FR2692184A1 - Procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre. - Google Patents

Procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre. Download PDF

Info

Publication number
FR2692184A1
FR2692184A1 FR9207074A FR9207074A FR2692184A1 FR 2692184 A1 FR2692184 A1 FR 2692184A1 FR 9207074 A FR9207074 A FR 9207074A FR 9207074 A FR9207074 A FR 9207074A FR 2692184 A1 FR2692184 A1 FR 2692184A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
alloy
grinding
powder
sep
process according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9207074A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2692184B1 (fr
Inventor
Peytour-Chansac Claude
Le Brun Pierre
Froyen Ludo
Delaey Luc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
Original Assignee
Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS, Regie Nationale des Usines Renault filed Critical Renault SAS
Priority to FR9207074A priority Critical patent/FR2692184B1/fr
Publication of FR2692184A1 publication Critical patent/FR2692184A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2692184B1 publication Critical patent/FR2692184B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/047—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy comprising intermetallic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

Procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre consistant à broyer conjointement l'ensemble des constituants de l'alliage dans la composition de l'alliage souhaité avec un agent de contrôle jusqu'à l'obtention d'une poudre présentant une structure homogène, puis à traiter thermiquement la poudre à une température inférieure à la température de fusion de l'un quelconque des constituants de l'alliage pour former les composés intermétalliques et réaliser un nouveau broyage afin d'affiner la microstructures obtenue à la suite du traitement thermique.

