(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 :
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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 ;
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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 ;
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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 :
1 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.
