poudres, métallurgie des

poudres, métallurgie des, ensemble des techniques industrielles et métallurgiques utilisées pour fabriquer des pièces mécaniques, fonctionnelles ou structurelles à partir de poudres métalliques finement divisées, compactées puis frittées.

Ces techniques s'appliquent notamment à la production d'engrenages de précision, de leviers mécaniques, de paliers à coussinets, de bagues, de rotors et d'autres pièces automobiles, ainsi que de composants de moteurs, d'appareils ménagers, d'outillages industriels,... Elles concernent également la fabrication d'outils à base de carbures très durs, de pièces pour l'aéronautique, de composants de turboréacteurs, de filtres industriels, de contacts électriques et de fils en tungstène utilisés dans des applications à haute température.

Lorsque le coût global de production le permet, on préfère recourir à la métallurgie des poudres plutôt qu'à d'autres méthodes de fabrication classiques comme la fonte, le moulage ou l'usinage mécanique. Cette préférence s'explique par la précision dimensionnelle, la réduction des pertes de matière et la possibilité de produire des formes complexes en une seule opération. Dans certains cas, cette technique constitue même la seule solution viable, notamment pour les outils en carbure cémenté, les coussinets poreux autolubrifiants et certains filtres à porosité contrôlée.

Le procédé débute par la préparation de la poudre métallique, qui est ensuite pressée, généralement à froid, dans une matrice rigide de forme adaptée ou dans un conteneur spécifique. La pression appliquée permet d'obtenir un objet compact mais encore poreux, appelé compact ou préforme. Cette pièce est ensuite chauffée dans un four à atmosphère contrôlée, souvent sous gaz inerte ou réducteur, à haute température, ce qui provoque la diffusion atomique et l'agglomération progressive des particules métalliques : ce phénomène est appelé frittage. Les dimensions finales, la densité, la porosité résiduelle et les propriétés mécaniques du matériau obtenu peuvent ensuite être ajustées par des procédés complémentaires tels qu'un second pressage, un recalibrage ou un traitement thermique à chaud.

Les particules de poudre utilisées doivent généralement avoir une taille comprise entre un et plusieurs centaines de microns, selon l'application visée et le niveau de précision recherché. La majorité des poudres métalliques sont produites par atomisation ou fragmentation d'un métal ou d'un alliage fondu, puis solidifié rapidement. D'autres poudres sont obtenues par broyage mécanique de métal solide, permettant d'obtenir des particules de forme irrégulière favorisant le compactage. Certaines poudres sont également fabriquées par voie chimique, par exemple par réduction d'oxydes métalliques, par précipitation en solution ou par électrolyse, ce qui permet d'obtenir des poudres très fines et très pures adaptées aux applications de haute performance.