Etude de la frittabilité d'une poudre d'acier mi-dur obtenue par broyage mécanique des copeaux d'usinage

Abstract

La mise en forme par frittage des poudres métalliques peut être réalisée par plusieurs procédés. L’objectif de notre travail est d’étudier le frittage des poudres libres issues de broyage de copeaux d’usinage d’un acier mi-dur, par le procédé de Compactage Uni-axial à Chaud << CUC >>. Pour cela, nous avons essayé de suivre le comportement de ce matériau au cours du frittage par ce procédé. La poudre que nous avons fabriquée par broyage à percussion a été d’abord caractérisée par diverses techniques. Ensuite, nous avons étudié l’effet du temps, de la température, de la pression, …etc sur la densité et la microstructure finales du produit fritté. Nous avons pu établir des lois de comportement, liant les différents paramètres propres à la poudre de départ, aux caractéristiques finales du produit fritté. Les résultats de l’étude ont montré que cette poudre élaborée mécaniquement est parfaitement fritable aux conditions utilisées. Lorsque la poudre est utilisée dans les conditions brute d’élaboration sans décapage préalable, on constate qu’il existe un film d’oxyde sur les surfaces des particules, ce qui empêche la diffusion, et dans ces conditions la densité maximale atteinte est de 93 %. Cependant, si la poudre est préalablement décapée, on constate qu’il y’a un gain substantiel en densité atteignant une valeur de plus de 96 %. Du point de vue structural, la taille des grains observée dans toutes les conditions de frittage utilisées, varie dans l’intervalle 17 à 43 μm, alors que la taille moyenne des particules utilisées est de l’ordre de 190 μm. Autrement dit la taille du grain dans toutes les conditions du frittage est toujours inférieur à la taille des particules, ce qui veut dire que les caractéristiques de la poudre ne sont pas perdues durant le frittage et les avantages de la métallurgie des poudres aussi. Le présent travail comporte huit chapitres: - une partie bibliographique constituée de quatre chapitres comprend: * le premier chapitre traite du broyage mécanique des matériaux. * le deuxième chapitre s’étale sur les techniques de caractérisation des poudres. * le troisième chapitre donne un bref aperçu sur le compactage à froid des poudres métalliques. * le quatrième chapitre résume la théorie élémentaire du frittage libre et contraint. - Une partie expérimentale également constituée de quatre chapitres comprend: * Un cinquième chapitre consacrée à une description détaillée des techniques expérimentales utilisées dans cette étude. * Un sixième chapitre englobant les résultats bruts obtenus. * Un septième chapitre donne une interprétation détaillée des résultats obtenus. * Le chapitre huit est réservé aux applications industrielles des produits frittés. Enfin, une conclusion générale relatant les différents résultats obtenus est donnée à la fin du mémoire.