Description

PROCEDE DE FABRICATION D'ION ALLIAGE METALIEQUE EN
POUDRE
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre par la mise en oeuvre d'un double broyage mécanique des constituants de l'alliage.
On sait que la structure d'un alliage peut être stabilisée à haute température par introduction de particules inertes (oxydes ou carbures).
Cette stabilisation trouve une application dans l'élaboration de matériaux composites et d'alliages d'aluminium à microstructure très fine.
La publication EP-A-229499 décrit un procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre dont la première étape consiste en un broyage de particules d'aluminium et de titane dans des proportions correspondant à celles de l'intermétallique souhaité en présence d'un agent de contrôle tel que l'acide stéarique.
L'intermétallique est obtenu par traitement thermique de la poudre suivi d'un deuxième broyage et d'un tamisage.
Au terme du procédé et après avoir ajouté une quantité déterminée de l'intermétallique dans une granulométrie particulière à de la poudre d'aluminium, un troisième broyage permet l'obtention de l'alliage d'aluminium en poudre.
L'invention part donc de l'idée de réaliser un alliage métallique en poudre à partir d'un mélange de poudres élémentaires correspondant à la composition désirée de l'alliage et de broyer l'ensemble du mélange sans ajouter d'autres poudres métalliques au cours des différentes étapes du procédé.
Cette manière de procéder évite le traitement mécanique de l'intermétallique seul, ainsi que les risques d'introduction d'impuretés dans la poudre, notamment au cours des opérations de broyage et de tamisage de l'intermétallique.
L'invention a également pour objet la fabrication d'un alliage d'aluminium en poudre qui après densification peut être utilisé à une température de service pouvant aller jusqu'à de 350"C, ce qui le rend apte aux applications dans l'industrie automobile.
Selon l'invention le procédé consiste à broyer l'ensemble des constituants de l'alliage dans les proportions souhaitées avec un agent de contrôle jusqu'à l'obtention d'une poudre présentant une structure homogène.
- à traiter thermiquement la poudre à haute température afin de former
notamment les composés intermétalliques, - à broyer de nouveau la poudre refroidie afin d'affiner la microstructure
obtenue à la suite du traitement thermique.
D'autres caractéristiques et avantages du procédé et de sa mise en oeuvre apparaîtront à la lecture de la description en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure I est un organigramme du procédé conforme à l'invention, - la figure 2 est une courbe de l'évolution de la résistance en traction
Um et de la limite élastique 6-0,2 en fonction de la température d'un
alliage Al-5Fe 4 Mn (% massique) obtenu par le procédé conforme à
l'invention, - la figure 3 est une courbe de variation du module d'élasticité en
fonction de la température d'un alliage Al-SFe-4Mn (% massique)
obtenu par le procédé conforme à l'invention, - la figure 4 est une comparaison des courbes d'évolution de la résistance
en traction et de la limite élastique en fonction de la température d'un
alliage AI-5Fe (% massique) obtenu par le procédé conforme à
l'invention et par simple broyage mécanique, - la figure 5 est une comparaison des courbes d'évolution du module
d'élasticité en fonction de la température d'un alliage Al-5Fe
(% massique) obtenu par le procédé conforme à l'invention et par
simple broyage mécanique, - la figure 6 est un graphique comparatif des variations de la ductilité
d'un alliage en fonction de la température, respectivement obtenu par
les procédés de simple et de double broyage.
- les figures 7 à 10 représentent 4 micrographies de l'alliage au cours des
différentes phases d'élaboration de celui-ci.
Nous désignerons dans ce qui suit par les termes - dMa, un procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre par le
procédé de double broyage de l'ensemble des constituants de l'alliage.
- sMa, un procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre par
un seul broyage des poudres des divers constituants de l'alliage dit
"procédé de simple broyage".
Comme indiqué à la figure 1, l'ensemble des poudres métalliques constitutives de l'alliage est introduit dans un broyeur dans des proportions correspondant à celles de l'alliage défini.
On ajoute cependant aux poudres métalliques initiales des additifs de broyage (PCA) qui évitent un soudage excessif des grains de poudre au cours du broyage.
Les additifs de broyage sont constitués à titre d'exemple par un mélange de graphite et d'un agent organique. (par exemple : acide stéarique ou acétate d'éthyle).
Lorsque le broyeur utilisé est un broyeur à billes, la friction et les chocs successifs des billes sur la poudre provoquent alternativement le fractionnement et le soudage à froid des grains et permettent l'obtention de poudres dont chacune a une composition sensiblement identique à celle du mélange des poudres initialement introduites dans le broyeur.
Ce broyage permet également de briser la couche d'alumine présente sur les grains d'aluminium.
En outre, on constate que le broyage en présence d'additifs permet d'obtenir une distribution uniforme de ces additifs qui formeront des oxydes et carbures stables.
Après plusieurs heures de broyage on obtient de la sorte une poudre dont la microstructure représentée sur la micrographie 7 est très fine et dont la dureté est très élevée.
Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention on procède à un traitement thermique de la poudre obtenue en sortie du broyeur.
Ce traitement est réalisé à haute température (jusqu'à 550"C) qui demeure inférieure à la température de fusion d'un quelconque constituant de l'alliage en poudre.
On constate que la taille des intermétalliques formés durant le traitement thermique de la poudre dépend essentiellement de la granulométrie des constituants de l'alliage en poudre obtenue au cours du broyage initial. La teneur en intermétalliques est comprise entre 5 et 40 % du volume de l'alliage.
Un nouveau broyage est réalisé sur la poudre refroidie. Ce broyage réduit encore la taille des grains de poudre et celui des intermétalliques.
Le procédé se termine de manière en soi connue par une densification de la poudre incluant une opération de dégazage et d'extrusion.
A titre d'exemples,
Le tableau 1.1 illustre la composition de 3 alliages : Al - Fe - Mn
1.1
Figure img00040001
<tb> <SEP> Al <SEP> Fe <SEP> Mn <SEP> TOTAL
<tb> <SEP> 93 <SEP> 3 <SEP> 4100 <SEP>
<tb> 89 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 100
<tb> 90 <SEP> 6 <SEP> 4 <SEP> 100
<tb>
Le tableau 1.2 résume les caractéristiques dimensionnelles des poudres employées.
1.2
Figure img00050001
<tb> POUDRES <SEP> M <SEP> Fe <SEP> Mn
<tb> INrUAIES <SEP>
<tb> TAILLE <SEP> 110 <SEP> m <SEP> 2 <SEP> å <SEP> 5 <SEP> m <SEP> 17 <SEP> m <SEP>
<tb> FORME <SEP> allongée <SEP> sphérique <SEP> angulaire
<tb>
Le broyeur étanche utilise une charge de 400g de billes d'acier dont le diamètre est 6,25 mm. Cette charge représente 10 à 20 % de la charge du volume du broyeur.
L'additif de broyage est constitué par un mélange d'acétate d'éthyle (1,5 % du poids total de la poudre) et de graphite en poudre (0,5 %).
Le premier broyage permet une répartition du fer et du manganèse dans l'aluminium qui entraîne un accroissement de la dureté de l'alliage dû à l'écrouissage et à la réduction de la taille des grains.
Le traitement thermique en atmosphère neutre permet la formation d'intermétalliques très durs tels que A113Fe4 et A16Mn et de dispersoides oxydes tels que A1203 et carbures Al4C3 qui renforcent la matrice d'aluminium ainsi que cela est montré sur la micrographie de la figure 8.
Un nouveau broyage de la poudre est opéré en présence de l'additif comme indiqué en référence au premier broyage et permet d'affiner la microstructure obtenue à la suite du traitement thermique.
La taille moyenne des poudres représentée à la figure 9 a été fortement réduite durant ce nouveau broyage par suite de l'action des intermétalliques à dureté élevée qui agissent comme initiateurs de rupture.
A titre d'exemple la taille des poudres d'un alliage Al.5Fe est réduit de 100 à 39clam et sa dureté est considérablement augmentée.
On note enfin que la poudre d'alliage peut-être consolidée par une technique connue d'extrusion.
A cet effet, la poudre d'alliage est d'abord compactée à froid puis dégazée à une température comprise entre 450 et 550"C. Un rapport d'extrusion de 20:1 est utilisé.
Les figures 4, 5, 6 s'appliquent à un alliage Al-5Fe respectivement élaboré à l'aide des procédés (dMa) et (sMa) et consolidé par extrusion comme indiqué précédemment.
On constate que le procédé (dMa) permet un gain de 20 à 30 % sur - la résistance à la traction .
- le module d'élasticité E
La ductilité A est toutefois réduite dans le cas du procédé dMa par rapport au procédé sMa.
Sans sortir du cadre de l'invention, la taille des poudres métalliques initiales d'aluminium, de fer et de manganèse peut varier entre une limite inférieure comprise entre 0,5 et 1 tcm, et une limite supérieure de 500 zm.
Sans sortir du cadre de l'invention, la quantité d'additifs de contrôle du broyage varie entre 0,5 à 5 % du poids de l'alliage en poudre.
Sans sortir du cadre de l'invention, le procédé permet l'élaboration d'alliages Al-xFe et Al-yFe-zMn dans lesquels: 0 < x < 12 0 < y < 6 0 < z < 8

