Les machines de frittage sont utilisées pour comprimer et fusionner des poudres et des liants afin de former des pièces intégrales et complexes.
Ce processus comporte deux étapes principales : la formation d'une pièce faible et surdimensionnée par compactage, suivie d'une étape de cuisson qui expulse le liant et fusionne les particules en une pièce pleinement résistante.
4 étapes clés du frittage : Du compactage aux pièces résistantes
Étape 1 : Compactage et formation d'un composant surdimensionné
Au cours de la première étape, les poudres métalliques et les liants sont comprimés pour créer la forme souhaitée.
Ce processus de compactage aboutit à une pièce "verte" qui est surdimensionnée et dont les propriétés mécaniques sont faibles.
Le compactage est généralement réalisé à l'aide d'une presse uniaxiale ou d'un moyen mécanique similaire, qui applique une pression sur le mélange de poudres pour former une masse cohérente.
Étape 2 : frittage et formation d'une pièce à pleine résistance
La deuxième étape consiste à chauffer la pièce compactée dans un four de frittage.
Le four comporte des zones distinctes :
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Zone de préchauffage: Ici, les lubrifiants ou les liants fondent, s'évaporent ou s'exsudent à la surface, ce qui est crucial pour éviter les défauts tels que le cloquage au cours de la phase de frittage ultérieure.
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Zone de frittage: La pièce est chauffée à une température inférieure au point de fusion des composants métalliques. Ce chauffage facilite un processus de diffusion au cours duquel les grains de poudre s'assemblent et se lient, ce qui améliore considérablement les propriétés mécaniques de la pièce. Au cours de ce processus, il se produit un léger retrait, qui a été pris en compte lors du compactage initial afin de garantir que les dimensions finales sont correctes.
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Contrôle du refroidissement: La vitesse de refroidissement de la pièce peut être ajustée pour influencer les propriétés finales de la pièce.
Procédés et contrôles supplémentaires
Diverses techniques de frittage peuvent être employées en fonction des matériaux et des propriétés souhaitées, notamment le frittage de poudres libres, le frittage en phase liquide et le frittage sous pression.
L'infiltration consiste à remplir les pores du produit fritté avec un métal ou un alliage à point de fusion inférieur afin d'améliorer les propriétés de la pièce.
Le déparaffinage consiste à chauffer le produit pour éliminer les additifs organiques tels que les liants ou les lubrifiants.
Le frittage par plasma étincelant (SPS) est une méthode de frittage plus avancée qui utilise une décharge d'impulsion à courant continu pour générer un plasma étincelant qui contribue au processus de frittage. Elle permet un contrôle précis de la température et de la pression, ce qui améliore l'efficacité et la qualité du frittage.
Globalement, la machine de frittage est un système complexe qui intègre le compactage mécanique et le traitement thermique pour transformer les matériaux en poudre en pièces solides et complexes aux propriétés contrôlées.
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