vert

En métallurgie des poudres, une pièce « verte » est un composant fabriqué à partir de poudre métallique compactée qui a été pressée pour lui donner une forme, mais pas encore chauffée pour fusionner les particules entre elles. À ce stade, la pièce conserve sa forme uniquement par friction et emboîtement mécanique, avec presque aucune liaison métallique entre les particules de poudre. Un compact ferreux « vert » peut avoir une densité relative de 85 à 92 %, ce qui signifie que le reste est de la porosité. Le matériau est fragile et peut s'émietter ou se délaminer s'il est manipulé brutalement ou exposé à des vibrations avant le frittage.

Le terme « vert » vient de la céramique et n'a aucun lien avec les préoccupations environnementales. Dans ce domaine, une céramique « verte » est une céramique qui a été façonnée mais pas encore cuite. Les métallurgistes des poudres ont adopté ce langage parce que les processus sont structurellement similaires : les deux impliquent le compactage de poudre, les deux nécessitent une étape thermique subséquente pour développer la résistance finale, et les deux impliquent une densification progressive. L'état « vert » dans les deux métiers est essentiellement intermédiaire : la pièce existe en tant qu'objet distinct mais manque des propriétés du matériau fini.

Les pièces « vertes » sont éjectées de la cavité de la matrice alors qu'elles sont encore chaudes du processus de compactage. Leurs surfaces sont souvent poussiéreuses et peuvent libérer de fines particules. Les matrices doivent être conçues avec des angles de dépouille et des broches d'éjection pour libérer la pièce sans la fracturer. Les pressions de pressage varient considérablement selon le matériau et la géométrie, d'environ 20 MPa pour les métaux mous comme le cuivre à 600 MPa ou plus pour les poudres à base de fer. La relation entre la densité « verte » et la densité finale frittée est critique : une densité « verte » plus élevée donne généralement une résistance frittée plus élevée, mais une pression excessive peut provoquer un compactage inégal ou l'usure de la matrice.

Les pièces « vertes » sont souvent empilées ou emboîtées pendant le stockage et le transport vers le four de frittage. Elles doivent être maintenues au sec, car l'humidité absorbée peut provoquer des explosions de vapeur pendant le chauffage. L'exposition à l'humidité pendant des heures peut ramollir certaines poudres compactées. La plupart des installations stockent les pièces « vertes » dans des zones à climat contrôlé ou les déplacent vers le four dans les heures suivant le pressage. Certaines conceptions intègrent des additifs de résistance « verte », généralement de petites quantités de liant organique, qui améliorent la sécurité de manipulation mais doivent brûler proprement pendant la phase de préchauffage du frittage sans générer de gaz qui causent des défauts.

Des défauts peuvent apparaître au stade « vert » : fissures dues à un compactage inégal, laminations dues à un remplissage incomplet de la matrice, ou vides dus à un piégeage d'air. Certains défauts, tels que des fissures mineures, peuvent se refermer pendant le frittage ; d'autres persisteront ou s'aggraveront. La variation de densité au sein d'une même pièce « verte » est courante et difficile à détecter sans équipement sophistiqué comme la tomographie assistée par ordinateur. Le contrôle qualité repose souvent sur l'échantillonnage du poids et une surveillance attentive du processus plutôt que sur des essais non destructifs des pièces individuelles.