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Préparation métallographique de pièces en métal pulvérulent

Le principal défi lors de la préparation de pièces en métal pulvérulent pour une analyse métallographique est de révéler la véritable porosité du matériau après Le prépolissage et Le polissage。Apprenez评论préparer des pièces en métal pulvérulent pour une分析rapide avec des résultats可重复性。

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Les principales caractéristiques des pièces en métal pulvérulent

Le métal pulvérulent est un moyen related courant de produire des pièces, notamamans l' industrial automobile, car elle permet de produire en grande quantité des pièces de petitite taille et de formme complex avec des structures homogènes。倒les métaux pulvérulents, des mélanges de poudres métalliques (et parfois non métalliques) sont compactés puis frittés。Le process de fabrication est coûteux, mais les pièces finies présentent des avantages spécifiques par rapport aux pièces forgées ou moulées。

Avec les métaux pulvérulents,尽可能:
  • D'allier des métaux恢复正常的方式
  • 伟大的杰作variété同盟propriétés différentes
  • De réaliser des结构homogènes à颗粒鳍
  • De créer des形成复合体
  • De créer des pièces avec une finition optimale

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图1:酸性不氧化expérimental en métal pulvérulent, avec攻击着色剂

Les applications courantes des métaux pulvérulents component:

  • Les pièces mécaniques et structurelles, telles que Les bielles, Les pignons de chaîne et Les came。
  • Les métaux réfractaires困难重重à produire par fusion et fonte
  • Matériaux poreux dans lesquels la porosité contrôlée est un objectif spécifique
  • Les matériaux复合材料,comme le cuivre/tungstène
  • Les alliages spéciaux à haute résistance, tels que Les superalliages à基镍和钴(utilisés pour Les pièces de moteurs à réaction)
  • 酸橙à外露à高质量的成品présentent des qualités各向同性和une répartition均匀的碳

La métallographie des pièces en métal pulvérulent

La densité d’un composant compacté et fritté影响sa résistance, sa ductilité et sa dureté。Par conséquent, la métallographie des pièces en métal pulvérulent comprend généralement la vérification de la porosité spécifique。

Dans le contrôle des procsus, la métallographie des pièces en métal pulvérulent est utilisée倒vérifier la porosité, les夹杂物非métalliques et la污染croisée。La métallographie des pièces en en métal pulvérulent joue également un rôle重要的lors du développement de nouveaux producits ou de l'amélioration des process de fabrication。

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图2:酸离子métal pulvérulent avec 0,5% de C, allié par diffusion avec Ni, Cu et Mo. Attaque au picral, montrant des zones de perite fine entourées铁素体,德马氏体,德贝氏体等'austénite riche en Ni

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图3:Acier en métal pulvérulent avec 0,8 % de C, pré-allié par diffusion avec 1.5% de Mo. Attaque au Nital, mont une贝氏体致密

La production de pièces en métal pulvérulent

De nombreux métaux différents sont utilisés pour créer des composants en métal pulvérulent, De poudres De fer, De cuivre et d'acier。

Procédé de fabrication de poudres de fer et d'acier

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poudre生产
Il existence deux méthodes courantes de production de poudre: la méthode chimique et la méthode par atomisation。
  • Chimique: Le métal est transformé directive des oxydes du minerai en métal pulvérulent à une température inférieure au point de fusion。
  • 原子化:L'alliage métallique fondu passe par une bus et est soumis à un jet d'eau ou de gaz à高级压力。De petites gouttelettes se forment和se consolidation en particles。
Une fois product, le métal pulvérulent est mélangé。À ce stade, d' aures éléments peuvent être ajoutés, notamement des润滑剂,du carbone et/ou des éléments d'alliage。

紧实的肉和肉
在合成材料的生产中,我们的浆料mélangées sont compactées我们的压力在我们的母体中。À ce stade, la pièce a la formme du composant fini, mais n'a pas la résistance requise。cescomposants sont connus sous le nom de pièces«vertes»。

煎蛋du composant
倒développer les propriétés mécaniques et physiques nécessaires, le composant est fritté à haute température dans une atmosphère protectrice。La联络se产品par扩散entre les粒子邻接。

Traitements finaux
Selon l'application, ceres pièces peuvent subir des tritements supplémentaires, notamement la compression isostatique à chaud, l'imprégnation à l'huile, le durcissement de la surface ou le placage。

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图4:海绵状突起,扫描电镜

Défis lors de la préparation des pièces en métal pulvérulent

Le principal défi lors de la préparation de pièces en métal pulvérulent pour une analyse métallographique est de révéler la véritable porosité du matériau après Le prépolissage et Le polissage。Cela peut s'avérer particulièrement difficile avec des matériaux mous, ou des matériaux dans lesquels des matériaux mous et durs sont mélangés。
  • Avec les métaux mous, le métal abrasé peut être poussé dans les毛孔pendant le prépolissage。
  • Les échantillons dans lesquels des matériaux在这一天mélangés ont tendance à présenter un relief prononcé。
  • Pièces vertes: Les composants qui ont été compactés mais pas encore frittés doivent faire l'objet d'une attention particulière car ils sont très fragiles。

