Frittage

La phase de frittage donne la tenue mécanique à la pièce. Cela se traduit par un accroissement de la cohésion et suivant la nature de la poudre par une nouvelle densification. Il apparaît pour certaines poudres, une étape de déliantage avant la phase de frittage. Cette étape est l'occasion de retirer le liant qui a été utile lors de la phase de compression. Pour certaines poudres, la température nécessaire au déliantage est indépendante de la densité de la pièce à vert comme il a été observé par Ahlqvist & al. [AA98]. Cette étape de déliantage ne concerne pas la nuance Distaloy AE. Suite au déliantage, vient la phase de frittage proprement dite. Celle-ci constitue une exposition de la pièce à vert à une exposition thermique de durée contrôlée. La seule sollicitation mécanique est engendrée par le poids de la pièce. Le cycle thermique se compose d'une montée en température, d'un palier de température et enfin d'un retour à la température ambiante. La sollicitation thermique vise à souder les grains entre eux et à conférer au massif des propriétés métallurgiques par l'apparition de composés spécifiques à l'alliage recherché. Le chauffage du massif conjugué à l'effet de la gravité peut entraîner des déformations de la pièce. La soudure induit des déformations volumiques dont l'amplitude dépend de la composition de la poudre et des appuis choisis pour son maintien en position ainsi que le montre la figure 1.4.8.

Figure 1.4.8: Exemple possible de modification de la géométrie lors de la phase de frittage

Les déformations volumiques sont appelées retrait. Ce retrait est fonction de la densité locale de la pièce à vert et de la nature de la poudre. Ainsi, une inhomogénéité en densité peut impliquer des torsions de la pièce en fin de frittage. Ces distorsions sont nommées voilage de la pièce. Les travaux développés par O. Gillia [GIL00] constituent une bonne approche de cette phénoménologie. La géométrie finale de la pièce et ces caractéristiques mécaniques de service sont donc dépendantes de très nombreux facteurs. Concernant le premier point, il faut noter que pour les poudres de fer plus particulièrement étudiées dans cette thèse l'amplitude du rebond élastique en cours d'éjection est supérieur au retrait enregistré en cours de frittage. Une analyse poussée du procédé de compression à froid requiert, dans la mesure des moyens disponibles, une étude expérimentale représentative des conditions industrielles. Une telle analyse a été menée avant le début de cette thèse, elle fait l'objet du paragraphe suivant.