Compaction conventionnelle et compaction grande vitesse : application aux produits multimatériaux et multifonctions

Conventional and high-velocity compaction : appliction on multimaterials and multifunctions products

• Auteur / Autrice : Yann Le Guennec
• Direction : Pierre Doremus, Didier Imbault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, génie civil, électrochimie
• Date : Soutenance le 25/05/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sols, solides, structures - risques (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Christian Geindreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Doremus, Didier Imbault, Florence Dore
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Brunet, Philippe Viot

Mots clés

Mots clés libres

CGV

Multimatériaux

Simulation

Compression

HVC

Multimaterials

Simulation

Compaction

Résumé

Parmi les procédés de mise en forme de pièces industrielles, la métallurgie des poudres autorise une haute cadence de production avec une faible perte de matière première. L'élaboration de composants multi-matériaux par compression et frittage permet de minimiser le nombre d'étapes de conception afin de combiner des propriétés complémentaires. L'objet de cette thèse est l'étude d'un procédé de compression innovant qui peut augmenter la cadence de production et diminuer les contraintes sur l'outillage : la CGV (compression grande vitesse), et de l'appliquer à la mise en forme de pièces multimatériaux. Une presse à grande vitesse a été développée au laboratoire afin d'étudier l'influence de la CGV sur deux couples de matériaux : un couple base Fe / base WC, associant dureté et ténacité, un couple Acier 1.4313 / Stellite 6 associant résistance mécanique et résistance à la corrosion. Des modélisations numériques des procédés de compression conventionnelle et CGV ont été réalisées dans le but de mieux analyser les phénomènes observés et de prévoir le comportement en compression de plusieurs poudres simultanément. Ce travail aboutit à des recommandations pour la mise en oeuvre de la compression de composants multi-matériaux et met au jour quelques caractéristiques de la CGV.

Among industrial shape processes, powder metallurgy has a high production rate associated to low waste of materials. Manufacturing of multi-material components by die pressing and sintering is useful to reduce the production cycle in order to combine complementary properties. The aim of this thesis is to study an innovative compaction process which can increase production rate and reduce stresses applied on tools: the HVC (High Velocity Compaction), and use it to shape multi-material components. A HVC device has been developed in our laboratory to investigate the influence of HVC on two couples of powders : A couple Fe / WC which combines toughness and hardness properties, a couple 1.4313 steel/Stellite 6 with mechanical resistance associated to corrosion resistance. Numerical simulations of conventional and HVC compaction process have been achieved to analyze phenomenon and predict the behavior of multi-materials components during compaction. This work ends in recommendations for the implementation of the compression of multimaterials components and brings to light some characteristics of the CGV.