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1 - CARACTÈRES ET INTÉRÊT DE LA MÉTALLURGIE DES POUDRES

2 - DÉVELOPPEMENT DE LA MÉTALLURGIE DES POUDRES

Article de référence | Réf : M860 v2

Caractères et intérêt de la métallurgie des poudres
Métallurgie des poudres - Généralités

Auteur(s) : Michel EUDIER

Date de publication : 10 juil. 1994

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INTRODUCTION

(Mise à jour du texte de René MEYER (Péchiney Ugine Kuhlmann) paru dans le présent traité)

Contrairement aux procédés de la métallurgie classique, qui font toujours intervenir la solidification d’un métal fondu, la métallurgie des poudres part d’une poudre métallique et utilise un procédé de consolidation appelé frittage. Celui-ci peut être défini comme une réaction entre particules d’une masse de poudre qui entraîne la formation d’un solide continu cohérent.

Le frittage n’est pas spécifique de la métallurgie des poudres, il est utilisé depuis des temps immémoriaux par les céramistes qui ont largement précédé les métallurgistes.

Dans les fabrications qui sont les plus importantes en tonnage, la filière comprend trois opérations essentielles :

  • l’élaboration de poudres métalliques compressibles ; les poudres peuvent être des métaux purs ou des alliages, elles peuvent être mélangées entre elles ou à d’autres poudres, des non-métaux ou des composés métalliques tels que les oxydes ou les carbures ; le mélange comprend, en outre, une faible proportion d’une poudre d’un lubrifiant solide ;

  • la compression à froid de la poudre dans des outillages qui donne une pièce agglomérée, manipulable, de forme et de dimensions précises ; la pression uniaxiale est comprise entre 200 et 800 MPa ;

  • le frittage qui consiste à chauffer les comprimés à une température élevée mais nettement inférieure à la température de fusion du métal pur ou de l’alliage obtenu ; une atmosphère contrôlée et réductrice est nécessaire dans la plupart des cas.

Dans cette filière, la forme et les dimensions des pièces ne varient que très peu et le matériau final a donc une porosité résiduelle non négligeable. Exceptionnellement, au cours du frittage, un retrait dimensionnel peut conduire à une porosité nulle.

On rappelle que :

Nota :

µg/g équivaut à 1 ppm en masse,

1 MPa = 106 Pa = 106 N/m2 = 1 N/ mm2 = 10 bar = 0,1 hbar = 0,102 kgf / mm2.

1 Torr = 1 mmHg = 133,33 Pa.

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-m860


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1. Caractères et intérêt de la métallurgie des poudres

La figure 1 montre un certain nombre de filières de production utilisées industriellement. Elles seront étudiées en détail par la suite.

Le tableau 1 illustre, par l’exemple de la fabrication de coussinets autolubrifiants en bronze, la filière classique (compression à froid et frittage) de la métallurgie des poudres. Cette filière, qui est de beaucoup la plus importante en tonnage, constitue une voie originale qui permet de passer, en peu d’opérations, de la poudre métallique à la pièce ou au composant prêt à l’emploi. Elle peut être mise en parallèle avec tous les procédés habituels de mise en forme d’objets à partir de métal liquide (moulage) ou de demi-produit (formage, usinage). Parmi les autres filières (frittage-compression à chaud) de la figure 1, on remarque celles qui se rapprochent le plus de la métallurgie classique dont on peut les distinguer en les regroupant sous le vocable de métallurgie particulaire. Les poudres sont obtenues, soit directement à partir du minerai par réduction ou hydrométallurgie, soit par atomisation du métal liquide élaboré comme pour la coulée de lingots. Les poudres sont ensuite transformées rapidement, par laminage et frittage ou par formage direct à chaud, en demi-produits de haute qualité sans ségrégation mineure ou majeure.

Comme l’indique le schéma de la figure 2, la métallurgie des poudres est l’homologue de procédés d’élaboration directe sans fusion de pièces métalliques (électroformage, métallisation), mais elle est incomparablement plus développée et d’application plus universelle. Elle n’est pas une technique isolée en métallurgie, mais elle s’associe de plus en plus aux procédés anciens d’élaboration ou de transformation des métaux, pour contribuer à créer des voies nouvelles d’obtention de matériaux métalliques.

En tant que technique de production industrielle d’éléments de construction :

  • par son aspect mise en forme de pièces et d’éléments de machines, la métallurgie des poudres peut remplacer à la fois les pièces métalliques coulées et corroyées ou moulées ou usinées, et les pièces mécaniques en matières...

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INFORMATIONS DIVERSES

(Mise à jour du texte de René MEYER (Péchiney Ugine Kuhlmann) paru dans le présent traité)

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   International powder metallurgy directory.  -  MPR Publishing Services. (Liste mondiale des sociétés fabriquant et vendant des poudres métalliques, des produits frittés et des équipements de fabrication et de contrôle) (1981).

  • (2) -   Who’s who in powder metallurgy.  -  MPIF (Liste des sociétés membres de Metal Powder Industries Federation. Liste des personnes membres de American Powder Metallurgy Institute) (1981).

  • (3) -   *  -  Liste des Membres de la Société Internationale Plansee pour la métallurgie des poudres, Publ. Intern. Plansee Soc. Powder Metallurgy (1977).

  • (4) -   Répertoire des fabricants français de poudres, équipements et produits frittés.  -  Matériaux et Techniques (F), p. 101-4, fév. 1980.

  • (5) -   Academic institution having facilities for research in powder metallurgy in the U.S.A. and Canada.  -  2e éd., MPIF (1975).

  • ...

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