Brevet FR2859930A1 — publié le 20050325

PROCEDE D'OBTENTION D'UN MATERIAU METALLIQUE CORROYE, ET MATERIAU CORRESPONDANT. DESCRIPTION L'invention a trait à certains matériaux métalliques de grande résistance ainsi qu'à certains procédés permettant de fabriquer ce genre de matériaux. Il existe de nombreux procédés pour modifier les propriétés mécaniques de métaux ou d'alliages en leur faisant prendre des états métallurgiques particuliers. Ces traitements reposent en général sur des actions thermiques ou mécaniques. Un procédé nouveau est proposé avec l'invention. Il comprend deux étapes principales. Un matériau métallique d'origine est tout d'abord débité en particules fines (ou copeaux) par un procédé d'usinage puis les copeaux sont recueillis, rassemblés et enfin unis ou agglomérés en un bloc par un procédé de compression. L'usinage élève sensiblement la résistance de la matière enlevée en copeaux en les écrouissant. Cette résistance mécanique supérieure est conservée et conférée au bloc aggloméré à la fin du procédé. Il convient simplement d'éviter de modifier l'état métallurgique atteint par les particules d'usinage, en veillant notamment à ne pas les échauffer excessivement. Le procédé d'agglomération peut être un procédé de compression isostatique semblable à ceux qu'on utilise en métallurgie des poudres avec le même B 14375.3/JCI but de produire des pièces massives à partir d'un état divisé de la matière; mais les procédés traditionnels en métallurgie des poudres font appel à des particules beaucoup plus fines, sans qu'on cherche en général à produire un matériau aux caractéristiques supérieures. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide de modes particuliers de réalisation. Une pièce de matériau de base est employée. La forme du produit de départ importe peu, sinon qu'elle doit pouvoir s'usiner facilement sur une machine courante. Le matériau de base peut être un produit du commerce ou résulter d'une élaboration particulière. Il peut être un métal pur, un alliage ou même un composite à matrice métallique. Les alliages présentant une capacité à se consolider sous déformation plastique seront souvent appréciés. La première étape principale du procédé consiste à usiner la pièce du matériau d'origine pour la réduire en copeaux fortement consolidés par écrouissage, ou plus généralement en petites particules, ayant typiquement une dimension comprise entre 0,5 et 0,05 mm, ayant de préférence une grande densité de dislocations La taille des particules dépendra du choix des conditions d'usinage (nature et géométrie de l'outil, angles de coupe, vitesse de coupe et d'avance, profondeur de passe, et nature de la lubrification). Les procédés d'usinage habituels, comme le fraisage et le tournage, conviennent bien. L'usinage peut se faire sous atmosphère spéciale pour éviter des réactions d'oxydation. B 14375.3/JCI Une étape optionnelle consiste ensuite à broyer les particules afin d'augmenter encore leur consolidation. Une autre étape optionnelle cons iste à nettoyer les particules par une réaction chimique, notamment en les soumettant à une réaction de réduction ou de dissolution pour détruire la couche d'oxyde éventuellement formée. La seconde étape principale de ce procédé consiste à enfermer les particules préparées dans une enveloppe métallique semi-rigide, dont la forme est semblable à celle du produit final, aux retraits dus à la diminution de volume près. Cette enveloppe est ensuite mise sous contrainte pendant une durée et une température qui confèrent la cohésion voulue au contenu. Les procédés usuels de compression isostatique, d'extrusion ou de laminage, entre autres, peuvent être appliqués. Ce procédé permet d'obtenir des pièces dont la résistance mécanique ou la dureté sont de beaucoup supérieures à celles de la matière d'origine de 50% par exemple. La structure micrographique est bien reconnaissable et fait apparaître des grains plus gros que par les procédés de fabrication usuels, avec des formes souvent très allongées et irrégulières qui attestent de la présence des copeaux d'usinage comprimés. Les dimensions et les formes des particules d'usinage dont est composé le matériau sont en effet conservées en général, malgré quelques altérations à la compression. B 14375.3/JCI REVENDICATIONS 1) Procédé d'obtention d'un matériau métallique, caractérisé en ce qu'il consiste à débiter 5 un matériau métallique d'origine en particules écrouies par un procédé d'usinage, à rassembler les particules et à les unir en un bloc par une compression. 2) Procédé d'obtention d'un matériau 10 métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la compression est une compression isostatique. 3) Procédé d'obtention d'un matériau métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que la compression est un laminage. 4) Procédé d'obtention d'un matériau métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la compression est une extrusion. 5) Procédé d'obtention d'un matériau métallique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un broyage des particules. 6) Procédé d'obtention d'un matériau métallique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un nettoyage des particules par une réaction chimique. 7) Procédé d'obtention d'un matériau métallique selon la revendication 6, caractérisé en ce B 14375.3/JCI que la réaction chimique est une réduction ou une dissolution. 8) Matériau métallique composé de particules d'usinage agglomérées. 9) Matériau métallique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les particules d'usinage ont des dimensions comprises entre 0,05 mm et 0, 5 mm. B 14375.3/JCI