Surmonter les défis lors de la préparation des pièces en métal pulvérulent

Les autres sections de cette page décrivent brièvement comment surmonter ces difficultés。Les procédures ont été utilisées avec succès dans des应用实践实验室等prouvé qu'elles donnaient des résultats可重复性。

倒une描述加détaillée des procédures décrites ici,Téléchargez la note d 'application complète

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图5:Même spécimen que la图1 après 8 min de polissage au diamant (3 μm)


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图6:Porosité d'un échantillon d'acier en métal pulvérulent après 4分钟金刚石(3 μm)。

建议pour la découpe de pièces en métal pulvérulent

Les pièces en métal pulvérulent peuvent être fabriquées à partir d'une série de matériaux, notamement des poudres de fer, de cuivre et d'acier。Le choix approprié du disque de tronçonnage dépend du type de matériau。
  • Lors du tronçonnage d’un composant de métal pulvérulent à matériau unique, sélectionnez une meule de tronçonnage adaptée à ce matériau。
  • Si vous devez tronçonner une pièce en matériau mixte, choisissez un disque de tronçonnage adapté au matériau principal。
  • 倒碳水化合物frittés,利用我们的disque de tronçonnage diamanté à莲résine。

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图7:Carbure de tungstène fritté (WC/Co), attaqué avec le réactif de Murakami 1500x

建议倒le蒙太奇des pièces en métal pulvérulent

倒保险une bonne adhérence entre la résine d'enrobage et le matériau, dégraissez soigneusement l'échantillon avec de l'acétone ou du toluène avant l'enrobage。

Comme pour la découpe, la meilleure méthode d'enrobage dépend du matériau avec leel vous travaillez。
  • 倒les pièces frittées (échantillons enrobés):
    -抢劫大厅à chaud sous pression, utiliser soit de la résine phénolique (MultiFast)ou des résines内容UN matériau de remplissage加durDuroFastLevoFast).
    -Lors de l'enrobage à froid, les résines acryliques avec charge (DuroCit-3LevoCit) peuvent être utilisées。
  • Les pièces vertes doivent être réimprégnées après découpe真空烹调avec une résine époxy de montage à froid (CaldoFix-2EpoFixSpeciFix-40).
  • Les poudres peuvent être enrobées en mélangeant une petite quantité de poudre avec une résine époxy à durcissement lent。Le mélange peut être versé directement dans Le moule d'enrobage。
  • Les poudres métalliques peuvent être enrobées sous pression à chaud en Les mélangeant avec une résine d'enrobage à谷物鳍。(DuroFast).凡尔赛勒mélange巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎巴黎résine phénolique。

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图8:Répartition碳水化合物公约

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图9:碳酸产率métallurgie磅的分布

浇en savoir +

建议pour le prépolissage et le polissage des pièces en métal pulvérulent

Comme principe de base, pour le prépolissage, le prépolissage fin et le polissage des métaux pulvérulents, il方便d'utiliser les mêmes procédures que pour les spécimens en lingot du même matériau。

PrePolissage计划
  • Le prépolissage plan de grandes surfaces de matériaux (>150 HV) peut être effectué sur un disque de polissage diamanté。(MD-Piano).Les matériaux en acier inoxydablePeuvent être rectifiés sur UN disque de prépolissage en oxyde d' aluminum (MD-Alto).
  • Les matériaux <150 HV peuvent être rectifiés sur du papier SiC ou feuille SiC Foil。
Prepolissage
  • Pour le prépolissage fin de matériaux > 150hv, utiliser des diamants surMD-Allegro
  • MD-Largo avec悬浮液diamantée conent pour le prépolissage fin de matériaux <150 HV
Polissage 镶人造钻石
Lors du prépolissage métallographique, le métal est poussé dans les毛孔。Si les étapes suivantes du polissage ne sont pas effectuées校正,des vures»métalliques résiduels resteront audessus des气孔(en particulier dans les matériaux mous)。S'ils ne sont pas enlevés, ces feront obstacle à une bonne observation。

C'est pourquoi le prépolissage fin doit être suivi d'un polissage diamanté complete。最重要的que l'étape de polissage au diamant soit effectuée suffisamment longtemps pour révéler la véritable porosité du matériau (voir ci-dessous les图10-13)。

Méthode de préparation du bronze en métal pulvérulent

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图1:Méthode de préparation de 6 échantillons de青铜P/M, enrobés, de 30毫米diamètre, à l'aide de la méthode半自动Tegramin直径300毫米。

come me alternative auDiaProune悬浮液de diamant polystallin P, 9 μm, 3 μm et 1 μm peut être utilisée avec un润滑性胭脂,还原蓝色。

Méthode de préparation de l'acier en métal pulvérulent

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图2:Méthode de préparation de 6 échantillons d'acier, enrobés, de 30 mm de diamètre, à l'aide de la méthode半自动Tegramin,直径300 mm。

Comme alternative au DiaPro, une suspension de diamond polycristallin pde 9 μm, 3 μm et 1 μm peut être utilisée avec un润滑剂vert ou blu。
*Il est également可能d'utiliser le MD-Dac/DiaPro Dac 3。

