Processus de coulée

- Feb 18, 2020-

Plusieurs procédés de moulage sont utilisés pour produire des pièces moulées en fonte grise. Certains d'entre eux ont une influence marquée sur la structure et les propriétés de la pièce moulée résultante. La sélection d'un processus particulier dépend d'un certain nombre de facteurs et la conception de la pièce moulée y est pour beaucoup. Les procédés utilisant du sable comme milieu de moule ont un effet quelque peu similaire sur le taux de solidification de la coulée, tandis que le procédé de moule permanent a un effet très marqué sur la structure et les propriétés.

Le moulage au sable vert est souvent la méthode la plus économique pour produire des pièces moulées. Jusqu'à l'introduction de l'équipement de moulage à haute pression et de flacons très rigides, la précision dimensionnelle n'a pas été aussi bonne que celle obtenue par moulage de coque. Si les moules en sable vert ne sont pas suffisamment durs ou solides, certains mouvements de la paroi du moule peuvent avoir lieu pendant la solidification et des défauts de retrait se développent. Bien que les pièces coulées jusqu'à 1 000 lb ou plus puissent être fabriquées dans du sable vert, elles sont généralement utilisées pour les pièces de taille moyenne à petite. Pour les pièces plus grandes, les surfaces du moule sont parfois vaporisées d'un mélange de noircissement et séchées sur la peau pour produire une surface plus propre sur la pièce. Cette procédure est souvent utilisée sur les blocs moteurs.

Pour résister aux pressions ferrostatiques plus élevées développées lors du coulage de pièces moulées plus grandes; des moules de sable sec sont souvent utilisés. Dans certains cas, le même sable que celui utilisé pour le moulage au sable vert est utilisé, bien qu'il soit courant d'ajouter un autre liant pour augmenter la résistance à sec.

Le processus de moulage de coque est également utilisé pour fabriquer des noyaux qui sont utilisés dans d'autres types de moules en plus des moules de coque. Son principal avantage provient de sa capacité à durcir le moule ou le noyau en contact avec un motif métallique chauffé, améliorant ainsi la précision avec laquelle un noyau ou un moule peut être fabriqué. En plus de la précision améliorée, un moulage beaucoup plus propre est produit que par tout autre processus de haute production. Bien que les techniques et les liants pour les boîtes chaudes et les nouveaux procédés de boîtes froides diffèrent de ceux utilisés pour le processus de moulage de la coque, le principe est similaire en ce que le noyau est durci lorsqu'il est en contact avec le motif.

La coulée centrifuge de fer dans des moules métalliques refroidis par eau est largement utilisée par l'industrie des tuyaux en fonte ainsi que pour certaines autres applications. Avec du sable ou un autre revêtement réfractaire des moules métalliques, le procédé est utilisé pour fabriquer de grandes chemises de cylindre.

Pour certains types de pièces coulées, le processus de moulage permanent est très satisfaisant et ses capacités ont été décrites par Frye [16]. Étant donné que le taux de refroidissement ou de congélation du fer coulé dans des moules permanents est assez élevé, les sections les plus minces de la coulée auront de la cémentite. Pour éliminer la cémentite, les pièces moulées doivent être recuites, et il est universel de recuire toutes les pièces coulées. La composition la plus économique du fer pour les pièces moulées permanentes est hypereutectique. Ce type de fer se dilate lors de la solidification et, du fait que les moules sont très rigides, la pression développée par séparation du graphite lors de la congélation de l'eutectique assure une coulée étanche à la pression. Étant donné que le graphite se présente principalement sous forme de type D avec de très petits flocons, les pièces moulées permanentes sont capables de prendre une finition très fine. Pour cette raison, il trouve une large utilisation dans la fabrication de plaques de soupape pour compresseurs de réfrigération. Le procédé est également idéalement adapté pour des composants tels que les cylindres de frein automobile et les corps de soupapes hydrauliques. Bien que la structure principalement en graphite de type D dans les pièces moulées permanentes avec une matrice de ferrite ait une résistance beaucoup plus élevée que les pièces moulées en sable de teneur en graphite comparable, la structure n'est pas considérée comme idéale pour les applications avec lubrification limite. Cependant, les pièces coulées fonctionnent très bien lorsqu'elles fonctionnent dans un bain d'huile.

À moins que certaines propriétés spéciales ne soient souhaitées et ne soient obtenues qu'avec un procédé de coulée particulier, celle généralement sélectionnée donne des pièces moulées au coût le plus bas pour la pièce finie.