La production de pièces moulées est un processus complexe en plusieurs étapes. Le niveau de compétence dans chaque processus varie considérablement. Les compétences de l'ouvrier, la gestion de la qualité et les méthodes d'essai et les équipements ont tous une incidence sur la qualité finale de la pièce moulée. Si vous souhaitez connaître les types de défauts de coulée et les méthodes pour les éviter, ce guide vous donnera un aperçu de tous les défauts de coulée.
Défauts et causes de la coulée poreuse
Lorsque le métal pénètre dans le gaz pendant le processus de coulée et se solidifie, il produit des porosités. Les gaz les plus courants qui forment des porosités sont l'azote, l'oxygène ou l'hydrogène. Bien que le moule permette au gaz de s'échapper, de nombreux facteurs peuvent empêcher le gaz de s'écouler. Il en résulte un défaut de surface de coulée courant dans le moulage à la cire perdue. Il existe trois défauts de coulée courants liés à la porosité.
1. Défaut de coulée d'un trou d'épingle
Le défaut de coulée en trou d'épingle est un autre terme pour désigner la stomie. Les trous d'épingle sont les défauts de coulée les plus fréquents et ils peuvent être causés par n'importe quelle difficulté liée au système d'exploitation. Les défauts de coulée en trou d'épingle sont souvent visibles à l'œil nu près de la surface de la pièce coulée ou en grappes.
Coulée et causes des défauts de coulée
- On utilise du sable à forte teneur en eau.
- Coulée d'acier à partir d'une poche humide ou gazage inadéquat
- Le métal en fusion absorbe de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone.
Mesures
- En réduisant la teneur en eau du sable
- Augmenter la perméabilité du sable
- Il convient d'utiliser de bons flux et de bonnes méthodes de fusion.
- Par solidification rapide
2. Stomates
Un creux plus important qu'un trou d'épingle est appelé porosité dans les défauts de coulée. Ils sont souvent situés à l'intérieur de la pièce moulée. Avant l'usinage, ils sont difficiles à identifier et nécessitent un examen harmonique, ultrasonique, magnétique ou radiographique.
Coulée et causes des défauts de coulée
- Il y a beaucoup d'eau dans le sable.
- Le sable est peu perméable.
- Le grain de sable est trop petit.
- Sable trop compacté
- Ventilation insuffisante
Mesures
- La teneur en eau du sable doit être contrôlée et maintenue au niveau requis.
- Il convient d'utiliser du sable à haute perméabilité
- Il convient d'utiliser du sable de taille appropriée
- Ne pas trop compacter
- Une ventilation adéquate doit être assurée
3. Trous ouverts
La porosité dans les défauts de coulée est plus difficile à remarquer que les trous ouverts, qui apparaissent à la surface de la coulée. Dans la plupart des cas, une ouverture fissurée apparaît à la surface de la pièce moulée. Ces défauts sont générés par l'air emprisonné dans le moule lors de la coulée du métal.
Défauts de la surface de coulée - causes
- Mauvaise ventilation des moules et des noyaux
- Séchage insuffisant des moules et des noyaux
Mesures
- Sable sec et respirant pour éviter les ouvertures
- Choisissez du sable grossier. Plus le sable est grossier, meilleure est la perméabilité.
- S'assurer que le moule et le noyau sont secs
Défauts de coulée dus à la rétraction et leurs causes
Le métal étant moins dense à l'état liquide qu'à l'état solide, il se rétracte. Au cours du processus de refroidissement, les problèmes de retrait sont fréquents. Le retrait de solidification de l'alliage est typique, mais un retrait inégal provoque des défauts de surface de coulée.
Au cours du processus de solidification, le retrait provoque une dépression dans la pièce coulée. Les espaces de retrait ont des arêtes vives au lieu de la surface lisse des vides de gaz. Les vides sont souvent associés à des fractures dendritiques ou à des fissures. Les grands vides de retrait peuvent compromettre l'intégrité de la pièce coulée et provoquer sa rupture sous la pression. Les défauts de coulée peuvent résulter du retrait de deux manières.
