Les avantages de la métallurgie des poudres en coutellerie
Quelle curieuse alchimie se cache derrière le nom compliqué "métallurgie des poudres" ?
Pour faire court, il s’agit de la technologie la plus récente de production d’alliages métalliques qui s’effectue par frittage contrairement à la traditionnelle fusion.
Nous voilà bien avancés... Qu'est ce que le "frittage" ?
Le frittage est un procédé ancestral de fabrication d’objets usuels consistant à chauffer une poudre sans l’amener jusqu’à la fusion et dont l’exemple le plus connu est… la poterie. La métallurgie des poudres est donc la technologie consistant à élaborer des alliages d’aciers par la méthode du frittage. Vous l’avez compris, les aciers les plus modernes et les plus performants sont obtenus selon une technique découverte, probablement par hasard, par les premiers hommes.
Mais tout n’est pas aussi simple…
Retour sur l'histoire de la conception de l'acier...
Si les premiers hommes se contentaient d’un mélange de terre, d’argile, d’un peu d’eau et de feu pour créer poteries et figurines, il n’en va pas de même pour l’élaboration des alliages d’acier.
Du début de l’âge de fer au moyen-âge, les bas fourneaux ont été utilisés pour obtenir du fer par la fusion de minerai. Puis, à partir du moyen-âge, les hauts fourneaux ont permis d’obtenir de la fonte, pouvant être utilisée dans la fabrication des alliages de fer que nous connaissons.
Encore aujourd’hui, les alliages sont produits par la fusion d’un élément métallique de base mélangé à un ou plusieurs autres éléments métalliques ou chimiques dits « éléments d’alliage ». La proportion de chacun des éléments de cette combinaison détermine les caractéristiques et propriétés de l’acier obtenu.
Les débuts des aciers conçus par métallurgie des poudres :
Dès le début des années 1960, l’industrie métallurgique s’est intéressée à la technique du frittage pour produire de l’acier aux aptitudes améliorées (meilleure usinabilité, forgeable, résistance mécanique …)
L’utilisation de cette technologie en fait le procédé le plus récent de production d’aciers mais également le plus performant, permettant à la fois d’obtenir des aciers aux capacités améliorées mais aussi tout simplement d’obtenir de nouveaux alliages et aciers spéciaux qu’il serait impossible de réaliser par un procédé de fusion conventionnelle.
Les étapes de fabrication d'un acier par la métallurgie des poudres
Comme son nom l'indique, la métallurgie des poudres est un processus parfaitement contrôlé et automatisé, basé sur l'utilisation de poudres métalliques. Les matières premières sont déversées dans un réceptacle en proportions correspondant à l'alliage devant être élaboré.
- Le contenu de la cuve est amené à son point de fusion par des électrodes en graphite et brassé en permanence au moyen d’électro-aimants (1)
- Lorsque le mélange est parfaitement homogène, l’alliage dans sa phase liquide s’écoule dans une chambre où il est soumis à un processus d’atomisation (2) par un puissant jet de gaz neutre (ex : argon ou azote) qui aura pour effet la transformation du métal à l’état liquide en micro gouttelettes refroidies rapidement. Les poudres ainsi obtenues sont parfaitement homogènes et exemptes d’impuretés (ou inclusions). La forme idéalement sphérique et la grosseur des grains (de 0.1 à 1 000 µm) sont déterminées très précisément suivant la nature de l’alliage souhaité.
- Une fois ces poudres obtenues, elles sont recueillies dans une capsule (3)
- Après avoir été fermée hermétiquement par soudure (4), elle est transférée dans un four de compression isostatique à chaud (HIP : Hot Isostatic Pressure). Durant cette étape, les poudres vont se comprimer (5) et s’agglomérer pour former une billette d’acier, exempte de toute impureté ou inclusion.
Les atouts de la métallurgie des poudres pour l'acier de coutellerie
Les aciers issus de la technologie des poudres bénéficient d'un grain extrêmement fin et régulier, ce qui leur permet de cumuler bien des avantages :
- Excellent tenue du tranchant
- Facilité d'aiguisage et d'affûtage
- Aptitude au polissage améliorée
- Résistance à la corrosion améliorée
- Parfaite homogénéité des aciers : meilleur répartition des carbures
- Pureté très élevées (absence d'inclusions)
- Haute ténacité (capacité de résistance à la propagation de fissures)
- Et bien d'autres !
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Différence de répartition des carbures entre métallurgie des poudres contre métallurgie conventionnelle :