Claims (6)

  1. du traitement thermique.
    nouveau broyage afin d'affiner la microstructures obtenue à la suite
    l'alliage pour former les composés intermétalliques et réaliser un
    température de fusion de l'un quelconque des constituants de
    traiter thermiquement la poudre à une température inférieure à la
    l'obtention d'une poudre présentant une structure homogène, puis à
    composition de l'alliage souhaité avec un agent de contrôle jusqu'à
    broyer conjointement l'ensemble des constituants de l'alliage dans la
    REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un alliage métallique en poudre consistant à
  2. 2) Procédé selon Ia revendication 1, caractérisé en ce que le mélange de
    poudres initiales est l'aluminium associé à au moins un autre métal.
  3. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les
    intermétalliques constituent entre 5 et 40 % en volume de l'alliage.
  4. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les
    poudres initiales sont de la forme AI - yFe - zMn.
  5. 5) Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les
    poudres initiales sont de la forme Al-xFe.
  6. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les
    broyages sont réalisés en présence d'agents de contrôle constitués par
    une poudre de graphite et/ou l'acétate d'éthyle.
FR9207074A 1992-06-12 1992-06-12 Procede de fabrication d'un alliage metallique en poudre. Expired - Fee Related FR2692184B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9207074A FR2692184B1 (fr) 1992-06-12 1992-06-12 Procede de fabrication d'un alliage metallique en poudre.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9207074A FR2692184B1 (fr) 1992-06-12 1992-06-12 Procede de fabrication d'un alliage metallique en poudre.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2692184A1 true FR2692184A1 (fr) 1993-12-17
FR2692184B1 FR2692184B1 (fr) 1996-10-25

Family

ID=9430648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9207074A Expired - Fee Related FR2692184B1 (fr) 1992-06-12 1992-06-12 Procede de fabrication d'un alliage metallique en poudre.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2692184B1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995033079A1 (fr) * 1994-05-27 1995-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Production d'alliages-mere de type intermetallique

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109396449A (zh) * 2018-09-30 2019-03-01 东北大学 一种以Ni-Al混合粉末为原料制备Ni3Al金属间化合物粉末的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229499A1 (fr) * 1985-12-16 1987-07-22 Inco Alloys International, Inc. Formation d'alliages intermétalliques et de précurseurs d'alliages du type intermétallique pour des applications subséquentes d'alliage mécanique
EP0230123A1 (fr) * 1985-12-16 1987-07-29 Inco Alloys International, Inc. Formation d'alliages intermétalliques et de précurseurs d'alliages du type intermétallique pour des applications subséquentes d'alliage mécanique
JPS6369205A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Seiko Instr & Electronics Ltd 樹脂磁石用希土類・鉄・ボロン合金粉末の製造方法
EP0311369A1 (fr) * 1987-10-06 1989-04-12 Elkem Metals Company Procédé pour la préparation d'une poudre métallique composite et poudre ainsi produite

