Utilisation d'outils ceramiques en matricage isotherme : modelisation de l'endommagement et de la rupture d'une ceramique a base de nitrure de silicium

par FREDERIC DESCHAUX BEAUME

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de CHRISTOPHE LEVAILLANT.

Soutenue en 1998

à l'EMP .

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  • Résumé

    Ce travail est une contribution a la reflexion engagee sur la possibilite de remplacer les outils de matricage isotherme metalliques par des outils ceramiques. Un composite si#3n#4-tin a ete choisi. Les principales difficultes qu'implique une telle innovation ont d'abord ete identifiees : la necessite d'assembler plusieurs pieces ceramiques pour fabriquer un outil, la faible usinabilite du materiau, le choix d'un lubrifiant adapte, la fragilite des ceramiques, et enfin l'endommagement subi en cours d'utilisation. Les deux derniers points, juges primordiaux, ont ete etudies de maniere plus approfondie. L'etude de l'influence des facteurs environnementaux auxquels les outils sont soumis pendant les operations de matricage a revele que l'oxydation et les cycles mecaniques avaient un effet endommageant. Une etude plus approfondie de l'oxydation a ete menee. Une modelisation du processus a ete proposee, a partir des donnees bibliographiques, puis validee a l'aide d'une etude experimentale de l'oxydation du materiau. L'influence de la duree d'oxydation sur la resistance a rupture a egalement ete etudiee. Enfin a ete aborde le probleme du calcul du risque de rupture des outils. Un programme, base sur les modeles de rupture fragile, a ete developpe et couple a un logiciel de calcul par elements finis. La methode d'utilisation du programme proposee necessite de connaitre les caracteristiques mecaniques du materiau d'outillage et du materiau mis en forme, qui ont ete determinees a 1150c. Une validation a ensuite ete realisee, en comparant les resultats du calcul du risque de rupture avec ceux d'un essai de rupture simulant une operation de matricage isotherme d'un lopin en astroloy a 1150c.


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  • Détails : 223 P.
  • Annexes : 144 REF.

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  • Bibliothèque : Ecole des Mines d'Albi. Centre de documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : N170-DES
  • Bibliothèque : Mines ParisTech. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
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