1. Défauts de rétraction ouverts
Une dépression (également appelée surface déprimée) ou un trou se forme à la surface d'un produit moulé en raison d'un retrait ouvert (également appelé tuyau). Lorsque le métal se rétracte de manière inégale, il aspire de l'air dans le moule à cet endroit, ce qui entraîne des défauts comme ceux-ci.
2. Défauts de rétraction fermés
Les défauts de retrait fermés, également connus sous le nom de relâchement de retrait, sont des défauts dans le moulage qui provoquent des trous de retrait fermés. Le retrait microscopique, quant à lui, n'est pas visible à l'œil nu.
Les défauts de retrait fermés sont le plus souvent rencontrés près des sommets des points chauds ou des mares isolées de liquide chaud.
Causes des défauts de coulée des métaux
Lorsque la température du métal liquide dans le moule n'est pas la même, des défauts de retrait apparaissent. Les défauts de retrait peuvent survenir si le métal est versé trop chaud dans le moule ou si le métal se solidifie de manière irrégulière. Lorsque la conception du moule ne tient pas compte du modèle de solidification directionnelle, une solidification inégale est fréquente.
Mesures
Le traitement thermique des alliages ferreux pour réduire les tensions résiduelles, en particulier, aide à prévenir le gauchissement. Le redressement de la pièce coulée entre les processus de trempe et de vieillissement empêche la déformation des alliages d'aluminium. Cela permet également d'éviter la déformation et de refroidir l'objet de manière plus cohérente en veillant à ce que des parties importantes aient des formes plus nervurées, telles que des ondulations.
- Conception de systèmes d'écoulement (gating) basés sur les colonnes montantes pour permettre un écoulement ininterrompu du métal en fusion
- Pour augmenter la dissipation thermique locale, insérez des refroidisseurs internes, des dissipateurs de chaleur ou des serpentins de refroidissement.
- Diminuer la température de coulée pour limiter le déficit de volume total.
Défauts de moulage et causes
1. Découpage et décapage
Lorsque le métal liquide érode une partie du moule pendant la coulée et que le sable n'a pas la résistance thermique nécessaire pour le supporter, il se produit un nettoyage et un décapage. Le nettoyage et la découpe se présentent sous la forme de petites bosses sur la surface finale qui s'inclinent vers une extrémité, où le métal en fusion s'écoule avec plus de force.
Causes des défauts de coulée
Le découpage et le décolletage peuvent être provoqués par un flux excessif de métal à travers la porte en raison d'un flux de métal en fusion à grande vitesse.
Mesures
- Améliorer la conception du système de versement
- Renforcer le moule et le noyau
- Ajouter du liant au sable de finition et au sable de noyautage.
2. Fusion
La fusion de particules de sable avec du métal en fusion est connue sous le nom de "fusing". Sur la surface de la pièce coulée, la fusion se présente sous la forme d'une coquille de verre. Il s'agit d'une fine croûte vitreuse et fragile qui adhère étroitement à la pièce coulée. Ce phénomène se produit lorsqu'une partie du sable du moule fond et fusionne avec la pièce coulée.
Causes des défauts de coulée des métaux
- Argile ou sable peu réfractaire
- Liquide métallique à haute température de coulée
Mesures
La capacité d'un matériau de moulage à résister à la température d'un liquide afin qu'il ne fusionne pas avec le métal est connue sous le nom de réfractarité. Les réfractaires du sable siliceux sont les plus élevés. Pour empêcher la fusion, nous pouvons améliorer les réfractaires du matériau de moulage ou abaisser la température de coulée du métal en fusion.
3. Pénétration du métal
La pénétration du métal est la fuite du métal liquide du moule, ce qui entraîne des moulages incomplets ou manquants.
Défauts de coulée en fonderie - causes
- Utiliser du sable peu résistant et très perméable.
