Le formage par pulvérisation est un processus de formage du métal qui crache du métal fondu et atomisé sur un substrat en rotation pour former un lingot ou une billette de métal. La vitesse de solidification élevée du procédé permet d’obtenir une microstructure bien définie. Le procédé produit un matériau similaire à celui obtenu par la métallurgie des poudres à une fraction du coût. Des billettes ou barres de formes différentes sont possibles, selon la forme du substrat. Le procédé est applicable à une grande variété d’alliages.
En raison de leurs propriétés uniques, les métaux ont été manipulés par l’humanité depuis des milliers d’années dans la fabrication d’outils, d’outils, de récipients et de diverses pièces d’équipement ou d’armes. Les outils et instruments modernes nécessitent des pièces métalliques qui s’emboîtent étroitement et se déplacent en douceur les unes contre les autres. De plus, ces pièces de précision doivent présenter une résistance et une dureté élevées, fonctions de la microstructure du métal solide.
Grâce à un contrôle minutieux du processus de formation par pulvérisation, la taille, la forme et la composition des gouttelettes peuvent être manipulées pour créer les propriétés de finition souhaitées. Par exemple, les carbures, composés carbone-métal, sont un facteur important dans la dureté finale de l’acier utilisé dans des environnements à fortes contraintes, comme dans l’espace ou sous l’eau. Lors de l’examen microscopique des tôles d’acier moulées, les cristaux de carbure sont considérés comme de longues chaînes, ce qui augmente la fragilité du produit final. La plupart de ces carbures sont des composés du chrome. Dans des tôles d’acier similaires formées par pulvérisation, les carbures sont plus petits, uniformément répartis et sont des composés de vanadium, un métal plus résistant.
Le formage par pulvérisation est moins coûteux que la métallurgie des poudres. Dans cette technologie alternative, la poudre est d’abord préparée à partir de plusieurs techniques. Ensuite, la poudre est mélangée, compactée dans une matrice et frittée dans un four. Le frittage permet une lente coalescence des particules au fur et à mesure qu’elles fondent et se mélangent. La croissance des grains est microscopique. La métallurgie des poudres produit des matériaux très denses et résistants.
Les produits formés par pulvérisation sont également très denses, mais nécessitent deux étapes de traitement. L’alliage est fondu, atomisé à travers une buse et impacte le substrat. En refroidissant l’azote gazeux qui est soufflé à contre-courant des gouttelettes, les gouttelettes sont maintenues séparées et distinctes, mais refroidissent plus rapidement. La ségrégation des métaux de l’alliage est retardée en ne permettant pas aux gouttelettes de se mélanger. Les gouttelettes sont partiellement fondues lorsqu’elles frappent le substrat ; en métallurgie des poudres, le métal est sous forme particulaire solide.
Le processus de formage par pulvérisation a été affiné en tant que processus Osprey, une méthodologie prête pour le commerce pour les aciers à haute résistance. Une variante du procédé, le procédé Spraycast-X™, permet la production d’alliages à base de nickel suffisamment résistants pour les pièces de moteurs de turbines à gaz. Le coût est également réduit car moins de déchets métalliques doivent être retirés pour former la pièce finale.