délier

Le déliantage est l'élimination thermique contrôlée des liants organiques des compacts métalliques, généralement ceux fabriqués par métallurgie des poudres ou moulage par injection de métal (MIM). Avant qu'une pièce frittée n'atteigne sa pleine densité et sa résistance, les polymères, cires ou résines qui maintiennent les particules de poudre ensemble pendant le formage doivent être éliminés. Cela se fait dans un four dans des conditions soigneusement contrôlées pour éviter d'endommager le compact lui-même.

Le système de liant dans le moulage par injection de métal se compose généralement d'un liant primaire (souvent du polypropylène ou de la cire de paraffine) et d'un liant secondaire (tel que l'acide stéarique ou le polyéthylène glycol) qui améliore l'écoulement pendant l'injection. Au refroidissement, ce réseau de liant confère à la pièce crue une résistance suffisante pour être manipulée sans s'effriter. Dans les compacts de métallurgie des poudres formés par pressage, le liant peut être un faible pourcentage d'un polymère ou même un mince revêtement métallique. Le déliantage élimine entièrement ces matériaux, ne laissant que le squelette de poudre métallique prêt pour le frittage.

Le processus se déroule généralement dans la plage de températures de 150 à 450 degrés Celsius, selon la composition du liant et la géométrie de la pièce. Les vitesses de chauffage doivent être lentes, souvent de 1 à 3 degrés Celsius par minute, pour éviter que le liant ne bouille et ne crée une pression interne qui fissure le compact. De nombreux fours utilisent un déliantage en plusieurs étapes : un chauffage initial à basse température pour ramollir le liant, une phase de mèche où le liant s'écoule de la pièce dans un milieu poreux, et une phase finale à haute température pour éliminer les matières organiques résiduelles. Le contrôle de l'atmosphère est important : l'azote ou le vide empêche l'oxydation de la poudre métallique, tandis que le déliantage à l'air n'est utilisé que lorsque le métal peut tolérer l'oxydation de surface.

Problèmes courants et choix des matériaux

Un déliantage incomplet laisse du carbone et de l'oxygène piégés dans la pièce finale, réduisant la ductilité et la résistance à la fatigue. Des fissures se forment si le compact est chauffé trop rapidement, en particulier dans les sections épaisses où les gradients d'évaporation du liant dépassent la résistance mécanique de la pièce. Certains opérateurs utilisent le déliantage catalytique avec de l'hydrogène à des températures plus basses pour accélérer le processus et réduire les défauts, bien que cela nécessite un équipement spécialisé. Le choix du système de liant au stade du moulage affecte directement le temps et le coût du déliantage ; les liants à point de fusion plus bas se délient plus rapidement mais peuvent donner des pièces crues plus faibles.

Les fours de déliantage vont des simples fours à moufle aux systèmes sophistiqués avec plusieurs zones de chauffage, un contrôle de l'atmosphère et une récupération automatisée du liant. Les ateliers MIM industriels associent souvent les fours de déliantage aux fours de frittage à haute température dans une ligne continue. Le terme lui-même vient de la nécessité d'inverser le processus de liaison qui rendait les compacts de poudre manipulables ; c'est l'étape intermédiaire critique entre le formage et la densification qui détermine si une pièce moulée par injection de métal devient un composant haute performance ou de la ferraille.