Compression en matrices (cubique ou cylindrique)

Cet essai permet d'étudier les mécanismes de densification dans des conditions proches de la phase de compression industrielle. Il est à noter que l'histoire de chargement est homogène si l'effet du frottement est particulièrement faible (ce qui est rarement le cas) . Pour les échantillons élancés (rapport entre la hauteur et le diamètre supérieur à 0.5), le frottement joue systématiquement un rôle au sens où l'hétérogénéité de la distribution de densité est facilement mesurable. Les géométries des échantillons restent simples, il s'agit de formes cylindriques ou prismatiques. Cet équipement est également utilisé pour la mise en forme de comprimés à vert afin de mener des essais qui seront décrits dans la suite de ce chapitre. Ce dispositif induit un mode de chargement globalement monodirectionnel, les déformations radiales de l'échantillon étant nulles. Au cours de cet essai, la déformation axiale et/ou la vitesse de déformation axiale, les contraintes axiale et radiale sont mesurées. Une illustration de ce mode de densification est donnée sur la figure 2.3.3.

Figure 2.3.3: Principe de l'essai de densification en matrices (à droite). Chemin de contraintes pour la densification d'une poudre de fer (à gauche)

Les données permettent la détermination de paramètres de lois de comportements irréversibles en mesurant la contrainte axiale, la déformation axiale et les contraintes radiales comme cela a été traité par Dorémus & al. [DTA01] et Guyoncourt & al. [GJA$^+$01]. Ce dispostif peut fournir d'autres informations, Dawson & al. [DPB96] ont par exemple utilisés des ultrasons pour mesurer la raideur du matériau au cours de la compression en matrice. De très récents développements [DOR01] ont consisté à étudier l'effet de vitesses de compression importantes (10 m/s). Les résultats ont indiqué que le comportement des poudres métalliques testées est peu influencé par les valeurs des vitesses de compression. En effet, les contraintes enregistrées restent du même ordre que les contraintes associées à des vitesses de compression de 3 cm/s. Pour des variations de vitesses beaucoup moins importantes (entre 1 mm/s et 26 mm/s), Guyoncourt & al. [GJA$^+$01] constatent également l'insensibilité du comportement des poudres par rapport à la vitesse de compression. Ces observations conduisent à conclure que la vitesse de compression, dans la plage pratiquée en industrie, n'est pas une caractéristique pertinente du comportement de la poudre. Les outils ont une température qui augmente lors du lancement de la production sous l'effet du frottement. Cette température se stabilise ensuite aux environs de 80^&cir#circ;C. Compte tenu du temps de cycle pour la mise en forme d'une pièce, la diffusion de la chaleur dans le massif de poudre ne peut pas s'opérer. Ainsi, une étude de l'influence de la température sur le comportement mécanique ne paraît pas pertinente. Seul, le comportement des interfaces entre la pièce et les outillages serait éventuellement affecté par cette température de fonctionnement induite par la mise en forme.