Qu’est-ce que l’acier moulé ?
Les aciers moulés sont des produits fabriqués en versant de l’acier en fusion dans un moule, en le refroidissant et en le solidifiant pour obtenir un produit d’une forme et d’une taille spécifiques. Ils possèdent une résistance et une ténacité supérieures à celles de la fonte : ils sont donc principalement utilisés comme pièces pour les machines et les structures soumises à des forces importantes.
Les caractéristiques des produits en acier moulé incluent la possibilité de produire des pièces de formes complexes. Ils peuvent être utilisés pour des pièces soumises à des chocs et à des charges variables en raison de la nature non directionnelle de la structure et d’une ténacité élevée. Autre avantage, l’acier fondu est produit directement dans un moule, ce qui nécessite moins de processus de production que le forgeage ou le laminage.
La principale différence est que la fonte contient du graphite, alors que l’acier moulé n’en contient pas. Physiquement, la fonte contient plus de 2,1 % de carbone, alors que l’acier moulé en contient moins de 2,1 %.
Utilisations des produits en acier moulé
Les produits en acier moulé sont classés en deux grandes catégories : les produits en acier au carbone et les produits en acier allié. Les pièces moulées en acier au carbone sont utilisées après recuit et traitement. Elles sont ensuite employées dans les pièces de machines pour les moteurs électriques et les centrales électriques, et les pièces de véhicules ferroviaires. L’acier à faible teneur en carbone est défini comme ayant une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,2 %. Les produits en acier moulé faiblement allié, dont la solidité et la résistance à la corrosion et à l’usure ont été améliorées par l’ajout de manganèse, de silicium, de chrome, etc. sont largement utilisés pour les supports, les engrenages et les pièces d’automobiles, de véhicules ferroviaires et d’engins de chantier.
Les pièces moulées en acier fortement allié sont fabriquées en ajoutant du nickel, du chrome, du manganèse et d’autres métaux jusqu’à environ 20 % pour améliorer la résistance à la corrosion, à la chaleur et à l’usure, et comprennent les pièces moulées en acier résistant à la chaleur, les pièces moulées en acier inoxydable et les pièces moulées en acier à haute teneur en manganèse. Ils sont utilisés pour les carters de turbines à vapeur, les châssis de laminoirs et divers cylindres, qui sont exposés à des températures et des pressions élevées, ainsi que pour les attelages de trains, les pièces de pompes et de roues hydrauliques.
Caractéristiques des produits en acier moulé
Les pièces en acier moulé sont formées à l’aide de moules : la méthode de moulage en sable est utilisée depuis de nombreuses années. Dans cette méthode, un moule en sable est fabriqué à partir d’un moule en bois, de l’acier fondu y est versé et, après refroidissement et solidification, le moule en sable est cassé pour produire un produit en acier moulé.
Il existe d’autres méthodes de moulage. La méthode du moule plein utilise un moule en polystyrène au lieu d’un moule en bois, et le moule disparaît complètement après la coulée. La méthode de la cire perdue, où le moule est fait de cire, convient au moulage de précision. La méthode du moule en coquille utilise un mélange de sable siliceux et de résine d’acide de charbon. Il est chauffé et versé dans un moule, qui est ensuite refroidi pour former un moule mince en forme de demi-coquille. Cette méthode convient à la production de masse.
Le processus de fabrication des produits en acier moulé commence par la réalisation d’un dessin de fabrication, suivi de la conception d’un plan de coulée, de la réalisation d’un modèle, du moulage, de la fusion de l’acier, de la coulée, de la découpe de la pièce d’acier coulée, du traitement thermique, de la finition des pièces coulées, et enfin de l’inspection et de l’emballage.
Les données des dessins de production sont utilisées dans les simulations de coulée pour optimiser l’écoulement du métal chaud, éviter les porosités, assurer la solidification, etc. à l’avance. La conception du plan de coulée prévoit les changements dimensionnels et volumétriques et la déformation pendant la solidification, et optimise les canaux de métal chaud et la coulée poussée. Le processus de traitement thermique est également important car il garantit la structure métallurgique de l’acier allié, y compris la température, la durée et la fréquence du traitement thermique, afin d’atteindre les performances prescrites.