau fondu de même composition, en raison de la porosité inhérente à ce procédé. L'infiltration d'une pièce partiellement frittée augmente sa résistance. On peut également recourir à divers traitements thermiques complémentaires.

Les pièces compactées de métaux ductiles présentent un retrait de 1 à 10 p. 100 environ au cours du frittage. Quand il en est tenu compte dans le dessin des matrices, les pièces frittées peuvent être produites avec des tolérances de 0,3 à 1 p. 100 et peuvent être utilisées sans traitement ultérieur. Pour certaines applications, on surdimensionne légèrement les cotes extérieures de la pièce et on la comprime ensuite fortement pour l'amener aux dimensions correctes (technique de la double compression). Les dimensions intérieures, les contours extérieurs et certaines caractéristiques (alésage, filetage) qui ne peuvent être obtenus par mise en forme à la presse nécessitent des opérations ultérieures d'usinage sur la pièce frittée.

Les pièces destinées à être utilisées comme coussinets sont habituellement imprégnées d'une huile lubrifiante ou d'un matériau solide antifriction après mise sous vide primaire. En service, les pores contenant l'huile servent de réservoir permanent pour la lubrification du coussinet. Les pièces en « acier performant » doivent être réchauffées, puis trempées à l'huile ou à l'eau. Certaines pièces sont parfois recouvertes d'un dépôt électrolytique pour obtenir une surface résistant mieux à la corrosion ou ayant un aspect plus attrayant. Le tableau donne quelques exemples de pièces élaborées à partir de poudres de métaux ductiles.

Pièces et matériaux faits à l'aide de poudres de métaux ductibles

Tableau : Pièces et matériaux faits à l'aide de poudres de métaux ductibles

tabl. 2 – Pièces et matériaux faits à l'aide de poudres de métaux ductiles 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Métaux réfractaires

Les pièces en métal réfractaire (température de fusion supérieure à 1 600 0C environ) sont généralement mises en forme à partir de poudres. Les métaux réfractaires sont couramment utilisés à l'état pur ou avec de faibles quantités d'éléments d'addition. Le plus souvent, on élabore par frittage une barre ou un « lingot » qui est façonné ultérieurement pour obtenir du fil, du rond, des tubes ou des tôles. Cependant, quelques pièces en béryllium ou en titane sont faites directement à la forme voulue par pressage et par frittage des poudres, comme dans le cas des métaux ductiles.

La plupart des poudres de métaux réfractaires (niobium, tantale, molybdène [...]

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Procédés de fabrication

Procédés de fabrication
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Mécanisme d'évaporation-condensation

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Ponts de raccordement et variations des distances

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Mécanisme d'écoulement visqueux

Mécanisme d'écoulement visqueux
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Écrit par :

  • : Professeur, directeur du laboratoire des matériaux de l'université de technologie de Compiègne
  • : professeur à l'université Paris-Sud, Orsay, directeur du laboratoire de structure des matériaux métalliques, Orsay

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Pour citer l’article

Gérard BERANGER, Georges CIZERON, « POUDRES MÉTALLURGIE DES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 juillet 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/metallurgie-des-poudres/