- L'utilisation d'un grain grossier ou énorme : plus le grain est grossier, plus la pénétration mentale est sévère.
- Élimination inadéquate des moisissures
- Sablage doux
Mesures
Pour éviter de tels défauts de coulée, il faut s'assurer que le moule de coulée est bien conçu. Avant la coulée, inspectez et remplacez les moules endommagés.
Les températures élevées peuvent entraîner une usure excessive des moules. Pour vos moules, utilisez des matières premières de haute qualité qui peuvent résister à des températures élevées.
4. Gonflement
Lorsque le moule est trop mou, le poids du métal liquide tire le sable vers l'extérieur, ce qui provoque des défauts de gonflement. Le gonflement se présente normalement sous la forme d'une petite bosse lisse sur le côté vertical de la pièce coulée.
Défauts de coulée en fonderie - causes
Les défauts d'expansion sont généralement dus à une mauvaise utilisation du moule ou à des moules peu résistants.
Mesures
- Pour éviter de tels défauts de coulée, il faut s'assurer que le moule de coulée est bien conçu. Avant la coulée, inspectez et remplacez les moules endommagés.
- Les températures élevées peuvent entraîner une usure excessive des moules. Pour votre moule, utilisez des matières premières de haute qualité qui peuvent résister à des températures élevées.
5. L'égouttage
Lorsque du sable tombe dans une pièce de fonte encore humide, il s'égoutte. Les gouttes apparaissent sur le dessus de la pièce moulée sous la forme de grumeaux irréguliers. Elles se produisent lorsque le moule n'est pas assez solide et que du sable pénètre dans le métal liquide. Les gouttes d'eau peuvent potentiellement contaminer la surface du métal.
Défauts de coulée en fonderie - causes
- Sable de faible résistance
- Ramassage en douceur
- Flux insuffisant pour le métal en fusion
- Saillies de sable dans la voûte avec un renforcement insuffisant
Mesures
- On utilise du sable ayant une plus grande résistance à la traction.
- Fournir un bourrage plus difficile.
- Peut éliminer les impuretés du métal en fusion s'il est convenablement fluxé.
- Pour renforcer les saillies de sable, utilisez des clous ou des pinces.
6. Queue de rat
Les queues de rat ou les veines peuvent se manifester par des lignes irrégulières ou des fissures dans le moulage lorsque la surface du sable du moule se déforme. Les queues de rat se trouvent le plus souvent sur la surface inférieure du moule, qui est fréquemment recouverte de matière en fusion. Le flambage est un type de queue de rat plus grave.
Causes des défauts de moulage sous pression
- Mauvaise expansion du sable
- A Température de coulée élevée
- Mauvaise conception du moule
Mesures
Une bonne méthode pour éviter ces problèmes consiste à s'assurer que le moule est suffisamment étampé pour contenir le métal en fusion. Veillez également à ce que le métal en fusion ne soit pas trop chaud. Si cela ne fonctionne pas, nous pouvons appliquer les procédures ci-dessus pour résoudre le problème.
- Ajout d'additifs combustibles au sable
- Abaisser la température de coulée du métal
- Le moule ne doit pas non plus être trop dur
Défauts métallurgiques de la fonte et leurs causes
La température de sous-refroidissement du métal lorsqu'il atteint l'intérieur du moule est à l'origine de tous les défauts du métal coulé. Peut générer ces défauts en mettant le métal dans un moule qui n'est pas assez chaud. Même si le métal est coulé à la bonne température, une méthode défectueuse peut entraîner un refroidissement trop rapide du métal avant qu'il n'entre dans le moule, ou une section de moule trop fine, ce qui entraîne des défauts. Les minuscules pièces peuvent durcir et bloquer d'autres sections du moule en raison de leur légèreté.
1. Fissure due à la chaleur
Certaines fissures sont visibles sans grossissement, tandis que d'autres en ont besoin. Les fissures apparaissent après la solidification, lorsque la pièce coulée se refroidit.