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0229499A1 (fr) * 1985-12-16 1987-07-22 Inco Alloys International, Inc. Formation d'alliages intermétalliques et de précurseurs d'alliages du type intermétallique pour des applications subséquentes d'alliage mécanique
EP0230123A1 (fr) * 1985-12-16 1987-07-29 Inco Alloys International, Inc. Formation d'alliages intermétalliques et de précurseurs d'alliages du type intermétallique pour des applications subséquentes d'alliage mécanique
JPS6369205A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Seiko Instr & Electronics Ltd 樹脂磁石用希土類・鉄・ボロン合金粉末の製造方法
EP0311369A1 (fr) * 1987-10-06 1989-04-12 Elkem Metals Company Procédé pour la préparation d'une poudre métallique composite et poudre ainsi produite

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 112 Columbus, Ohio, US; LE BRUN, P. ET AL. 'Fabrication, structure, and properties of mechanically alloyed aluminum alloys' *
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 115 Columbus, Ohio, US; LE BRUN, P. ET AL. 'Assessment of the stability of mechanically alloyed aluminum alloys' *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 293 (E-645)10 Août 1988 & JP-A-63 069 205 ( SEIKO INSTR & ELECTRONICS LTD ) 29 Mars 1988 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 14, no. 091 (M-938)20 Février 1990 & JP-A-13 01 801 ( SUMITOMO LIGHT METAL IND LTD ) 6 Décembre 1989 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995033079A1 (fr) * 1994-05-27 1995-12-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Production d'alliages-mere de type intermetallique

Also Published As

Publication number Publication date
FR2692184B1 (fr) 1996-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0130034B1 (fr) Procédé de préparation de matériaux composites
JPH02503331A (ja) 機械抵抗の高いマグネシウム合金及び該合金の急速凝固による製造方法
JPH0583624B2 (fr)
JPH0261521B2 (fr)
JPH0120215B2 (fr)
JP4686690B2 (ja) マグネシウム基複合粉末、マグネシウム基合金素材およびそれらの製造方法
FR2481166A1 (fr) Procede de production d&#39;un comprime metallique a partir d&#39;une poudre de metal pratiquement incompressible, et poudre de metal
JPH10219312A (ja) 炭化チタン分散強化アルミニウム基粉末、その製造方法および炭化チタン分散強化アルミニウム基複合材料
JPH0625386B2 (ja) アルミニウム合金粉末及びその焼結体の製造方法
WO2010026793A1 (fr) Materiau composite a base de magnesium dans lequel sont dispersees des particules de ti et procede de production associe
JP3419582B2 (ja) 高強度アルミニウム基複合材料の製造方法
JP3325390B2 (ja) 圧縮成形と焼結による部品製造のための金属粉末並びに該粉末の製造方法
FR2692184A1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;un alliage métallique en poudre.
FR2567153A1 (fr) Procede d&#39;elaboration, par metallurgie des poudres, d&#39;alliage a base de titane a faible dimension de grain
FR2658183A1 (fr) Article ceramique moule a base de cuivre, et son procede de fabrication.
JPH029099B2 (fr)
EP1468123A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;elements metalliques de purete elevee tel que le chrome
JP7266269B2 (ja) Ｍｇ基焼結複合材とその製造方法および摺動部材
JP3793813B2 (ja) 高強度チタン合金及びその製造方法
JP2000129316A (ja) 合金粉末の製造方法
Coovattanachai et al. Effect of admixed ceramic particles on properties of sintered 316L stainless steel
JPH0913101A (ja) 粉末冶金用鉄基混合物およびその製造方法
CH536672A (fr) Procédé de fabrication d&#39;un produit métallique et produit obtenu par ce procédé
JP2021008651A (ja) アルミニウム合金加工材及びその製造方法
WO2023248453A1 (fr) Poudre d&#39;alliage de cuivre pour fabrication additive, article en alliage de cuivre fabriqué de manière additive, et procédé de fabrication d&#39;article fabriqué de manière additive en alliage de cuivre

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse
ST Notification of lapse