Solutions de caractérisation des matériaux pour la compression isostatique à chaud et à froid

Afin d'améliorer les propriétés mécaniques et la maniabilité des matériaux de fabrication additive, de nombreux fabricants utilisent la technique de compression isostatique. Il s'agit d'un processus de formation de composants dans lequel la pression est appliquée uniformément (à l'aide de gaz ou de liquide) à un conteneur scellé hermétiquement et rempli de poudre métallique compactée. La compression isostatique peut être réalisée à des températures élevées, elle est alors connue sous le nom de compression isostatique à chaud (CIC) ou à des températures ambiantes, la compression isostatique à froid (CIF). La compression isostatique à chaud peut être utilisée pour fabriquer directement des composants métalliques ou pour densifier des pièces d'autres procédés de métallurgie des poudres.

La compression isostatique présente plusieurs avantages par rapport à la méthode de compression et frittage couramment utilisée, dont un compactage égal dans toutes les directions et une densité du composant final plus uniforme. Néanmoins, comme pour d'autres procédés de métallurgie des poudres, les fabricants doivent caractériser soigneusement les propriétés de la poudre métallique pour réussir l'étape de compression isostatique. Malvern Panalytical propose plusieurs solutions pour y parvenir.

Isostatic pressing process.png

Pourquoi la caractérisation des matériaux est-elle importante ?

Comme pour les autres procédés de métallurgie des poudres, les propriétés de la poudre métallique utilisée lors de la compression isostatique influeront sur les propriétés du composant fritté final. C'est pourquoi ces propriétés doivent être soigneusement caractérisées afin d'assurer des propriétés optimales du composant final.

Par exemple, les poudres sphériques avec une distribution de taille des particules relativement large, mais constante, sont préférables pour la CIC, car elles produisent des densités de remplissage plus élevées. Pour la CIF, une irrégularité des particules peut permettre d'augmenter le soudage à froid, idéalement sans compromettre l'écoulement et le tassement de la poudre.

La composition des phases et la taille du grain sont également des caractéristiques importantes à contrôler, car elles peuvent influer sur la dureté de la poudre et les propriétés de fusion. Elles influent à leur tour non seulement sur l'efficacité de la compression et le comportement de frittage, mais aussi sur les propriétés mécaniques de la pièce compressée. Enfin, la poudre utilisée doit également respecter la composition de l'alliage du matériau spécifié.

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En quoi les solutions de Malvern Panalytical peuvent-elles aider ?

Pour permettre aux fabricants de contrôler ces caractéristiques, Malvern Panalytical propose plusieurs solutions de caractérisation pour la compression isostatique. Elles peuvent être utilisées pour :

Prévoir et contrôler la densité de tassement et minimiser la formation de vide dans la pièce frittée
Spécifier et contrôler la qualité de la poudre métallique, y compris la taille, la forme et la composition élémentaire des particules
Optimiser l'écoulement de poudre dans le moule et maintenir l'efficacité du processus
S'assurer que les pièces compressées ont la composition et la structure de grain appropriées et qu'elles sont exemptes de contraintes résiduelles