Contribution à l'étude du frittage d'une poudre d'acier à outils rapide T15 par le procédé "CAP" et modélisation

Abstract

Comme notre objectif vise à étudier le frittage d'une poudre de forme irrégulière d'un acier rapide T15 par le procédé de consolidation par pression atmosphérique CAP, nous avons présenté une étude bibliographique traitant en partie les techniques communes de mise en forme par métallurgie des poudres depuis l'élaboration des poudres jusqu'à l'opération du frittage. L'autre partie porte sur les techniques de la métallurgie des poudres, utilisées pour la fabrication des aciers rapides et en particulier la technique CAP. Nous avons caractérisé la poudre choisie afin de déterminer les différentes propriétés telles que l'analyse chimique, la morphologie des particules, la granulométrie, la surface spécifique, les densités libre et tassée. Vu la morphologie de cette dernière, le compactage a donné des compacts assez résistants et denses (de 62% à 83%, selon la pression). Nous avons remarqué que la densité augmente avec l'augmentation de la pression de compactage, à l'opposé de la lubrification qui n'a pas vraiment un effet important. Les comprimés frittés pour des temps et des températures variables (entre 1100 et 1250°C) ont permis de révéler l'effet de chacun des paramètres: pression, température et temps de frittage sur la tensité, la taille moyenne des grains. En effet nous avons obtenu des densités de l'ordre de 97% et nous avons remarqué que la densité et la taille moyenne des grains sont d'autant plus grandes que la température, le temps et pression sont élevés. Une étude descriptive portant sur l'effet de ces derniers paramètres sur la taille des pores ainsi que leurs effets sur la dissolution des carbures a été dégagée. Afin de compléter notre étude, nous avons tracé les cartes de frittage relatives à l'acier rapide de type T15, fritté par le procédé CAP en adoptant un modèle développé pour le cas du frittage par pression isostatique à chaus HIP, ce modèle nous a permis de construire deux types de cartes de frittage. Le premier permet de déterminer les domaines de prédominance des différents mécanismes de frittage, le deuxième permet de dire pour quelle température on atteint la densité maximale pour une durée de temps donnée. De même, ce dernier permet encore de prévoir la densité maximale pour une durée et une température donnée.