Qu’est-ce qu’une pièce de fonderie en aluminium?
Les pièces de fonderie en aluminium sont des produits fabriqués à partir d’alliages d’aluminium par un procédé connu sous le nom de moulage.
Le moulage consiste à chauffer un alliage d’aluminium à une température supérieure à son point de fusion, à le fondre, à le couler dans un moule de la forme souhaitée, appelé moule de coulée, et à le refroidir pour obtenir un produit. Il existe deux principaux types de moules : le moulage en sable et le moulage en métal.
La méthode de moulage en sable présente l’avantage d’être peu coûteuse et de permettre la réalisation de grandes formes et de petits lots. Les avantages de la méthode de moulage sous pression sont la production de masse et une grande précision dimensionnelle. La méthode de moulage sous pression comprend également la méthode par gravité et la méthode de moulage sous pression.
Utilisations des pièces de fonderie en aluminium
Les pièces de fonderie en aluminium sont souvent utilisées dans les véhicules en raison de leur légèreté, de leur excellente usinabilité, de leur conductivité électrique et thermique, de leur recyclabilité et de leur résistance à la corrosion. Les pièces actuellement utilisées sont les suivantes :
- Pièces de moteur (blocs-cylindres, culasses, etc.)
- Pièces de carrosserie
- Pièces de suspension, etc.
La réduction du poids des véhicules permet d’améliorer le rendement énergétique et l’exploitabilité. De plus, la conductivité thermique (dissipation de la chaleur) réduit le refroidissement des composants générateurs de chaleur.
Principe des pièces de fonderie en aluminium
Il existe deux méthode de fonte l’une dite “méthode de coulée en sable” et l’autre dite la “méthode de coulée en moule” (méthode par gravité) de la fonte d’aluminium et qui diffèrent l’un de l’autre.
1. Méthode de coulée en sable
- Un moule en bois est utilisé pour créer la forme du produit et l’entrée de l’aluminium, et le moule en bois est placé dans le moule.
- Le moule est rempli de sable mélangé à un additif pour le durcir.
- Le moule en sable est complété en retirant le moule en bois (forme et sortie du produit) du moule en sable.
- Suivez la procédure ci-dessus pour fabriquer les moules à sable supérieur et inférieur.
- Alignez les moules à sable terminés en haut et en bas.
- L’aluminium fondu est versé par l’ouverture d’immersion à chaud dans les moules en sable alignés en haut et en bas.
- Après la coulée, le moule est refroidi et durci.
- Après durcissement, le moule en sable est cassé et la pièce de fonderie en aluminium est retirée.
- Le moulage est terminé lorsque les parties inutiles sont retirées et que la surface est usinée.
2. Méthode de coulée en moule (méthode de coulée par gravité)
- Un moule est fabriqué en fonction de la forme du produit.
- L’aluminium fondu est versé dans le moule par gravité* à travers l’ouverture.
- Après la coulée, le moule est refroidi et durci.
- Après durcissement, le moule est retiré et la pièce de fonderie en aluminium est extraite.
- Le processus est terminé lorsque les parties inutiles sont retirées et que la surface est usinée.
*La méthode d’injection par pression et par gravité est appelée méthode de coulée sous pression.
Autres informations sur les pièces de fonderie en aluminium
1. Anodisation des pièces de fonderie en aluminium
La surface des pièces de fonderie en aluminium peut être anodisée pour améliorer la résistance à la corrosion et à l’usure. L’anodisation est également appelée traitement d’oxydation anodique. Il s’agit d’une méthode de traitement par laquelle l’aluminium est oxydé par le passage d’un courant électrique dans une solution électrolytique, ce qui produit un film plus épais que celui produit par l’oxydation naturelle.
Les pièces de fonderie en aluminium contiennent de grandes quantités d’éléments autres que l’aluminium afin d’en augmenter la résistance. Il s’agit par exemple du silicium, du cuivre et du magnésium. Lors de l’anodisation des pièces de fonderie en aluminium, ces éléments peuvent empêcher la formation du revêtement. Cela est dû à la ségrégation d’éléments autres que l’aluminium dans la fonte, qui modifie la capacité de transport du courant. Pour y remédier, il est nécessaire de prendre des mesures telles que l’élimination minutieuse de la saleté et des particules non dissoutes de la surface de la fonte et des temps de traitement courts.
2. Défauts des pièces de fonderie en aluminium
Les trous d’épingle sont un type de défaut dans les pièces de fonderie en aluminium et sont de nombreuses bulles fines en forme d’aiguille. La taille des bulles varie en fonction des conditions de fabrication, mais peut atteindre 0,1 mm. Les trous d’épingle se produisent lorsque l’humidité de l’atmosphère se transforme en hydrogène gazeux dans le métal en fusion et est libérée à l’extérieur de la pièce moulée au cours du processus de solidification. Ils ont tendance à se produire dans les parties à parois épaisses du produit et dans les zones qui ont été difficiles à refroidir.
Les mesures de prévention des piqûres d’épingle consistent à réduire le contact entre l’alliage d’aluminium en fusion et l’air, et à veiller à ce que les matières premières et les outils soient suffisamment secs pour éviter la contamination par l’humidité. Il est également nécessaire d’éliminer autant de gaz hydrogène que possible de l’intérieur de l’alliage avant la solidification.
Les défauts autres que les trous d’épingle comprennent les dolines, les bordures d’eau chaude, les rides d’eau chaude, les grippages et le grippage. Ils peuvent être évités principalement grâce à l’entretien, comme le contrôle de la température des moules et le meulage des moules.