Causes des défauts de moulage sous pression
Le déchirement à chaud se produit si le métal solidifié n'est pas assez solide pour résister à la tension de traction pendant le processus de solidification.
Mesures
- Améliorer la conception des moules
- Modifier le moule pour améliorer la pliabilité
2. Points chauds/points durs
Les points durs sont une autre appellation des zones chaudes. Ces défauts apparaissent lorsque certaines sections de moulage se refroidissent plus rapidement que la zone environnante. En effet, elles refroidissent plus vite que le matériau environnant. Il en résulte la formation d'équipes plus strictes de la pièce moulée. Celles-ci peuvent provoquer l'usure de l'outil et entraver l'opération d'usinage. Les zones difficiles peuvent bloquer l'usinage et entraîner une usure accrue de l'outil.
Causes des défauts de coulée des métaux
Les points chauds sont causés par un refroidissement inadéquat
Mesures
- Des habitudes de refroidissement correctes
- Envisager de modifier la composition chimique du métal
Défauts de coulée et causes
La température de sous-refroidissement du métal lorsqu'il atteint l'intérieur du moule est à l'origine de tous les défauts du métal coulé. Le simple fait de faire couler le métal lorsqu'il n'est pas assez chaud peut entraîner ces problèmes, même si le métal est coulé à la bonne température au départ. Plus tard, un mécanisme de coulée défectueux peut entraîner un refroidissement excessif du métal avant son entrée dans le moule. Par ailleurs, la pièce moulée peut être trop fine, ce qui entraîne des défauts.
1. Défaut de coulée à froid
Un défaut de surface est un défaut de coulée à froid. Vous remarquerez des lignes ou des fissures aux bords arrondis sur la surface de la pièce coulée. Lorsque deux flux de métal en fusion se rencontrent à une température inférieure à leur point de fusion, ils ne fusionnent pas et ne se solidifient pas pour produire un défaut de coulée à froid. Par conséquent, il semble s'agir d'une fracture à bord arrondi. Les défauts de coulée peuvent être observés à l'œil nu.
Causes des défauts de moulage sous pression
- Système de versement médiocre
- Faible température de fusion
- Manque de fluidité
Mesures
- Optimisation du système de coulée
- Température de versement adéquate
- Améliorer la perméabilité à l'air du moule
2. Faute de course
Une erreur de coulée se produit lorsque le métal en fusion durcit avant de remplir la chambre du moule, ce qui laisse un vide dans la coulée. La cavité du moule n'est pas complètement remplie de métal liquide.
Coulée et causes des défauts de coulée
- Le métal en fusion est peu fluide.
- La fluidité du métal en fusion est réduite à basse température.
- Système de coulée inadéquat et section transversale trop fine
Mesures
- Optimiser la conception du moule et du système de contrôle des portes
- Augmentation du flux de métal
- Évitez les sections transversales trop fines.
3. Inclusion de scories
Les éclaboussures lors de la coulée de liquides peuvent entraîner la formation de boulettes solides. Ces boulettes sont prises dans la coulée lorsqu'elles gèlent. Une grenaille froide est souvent sphérique, en forme de goutte d'eau ou de perle et est dispersée dans le métal. Les cendres et le cliquetis sont étroitement liés et apparaissent souvent ensemble. En général, il suffit d'enlever la croûte pour découvrir la queue de rat.
Coulée et causes des défauts de coulée
La scorie se produit lorsque le métal en fusion contenant des particules est versé dans la cavité du moule et se solidifie
Mesures
- Faire fondre le métal avec un flux sous vide ou dans une atmosphère inerte.
- Utiliser une cuillère spéciale pour verser le métal par le bas.
- Ajout de filtres céramiques au système de coulée
Défauts de forme de la coulée et causes
Les défauts dans la forme du moulage provoquent des déplacements ou des arêtes volantes. Comme les défauts de forme nécessitent généralement un réoutillage du moule existant, ils sont les plus faciles à corriger.