Procédé de préparation de carburres frittés

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表3:Méthode de préparation de 6 échantillons de carbures frittés, enrobés, 30毫米de diamètre, en utilant la polisseuse Tegramin半自动,300毫米de diamètre。

Comme替代au DiaPro, une悬浮液de diamond polystallin P, 9 μm, 3 μm peut être utilisée avec un润滑性胭脂,显蓝色。
*兵站optionnelle。

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图10:曲面上métal pulvérulent après un prépolissage fin sur MD-Allegro

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图11:Même échantillon que dans la图10表面不稳定的表面上的不稳定métal pulvurélent


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图12:Même échantillon que dans la图11 après un polissage + long montrant une porosité correcte。


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图13:大平面图。11, montrant les«rervements»métalliques sur les毛孔。

Nettoyage et séchage des pièces en métal pulvérulent

Après le polissage, les échantillons de métal pulvérulent doivent être nettoyés avec un mélange d'eau et de détergent pour éliminer les restes de la悬浮液de polissage et du润滑剂。L'échantillon doit ensuite être rincé à L' eau, avant d'être soigneusement rincé à L'异丙醇。

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图14:Les taches d'eau au nettoyage peuvent entraîner une mauvaise interprétation de la structure。

En savoir +

建议pour l'attaque de pièces en métal pulvérulent

Lors de l'analyse d'échantillons de métal pulvérulent, il est important de connaître la densité théorique afin de la comparison à la porosité。

Nous建议d'examiner d'abord l'échantillon non attaqué pour vérifier la densité, la forme et la taille des气孔,l' oxyation et les夹杂物,les cols de frittage et le graphite libre (voir les图15 et 16)。L'échantillon doit ensuite être attaqué immédiatement pour éviter les traces de séchage。

La procédure d'attaque recommandée pour les échantillons en métal pulvérulent:
  • 异丙醇表面,浸入式échantillon脸,脸,脸,脸réactif,阿塔克和阿基茨légèrement。
  • 洛奇攻击时间approprié s'est écoulé,雷雷兹échantillon du réactif攻击和异丙醇安全面包攻击和塞隆réactif d'攻击。
  • Séchez avec un courant d'air chaud。

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图15:青铜métal pulvérulent,非attaqué,含石墨(gris),等'eutectoïde α-δ (bleu) 500x

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图16:Identique à la Fig. 15, attaqué avec du chlorure de fer-III, montrant la structure du grain du bronze 500x

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图17:Un échantillon qui n'a pas été attaqué suffisamment longtemps - il est difficile de distinguer les différentes phase。

解决方案d 'attaque

法国的解决方案métal法国的同盟être utilisées。尊敬的工作时间précautions de sécurité标准的生产设备。

Reactifs d 'attaque倒métaux pulvérulents de cuivre et alliages de cuivre pulvérulent
100毫升淡香水
20毫升盐酸
5克三氯化物
攻击吊坠30秒à 5分钟
冰镇膏à l'eau puis à l'异丙醇
100毫升淡香水
10克过硫酸铵
Rincer à l'eau puis à异丙醇
Réactifs d'attaque pour les métaux pulvérulents d'acier
1-3% de Nital pour les alliages fer- carbonone, les alliages fer- carboncuivre et les pré-alliages fer-molybdène:
100毫升d'éthanol
1-3毫升硝酸
攻击吊坠10-60秒,碳质寿命,异丙醇喷雾剂
Réactifs d'attaque pour les métaux pulvérulents d'acier inoxydable
Réactif de Vilella
45毫升glycérol
15毫升硝酸
30毫升盐酸
攻击吊坠30秒à 5分钟
冰镇膏à l'eau puis à l'异丙醇
Réactifs d'attaque pour métaux en poudre de carbure de tungstène
Réactif村上:
100毫升淡香水
10克氢氧化钾钠
10克铁酸钾
攻击par浸泡ou par écouvillon
冰镇膏à l'eau puis à l'异丙醇

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图18:回归线

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图19:Réactif d’attaque approprié

TÉlÉchargez la note d 'application inclant les mÉthodes de prÉparation

的简历

Le métal pulvérulent est utilisé pour produire des composants à partir de métaux qui, normalement, ne s'allient pas facilement。Les matériaux courants sont Les poudres de fer, de cuivre et d'acier。

La densité d'un composant en métal pulvérulent affecte sa résistance, sa ductilité et sa dureté。Le contrôle métallographique de la porosité fait donc party intégrante du contrôle de la qualité。

Lors du prépolissage métallographique et du prépolissage fin, le métal peut être poussé dans les毛孔,laissant des«»métalliques résiduels qui obent l'évaluation。Il est donc essentiel de procéder à un prépolissage et à un polissage minutieux avec des diamants pour garantir une représentation fidèle de la structure du matériau。

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图20:Acier en métal pulvérulent avec渗入曲线

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Holger Schnarr

Toutes les images sont de Birgitte Nielsen, spécialiste applications, Danemark。
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