Qu'est-ce que la métallurgie des poudres ? - Définition et processus

Qu'est-ce que la métallurgie des poudres ?

La métallurgie des poudres est un terme couvrant un large éventail de façons dont les matériaux ou les composants sont fabriqués à partir de poudres métalliques. Ce processus peut éviter ou réduire considérablement la nécessité d'utiliser des processus d'enlèvement de métal, réduisant ainsi considérablement les pertes de rendement dans la fabrication et entraînant souvent une baisse des coûts.

La métallurgie des poudres est un processus de formage des métaux dans lequel les poudres métalliques compactées sont chauffées juste en dessous de leur point de fusion. Bien que le processus existe depuis plus de 100 ans, au cours du dernier quart de siècle, il a été largement reconnu comme une méthode supérieure pour fabriquer des pièces de haute qualité pour une variété d'applications importantes.

Ce succès est dû, entre autres, aux avantages qu'offre le procédé par rapport aux autres technologies de formage telles que le forgeage et la fonderie, aux avantages d'utilisation des matériaux, à la complexité de la forme, et au contrôle de la forme au voisinage du réseau. forme. Celles-ci contribuent à leur tour à la durabilité et font de la métallurgie des poudres une technologie verte reconnue.

Procédé de métallurgie des poudres

Ces technologies de production impliquent généralement la totalité ou la plupart des étapes de processus suivantes :

• Production de poudre métallique
• Mélanger et mélanger
• Compactage et mise en forme de la poudre
• Frittage du compact pour améliorer l'intégrité et la résistance

Parfois, ce processus est accompli avec quelques opérations secondaires comme le dimensionnement, la frappe, l'infiltration, le forgeage à chaud, etc.

1. Production de poudre

Presque toutes les poudres de fer pour la production de composants PM sont produites soit à l'aide du procédé de fer spongieux, soit par atomisation à l'eau. Les poudres de métaux non ferreux utilisées pour d'autres applications PM peuvent être fabriquées par un certain nombre de procédés.

2. Mélange de poudres

Cela peut souvent inclure l'incorporation d'additifs d'alliage sous forme de poudre élémentaire ou l'incorporation d'un lubrifiant de presse.

3. Formation de la poudre mélangée en un compact

Le processus de consolidation dominant implique l'ajustement serré d'un ensemble d'outils rigides qui comprend une matrice, des poinçons et éventuellement des mandrins ou des tiges centrales. Cependant, plusieurs autres processus de consolidation sont utilisés dans des applications de niche.

4. Frittage du compact pour améliorer l'intégrité et la résistance

Cette étape du processus consiste à chauffer le matériau, généralement dans une atmosphère protectrice, à une température inférieure au point de fusion du constituant principal.

Dans certains cas, un constituant minoritaire peut former une phase liquide à température de frittage; de tels cas sont qualifiés de frittage en phase liquide. Les mécanismes impliqués dans le frittage en phase solide et en phase liquide sont discutés brièvement dans une section ultérieure.

5. Opérations secondaires

L'application de procédés de finition à la pièce frittée. Dans la métallurgie des poudres, ces processus sont souvent appelés "opérations secondaires".

Avantages du procédé de métallurgie des poudres

• Minimise l'usinage en produisant des pièces aux dimensions finales ou proches de celles-ci
• Minimiser les pertes de rebut en utilisant généralement plus de 97 % de la matière première dans la pièce finie
• Permet une variété de systèmes d'alliages
• Produit une bonne qualité de surface
• Fournit des matériaux qui peuvent être traités thermiquement pour augmenter la résistance ou la résistance à l'usure
• Fournit une porosité contrôlée pour l'autolubrification ou la filtration
• Facilite la création de formes complexes ou uniques qui seraient peu pratiques ou impossibles avec d'autres processus de travail des métaux
• Convient à la production de composants de volume moyen à élevé
• Fournit une fiabilité des performances à long terme dans les applications critiques

FAQ.

Qu'entend-on par métallurgie des poudres ?

La métallurgie des poudres est un procédé de formage des métaux réalisé en chauffant des poudres métalliques compactées juste en dessous de leur point de fusion.

Quel est le principe de la métallurgie des poudres ?

La métallurgie des poudres est une méthode très évoluée de fabrication de composants fiables en forme de filet en mélangeant ensemble des poudres élémentaires ou préalliées, en compactant ce mélange dans la matrice et en frittant ou en chauffant la pièce pressée dans une atmosphère de four contrôlée pour lier les particules.

Où la métallurgie des poudres est-elle utilisée ?

Les roulements et diverses pièces d'engrenage sont des exemples d'applications de la métallurgie des poudres dans les outils électriques de bricolage et les « produits blancs » domestiques. Les balais de charbon métal-graphite sont également largement utilisés dans les moteurs électriques et les générateurs d'appareils électroménagers, d'automobiles et d'outils électriques.

Quels sont les avantages de la métallurgie des poudres ?

Avantages du procédé de métallurgie des poudres

• Minimise l'usinage en produisant des pièces aux dimensions finales ou proches de celles-ci
• Minimiser les pertes de rebut en utilisant généralement plus de 97 % de la matière première de départ dans la pièce finie.
• Permet une grande variété de systèmes d'alliage.
• Produit une bonne finition de surface.

Quelles sont les poudres utilisées en métallurgie des poudres ?

Poudres métalliques couramment utilisées dans la fabrication de produits :

• Poudre d'aluminium.
• Poudre de bismuth.
• Poudre d'oxyde de cadmium.
• Cuivre Granulé.
• Poudre de fer.
• Poudre de manganèse.
• Poudre de nickel.
• Oxyde cuivrique rouge et noir.

