Métallurgie des poudres
En métallurgie des poudres, les composants métalliques sont fabriqués par le moulage et le compactage de poudres métalliques, suivis d’un frittage. Ce procédé est un élément central de la production industrielle en série, en particulier lorsqu’il s’agit de minimiser les opérations d’usinage ultérieures. Le moulage à partir de poudre permet en outre de réaliser des géométries complexes avec une grande précision de forme. Cela permet de réduire les pertes de matière et de raccourcir les chaînes de processus.
Le processus commence par la préparation de poudres métalliques définies. La taille et la forme des particules, la fluidité et la pureté sont des paramètres décisifs du matériau. Si nécessaire, les poudres peuvent être mélangées à des additifs d'alliage, des lubrifiants ou des liants. Le compactage s'effectue ensuite dans des extrudeuses, des presses, des matrices ou par pressage isostatique. Lors du frittage qui suit, les particules sont assemblées thermiquement en dessous de leur point de fusion. Il en résulte des structures métalliques solides présentant une porosité définie. L'alliage mécanique constitue un domaine d'application important. Ce procédé consiste à mélanger intensivement et à désagglomérer différents composants en poudre. Dans des broyeurs planétaires ou à haute énergie, de fins cristaux mixtes et des phases métastables se forment. Cela permet de réaliser des concepts d’alliage inaccessibles avec les procédés de fusion conventionnels.
L’alliage mécanique impose des exigences élevées à la technique de mélange. L’homogénéité du mélange de poudres est déterminante pour la composition chimique ultérieure à l’échelle microscopique. Cela vaut en particulier lorsque de très faibles quantités d'additifs nanodispersés sont utilisées. Ces additifs doivent se déposer de manière aussi complète et uniforme que possible à la surface des particules des autres composants, sans apparaître eux-mêmes sous forme de fraction particulaire. Pour cela, il faut une technique de mélange qui, d'une part, atteigne une très grande qualité de mélange et, d'autre part, génère un mouvement relatif contrôlé à la surface des particules.
Les mélangeurs de poudres amixon® sont utilisés en métallurgie des poudres pour résoudre ce type de problèmes. Ils permettent d’appliquer des quantités infimes d’additifs nanodispersés, jusqu’à des concentrations de l’ordre de traces, de manière quasi complète sur les surfaces des particules des composants de base. Il est ainsi possible d'ajuster de manière ciblée les propriétés d'écoulement, le comportement au pressage, la cinétique de frittage ou la réactivité de surface, sans endommager de manière inacceptable la structure granulaire ni favoriser la ségrégation.
La métallurgie des poudres recoupe d'autres technologies des matériaux à base de poudres. Ainsi, les céramiques haute performance sont également fabriquées à partir de poudres fines, mélangées, moulées et frittées. Là encore, des tolérances strictes concernant la distribution granulométrique, la qualité du mélange et le degré de compactage sont déterminantes. Des principes similaires s'appliquent aux métaux durs, aux cermets et aux matériaux fonctionnels à gradient, dans lesquels différents profils de propriétés sont combinés au sein d'un même composant.