Repousser les frontières de la métallurgie des poudres d'acier
La métallurgie des poudres est une technique de fabrication de précision pour la production en masse de pièces d'automobiles en métal, telles que des pièces de transmission à partir de poudres de fer et d'acier au carbone. Les poudres fines de métal sont pressées dans un moule rigide pour obtenir un matériau poreux, légèrement cohésif, désigné sous le nom de matériau vert. La deuxième étape consiste en un traitement thermique sous le point de fusion du matériau vert, pendant lequel la compaction des poudres est transformée en un solide cohérent. La dureté des matériaux traités à la chaleur qui résultent de la formation de liaisons fortes entre particules de poudre est très recherchée. Toutefois, il est essentiel de la contrôler afin de réduire les besoins en opérations de finition coûteuses. Face au manque d'informations complètes sur le frittage des compacts de poudre d'acier, les ingénieurs de l'Institut national polytechnique de Grenoble, en France, ont adopté une approche innovante. Une analyse approfondie de la déformation macroscopique des compacts de poudre d'acier pendant le cycle de frittage a été couplée avec des observations tridimensionnelles (3D) des modifications microstructurales. Des tests dilatométriques conventionnels ont été effectués sur des spécimens cubiques pris sur des barres de test pour suivre l'évolution des déformations dans la direction de la pression ou dans une direction transverse. La microtomographie par absorption des rayons X a permis d'obtenir une meilleure compréhension du principal phénomène responsable de la déformation du compact de poudre d'acier. Deux différents types de pores étaient présents dans le compact de poudre d'acier: des pores cuspidés et des pores allongés. Des pores allongés ont été détectés au niveau de la zone de contact entre les particules de poudre, la plupart perpendiculaires à la direction de compaction. Ces pores de contact ont été attribués à des microdommages et à des particules de lubrifiant écrasées entre les particules d'acier pendant la décharge et l'éjection du compact hors du moule. Lorsque les pores de contact s'ouvrent, le compact de poudre se gonfle et rétrécit lorsque le frittage commence et qu'ils se rapprochent. Des études seront conduites à l'avenir en vue d'examiner l'effet de la composition des matériaux sur la déformation des compacts de poudre de métal. Les partenaires du projet espèrent pouvoir utiliser les informations collectées pour développer des techniques efficaces d'usinage des compacts de poudre avant frittage et réduire ainsi les coûts de fabrication.