Développement d'un procédé de densification basé sur des poudres de fonte

Le développement d'un procédé de densification basé sur le frittage en phase liquide de poudres de fonte nodulaire a été réalisé dans le but d'obtenir des pièces M/P à haute densite ayant des performances acrues. Les atomisations effectuées chez Domfer Poudres Métalliques et à l'Université Laval ont conduit, par les traitements appropriés du métal en fusion et l'application subséquente d'un traitement thermique, à l'élaboration de poudres de fonte caractérisées par des nodules de graphite dans une matrice ferritique. Ce type de microstructure a conféré à la poudre une compressibilité suffisante pour la compaction d'échantillons destinés au frittage en phase liquide. La poudre de fonte ferritisée XG-61N#3 contenant 3.65%C et 2.23%Si découle des atomisations ayant eu lieu chez Domfer. Une telle teneur en carbone ne permettait pas le frittage supersolidus puisqu'une proportion de phase liquide excédant 70% est présente à une température supérieure à l'eutectique Fe-C (1150°C) ce qui provoquerait l'effondrement de la pièce. L'ajout de phosphore à titre de générateur de la phase liquide a donc été étudié afin d'en voir l'effet sur la densification et la microstmcture finale. Les résultats ont montré qu'une augmentation de la température, de la quantité de phosphore et de la poudre ferritique MP35 entraîne une meilleure densification. Cependant, les valeurs de densités obtenues dont les plus élevées se situent autour de 6.4-6.6 g/cm³ ne rencontrent pas l'objectif de pleine densification avec une densité relative d'environ 90%. Il est d'avis que la nature transitoire de la phase liquide qui a été démontrée par les résultats aux dilatomètres, n'accorde pas le temps nécessaire pour le réarrangement des particules requis à l'atteinte de haute densité. Par ailleurs, la microstructure après frittage affiche une prédominance ferritique dans laquelle le graphite semble être le résultat de la dégénérescence des nodules de graphite. Il n'a pas été possible de déterminer s'il s'agissait de l'effet du phosphore, d'une teneur insuffisante en magnésium ou d'une combinaison des deux.