Etude des propriétés physiques et mécaniques de matériaux ...

Caractérisation du compact massif et de ses constituants
1.3. Compaction des poudres
La dernière étape de la mise en forme des meules, après le malaxage des poudres, consiste à
presser les poudres pour obtenir une meule ayant la densité voulue. Pour bien comprendre les
propriétés des grains sur la structure de la meule, nous avons choisi d’étudier les propriétés de
compaction des poudres.
1.3.1. Influence du verre et du glucose sur la compaction
Décrivons le comportement général des grains abrasifs seuls à l’aide de la Figure 3-5 qui montre
une courbe de compaction pour l’échantillon F320 (d 50 =37 µm). On note deux stades dans le
mécanisme de compaction de ces poudres. La transition entre ces deux stades intervient à valeur de
contrainte d’environ 30 MPa. Cette transition entre les deux stades n’est pas franche ce qui montre que
deux mécanismes se produisent conjointement dans une gamme de contrainte. Le premier stade
correspond au réarrangement des particules. La pente m reflète la propension au réarrangement de la
poudre, appelée compressibilité. Durant ce stade, on passe d’un empilement lâche à un empilement
plus compact par les mouvements de grains qui viennent combler les interstices (densité proche de la
densité tassée). Le deuxième stade se caractérise par une forte augmentation de la densité relative.
L’hypothèse est qu’à partir de ce stade, les grains se fracturent et il y a alors à nouveau un
réarrangement des grains.
60
55
Densité relative (%)
50
45
40
Pente m
Limite entre
les stades
35
Stade 1 Stade 2
30
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Contrainte (MPa)
Figure 3-5 : Mécanismes de compaction des poudres (F320, d 50 =37 µm, grains abrasifs seuls, Al 2 O 3 )
La Figure 3-6 permet de comparer les grains abrasifs F80 (d 50 =230 µm) et F320 (d 50 =37 µm)
avant et après un essai de compaction ( max = 140 MPa). Avant les essais de compaction, la
distribution est monomodale comme l’avait montré l’analyse granulométrique. Après compaction, on
observe de nombreux éclats de grains abrasifs ce qui confirme que le deuxième stade observé sur les
courbes de compaction provient de la fracturation des grains et du réarrangement de ces particules.
Cette thèse est accessible à l'adresse : http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0111/these.pdf
90
© [E. Xolin], [2005], INSA de Lyon, tous droits réservés