1. Déplacement/maladresse
Lorsque des parties distinctes du moule sont mal alignées, généralement horizontalement, il se produit un décalage, également connu sous le nom d'offset. Le haut et le bas du moule ne sont pas alignés, ce qui entraîne un déplacement du moule. Le déplacement du moule se manifeste le plus souvent par un déplacement horizontal. En cas de déplacement vertical, c'est le noyau, et non le moule, qui n'est pas aligné.
Coulée et causes des défauts de coulée
- Lors de la préparation du moule, vous n'avez pas aligné correctement les composants supérieurs et inférieurs.
- Désalignement du bac à sable
- Manque de soin lors de l'installation du couvercle supérieur sur la résistance, ce qui a entraîné un désalignement.
Mesures
Vérifiez l'installation et l'alignement du modèle de plaque correspondant si vous avez un décalage. Assurez-vous que vous utilisez la boîte à moulures et les goupilles de fermeture qui conviennent à la tâche.
2. Bord de la mouche
L'un des défauts de coulée les plus courants est le bord volant. Les ailettes de coulée, les bavures et les bavures sont autant de termes pour désigner les bords volants. Les bords volants se présentent sous la forme d'un matériau supplémentaire adhérant à la pièce moulée, généralement sous la forme de flocons à la jonction des parties du moule. Un rebut qui se refond et produit des crasses est connu sous le nom de "bord volant".
Causes des défauts de coulée
Les fissures ou les trous sur la surface du noyau génèrent des arêtes volantes sur la surface de coulée. Les lacunes peuvent être dues à un poids insuffisant sur le moule ou à un mauvais serrage dans le bac à sable.
Mesures
Nous pouvons résoudre ce problème en réassemblant le moule et le noyau. Il doit y avoir suffisamment de poids sur le dessus du moule pour que les deux parties s'emboîtent bien.
Les bavures peuvent être légères ou très importantes. S'il n'est pas très grave, le fabricant peut l'éliminer en le brisant à l'aide d'un marteau ou d'une pince et en le limant jusqu'au plan de joint. Cette opération peut toutefois s'avérer coûteuse.
3. Les pages de guerre
Le gauchissement est un défaut de coulée qui se produit pendant ou après la solidification.
Causes des défauts de coulée
Des vitesses de solidification différentes dans d'autres zones provoquent souvent des déformations. Les parois adjacentes sont alors soumises à des tensions. Le gauchissement est plus probable dans les grandes parties plates.
Mesures
Les pièces en fonte peuvent bénéficier d'un traitement thermique de normalisation pour éliminer les tensions résiduelles. Les pièces en aluminium peuvent avoir besoin d'être redressées entre les opérations de trempe et de vieillissement.
4. Nid d'abeille ou spongieux
Il s'agit d'un défaut extérieur dans lequel plusieurs petits vides dans le métal coulé sont immédiatement adjacents.
Causes des défauts de coulée
- Dans la suspension du métal en fusion, des débris et des écailles de peau retenus mécaniquement le produisent.
- Un mauvais écrémage dans la louche en est la cause.
Mesures
- Empêche la saleté et les paillettes de pénétrer dans le métal en fusion.
- La chasse au sable est évitée.
- Un écrémage correct dans la poche de coulée pour éliminer les débris de scories du métal en fusion.
Conclusion
La gestion de la qualité du moulage exige une compréhension approfondie des défauts de moulage et de leurs causes. Pour aider vos fournisseurs à comprendre vos normes de qualité, vous devez définir des tolérances de défaut et des attentes de qualité spécifiques avant la fabrication.
Les tolérances pour les défauts varient en fonction du produit et du type de problème de fonderie. En déterminant votre tolérance pour ces défauts de fonderie, vous aiderez vos fournisseurs à comprendre vos attentes et à éviter les malentendus et les problèmes de qualité à l'avenir.
