·Comportement mécanique
La structure poreuse est l'une des caractéristiques largement utilisées des pièces PM. La plupart des propriétés des pièces PM, y compris l'usinabilité, sont liées non seulement à la chimie de leur alliage, mais également à la porosité de la structure poreuse. De nombreuses pièces structurelles ont une porosité allant jusqu'à 15 % à 20 %, et les pièces utilisées comme dispositifs de filtrage peuvent avoir une porosité aussi élevée que 50 %. Alors que les pièces forgées ou HIP (Thermal Ion Die Casting) ont une porosité de 1% ou moins. Les matériaux HIP conviennent aux applications dans les automobiles et les avions car ils peuvent atteindre des niveaux de résistance plus élevés.
La résistance à la traction, la ténacité et l'allongement des matériaux PM augmenteront avec l'augmentation de la densité, mais comme l'effet néfaste de la porosité du matériau PM sur la pointe de l'outil est réduit, son usinabilité est améliorée à la place. L'augmentation de la porosité du matériau améliore les propriétés d'isolation acoustique de la pièce et les oscillations d'amortissement courantes dans les pièces standard sont réduites dans les pièces PM, ce qui est important pour les machines-outils, les chalumeaux de climatisation et les outils pneumatiques. De plus, une porosité élevée est également nécessaire pour les engrenages autolubrifiants.
·Difficultés de traitement
Bien que les pièces PM ne nécessitent qu'une petite quantité d'usinage, il est extrêmement difficile d'usiner des pièces PM, ce qui est principalement dû à la structure poreuse des matériaux PM, qui réduit la durée de vie de l'outil.
La porosité provoque une fatigue microscopique du tranchant. La pointe de l'outil subit un impact continu lorsque l'outil effectue un mouvement de va-et-vient entre le trou et les particules solides. De petits impacts continus peuvent provoquer de petites fissures sur l'arête de coupe, et ces fissures de fatigue se développent jusqu'à ce que les micropuces de l'arête de coupe. Cet écaillage est généralement très petit et se manifeste généralement par une usure abrasive normale.
La porosité réduit également la conductivité thermique des pièces PM. La température sur le tranchant de l'outil pendant la coupe est élevée et peut provoquer une usure en cratère et une déformation. La structure poreuse interconnectée fournit une voie permettant au fluide de coupe de s'écouler de la zone de coupe et peut provoquer une fissuration ou une déformation thermique, ce qui est particulièrement grave lors du forage.
L'aire de surface accrue causée par la structure poreuse inhérente permet également l'oxydation et/ou la carbonisation pendant le traitement thermique, et ces oxydes et carbures sont très durs et résistants à l'usure.
En raison de l'existence de pores, la valeur de dureté fluctue également dans une petite zone. Même si la macro-dureté mesurée est HRC20 ~ 35, la dureté des particules des composants sera aussi élevée que HRC60, et ces particules dures provoqueront une usure sévère et nette des bords.
De nombreuses pièces PM sont plus dures et plus résistantes après traitement thermique. Les techniques de frittage et de traitement thermique, ainsi que les gaz utilisés, peuvent faire en sorte que les pièces PM contiennent des oxydes et/ou des carbures durs et résistants à l'usure.
La présence d'inclusions dans les pièces est également préjudiciable. Lors de l'usinage, ces particules sont extraites de la surface, créant une rayure ou une égratignure sur la surface de la pièce lorsqu'elles passent de l'avant de l'outil. Ces inclusions sont généralement importantes et laissent des trous visibles à la surface de la pièce. De plus, une teneur en carbone inégale entraîne des incohérences dans la maniabilité. Par exemple, l'alliage FC0208 a une teneur en carbone de 0,6 % à 0,9 %, et le matériau avec une teneur en carbone de 0,9 pourcentage est relativement dur et a une faible durée de vie ; lors de la coupe d'un matériau avec une teneur en carbone de 0,6 % , l'outil peut obtenir une durée de vie plus longue.