Qu'est-ce que la métallurgie des poudres dans la céramique ?

La technique de base de la métallurgie des poudres (MP) pour fabriquer des pièces en céramique et en métal comprend quatre étapes :la fabrication de poudres à partir de métaux ou de céramiques, le mélange ou le mélange, le pressage ou la consolidation et le frittage ou la cuisson. Une méthode mécanique de fabrication de poudres à partir de matériaux céramiques est le broyage, qui affine la taille de la poudre.

Quel est l'objectif fondamental du pressage de poudre ?

Le pressage de poudre est le compactage de poudres en une forme géométrique. Le pressage est généralement effectué à température ambiante. Cela crée une partie solide appelée compact vert. La résistance de cette pièce pressée et non frittée (résistance verte) dépend de la compatibilité, des liants peuvent être utilisés pour augmenter la compatibilité.

Comment est fabriqué le métal en poudre ?

Le minerai métallique est broyé puis mélangé à un autre matériau, généralement du carbone. Une fois le mélange terminé, il est passé dans un four pour créer une réaction qui abaisse les niveaux d'oxygène et de carbone dans la poudre. Il nécessite un minerai d'une pureté relativement élevée pour obtenir un produit final souhaitable.

Quelle est la résistance du métal en poudre ?

Les aciers forgés à la poudre peuvent offrir des niveaux de résistance élevés (UTS jusqu'à environ 950 N/mm² forgés et 2050 N/mm² traités thermiquement; limite d'élasticité en traction jusqu'à environ 650 N/mm² forgés et 1760 N/mm² traités thermiquement) avec des niveaux de ductilité (5-18 % d'allongement).

En quoi la métallurgie des poudres est-elle différente de la coulée ?

Dans le procédé de métallurgie des poudres, tous les métaux sont sous forme de poudre. Lors de la coulée, le métal est chauffé au-dessus de son point de fusion et versé dans une matrice et laissé refroidir. La pièce est ensuite usinée pour une pièce précise.

La métallurgie des poudres est-elle une fabrication additive ?

Analyse élémentaire de la métallurgie des poudres/fabrication additive des poudres métalliques et des pièces métalliques produites par AM. La fabrication de prototypes et d'échantillons initiaux fait partie intégrante du développement de produits industriels, qu'il s'agisse d'une simple vis ou de la partie complexe d'un avion.

Quel est l'inconvénient de la métallurgie des poudres* ?

Coût élevé de l'outillage et de l'équipement. Ceci est particulièrement une limitation lorsque les volumes de production sont faibles. Les pièces de grande taille ou de forme complexe sont difficiles à produire par le procédé PM. Les pièces ont une ductilité et une résistance inférieures à celles produites par forgeage.

Quels sont les inconvénients de la métallurgie des poudres ?

Limites de la métallurgie des poudres :

• Le coût de l'outillage est généralement et ne peut être justifié qu'en production de masse.
• Le coût des matières premières est très élevé.
• Les propriétés mécaniques des pièces sont de moindre qualité par rapport aux pièces moulées ou usinées.
• Dans certains cas, la densité des différentes parties du produit final peut être très due à une compression inégale.

Qu'est-ce que le classement des poudres dans la métallurgie des poudres ?

Les nuances de métallurgie des poudres magnétiques douces comprennent le fer ordinaire, le silicium-fer, le cobalt-fer et les composites magnétiques doux plus récemment développés, qui sont basés sur une poudre de fer ordinaire avec un ajout de liant/isolant approprié pour séparer les particules de poudre de fer après un durcissement traitement.

Pourquoi le frittage est-il effectué ?

Pourquoi le frittage est-il effectué et pourquoi est-ce important ? Le frittage est effectué pour conférer résistance et intégrité à un matériau, ainsi que pour réduire la porosité et améliorer la conductivité électrique, la translucidité et la conductivité thermique.

Quelles sont les quatre principales étapes de la métallurgie des poudres ?

La première étape du processus global de métallurgie des poudres (PM) consiste à fabriquer des poudres métalliques. Il existe quatre principaux procédés utilisés dans la production de poudre :la réduction à l'état solide, l'atomisation, l'électrolyse et la chimie.

Qu'est-ce qu'un compact vert dans la métallurgie des poudres ?

La métallurgie des poudres (PM) traite des produits et des processus qui utilisent des matières premières sous forme de poudres qui sont compactées dans la forme et la taille requises à l'aide de moules appropriés. Ces poudres compactées sont appelées « Green Compacts ».

Le métal en poudre peut-il être soudé ?

Soudage par projection par résistance. Le soudage par projection est souvent utilisé pour souder des pièces en métal en poudre en raison de la distorsion limitée produite par le processus. Il est capable de souder à la fois des pièces métalliques en poudre à haute teneur en carbone et des pièces cémentées.

Comment s'appelle la poudre de métal ?

Les métaux que l'on peut trouver sous forme de poudre comprennent la poudre d'aluminium, la poudre de nickel, la poudre de fer et bien d'autres.

Quelles sont les caractéristiques de la métallurgie des poudres ?

Un attribut de base de la métallurgie des poudres est la capacité de combiner des matériaux sous forme de poudre qui sont autrement non miscibles. Cet avantage unique permet la production de matériaux de friction dans lesquels le cuivre et d'autres poudres métalliques sont combinés avec des lubrifiants solides, des oxydes et d'autres composés.