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Auteur(s)
-
Michel EUDIER : Professeur honoraire à l’École Centrale de Paris
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Dans la pratique la plus courante, on comprime la poudre à froid afin d’obtenir un objet ayant une cohésion suffisante pour qu’il puisse être manipulé et transporté jusqu’au four de frittage.
Pour des propriétés mécaniques élevées, on recherche dès cette opération une forte masse volumique, autrement dit une porosité résiduelle assez faible.
Les pièces comprimées à froid sont particulièrement belles et brillantes, surtout sur leurs faces latérales dans le cas de la compression uniaxiale. Elles paraissent solides, mais leur résistance mécanique est généralement inférieure à 10 MPa.
C’est l’opération de frittage qui leur donne des propriétés mécaniques convenables. Elle consiste à chauffer le comprimé à une température telle que les grains de poudre se soudent entre eux par des déplacements d’atomes à l’état solide, ou par une sorte de brasure lorsqu’il existe une certaine quantité de liquide dans le comprimé au cours de l’opération.
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- Version archivée 1 de avr. 1980 par René MEYER
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Finition3. Recompression. Calibrage
Après frittage, les pièces ont des dimensions assez peu précises et leur état de surface est médiocre. C’est pourquoi la plupart d’entre elles sont calibrées.
Si l’on veut augmenter leur densité et, par là, leurs propriétés mécaniques, on les recomprime. Elles peuvent encore être refrittées et subir ensuite un calibrage.
La distinction entre recompression et calibrage n’a pas été nettement définie par les métallurgistes des poudres. Ci-après, on considérera que l’opération est un calibrage lorsque la recompression verticale est inférieure à 5 % de la hauteur. Dans ce cas, on ne recherche que l’amélioration de l’état de surface et de la précision dimensionnelle.
Pour la recompression aussi bien que pour le calibrage, les outils sont plus simples. Les matrices sont moins hautes car le taux de compression est faible. Quant aux poinçons, ils sont généralement monoblocs puisqu’on ne risque plus les mouvements de poudre comme dans la compression.
3.1 Calibrage
Cette opération peut s’effectuer de deux façons, soit en forçant la pièce et en réduisant les épaisseurs de paroi, soit en utilisant un outillage tel que la pièce entre tout à fait librement. Dans ce dernier cas, il faut réduire la hauteur suffisamment pour que la pièce gonfle et s’appuie sur les différentes parois verticales et acquiert ainsi des dimensions précises. La pression s’exerce alors initialement sans qu’il y ait frottement sur les parois. Les régions de la pièce qui, lors de la compression de la poudre, ont été moins densifiées, seront recomprimées en premier puisqu’elles sont moins résistantes. Il en résultera une homogénéisation de la masse volumique.
Le calibrage provoque un écrouissage du métal, mais il est faible car, partant d’une porosité peu importante, le coefficient de Poisson plastique se rapproche de 0,5, la pression horizontale est peu différente de la pression verticale et, sous de telles contraintes qui se rapprochent de l’isostaticité, les déformations sont restreintes au voisinage des trous. La limite d’élasticité s’en trouve relevée et la courbe contrainte-déformation devient linéaire au-dessous de cette limite alors qu’elle présente un léger arrondi après frittage (article Propriétés et applications des métaux frittés ...
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