Observation et mesure de pièces frittées au microscope numérique
Lors du frittage, une poudre de métal ou de céramique est modelée au moyen de moules métalliques, puis cuite et durcie à des températures inférieures au point de fusion. Les avantages du frittage résident dans la faible quantité d’énergie requise, avec des pertes de matière réduites au minimum, et l’inutilité d’un traitement secondaire en raison de l'absence de fonte du métal. Cette section dévoile tout ce qu’il faut savoir sur le frittage et présente des exemples d’observation et de mesure de pièces frittées au microscope numérique.
- Avantages et inconvénients du frittage
- Principe du frittage
- Procédure de frittage
- Exemples d’observation et de mesure de pièces frittées au microscope numérique
Avantages et inconvénients du frittage
Le frittage permet de fabriquer une grande variété de pièces en raison de l’absence de fonte de la matière.
- Avantages du frittage
-
- Adapté à pratiquement tout matériau dès lors qu’il peut être réduit en poudre.
- Absence de traitement secondaire dans la plupart des cas.
- Pertes de matière réduites au minimum.
- Possibilité de modeler des formes complexes.
- Mélange libre des matériaux.
- Porosité et donc légèreté des pièces frittées.
- Adapté même aux matériaux à haut point de fusion.
- Inconvénients du frittage
-
- Traitement à partir de poudres qui fait grimper le coût de la matière.
- Rétraction des pièces une fois frittées.
- Propriétés mécaniques, notamment la résistance, inférieures à celles des pièces coulées ou formées à la presse.
Principe du frittage
Les surfaces constituées d’une poudre solide sont instables car les atomes, molécules et ions ne sont pas liés. Lorsqu’une poudre solide est chauffée, des liaisons appelées cols se forment. Les cols s’élargissent à mesure que les atomes, molécules et ions s’y agglomèrent (diffusion), réduisant peu à peu la surface poudreuse. L’élargissement se poursuit, de l’état initial à l’état intermédiaire, densifiant progressivement la matière jusqu’à obtention de la pièce finale.
- A : Col
- B : Pores ouverts
- C : Pores fermés
Les pores interconnectés sont appelés pores ouverts et ceux isolés sont appelés pores fermés.
Procédure de frittage
- Déterminez le rapport de mélange des poudres et mélangez-les au mixeur jusqu’à obtention d’un mélange uniforme.
- Placez le mélange de poudres dans un moule métallique et modelez-le à la presse.
- Faites chauffer la pièce moulée dans un four de frittage pendant plusieurs heures.
Les poudres ne fondent pas car la pièce moulée est cuite et durcie à une température inférieure au point de fusion. Après une cuisson prolongée, une liaison solide s’établit entre les poudres pour former la pièce frittée.
Les fours de frittage sont remplis de gaz afin d’éviter toute oxydation des pièces.
Les pièces frittées peuvent être coupées ou polies afin d’améliorer leur précision ou encore subir un traitement thermique pour augmenter leur solidité.
- A : Mixeur
- B : Presse
- C : Four de frittage
Exemples d’observation et de mesure de pièces frittées au microscope numérique
Voici les derniers exemples d’observation et de mesure de pièces frittées au microscope numérique 4K Série VHX de KEYENCE.
Faible densité de liaison des particules (faible résistance)
Forte densité de liaison des particules (haute résistance)
Gauche : avec adaptateur/Droite : sans adaptateur
L’adaptateur d’éclairage réglable permet d’observer les pores en toute netteté.
Les grains sont habituellement comptés visuellement selon leur taille au moyen d’un microscope électronique à balayage (SEM). La fonction de mesure automatique de surface permet d’automatiser cette procédure.
Avant la mesure
Image de mesure automatique de surface
Avant la mesure
Image de mesure automatique de surface (analyse de la taille de grain)
La fonction de mesure automatique de surface permet une analyse précise de la taille de grain, pour une charge de travail sensiblement allégée.
