Le moulage à la cire perdue est principalement associé à la fabrication de différents articles métalliques à géométrie complexe dans le domaine du moulage des métaux. Différents facteurs affectent le pourcentage de rendement et la qualité des pièces coulées, y compris la conception du système d'injection dans le processus de coulée.
Une bonne qualité permet de réduire les défauts de moulage et d'augmenter le pourcentage de rendement. En raison des nombreux avantages qu'il présente par rapport à la procédure de fabrication, le procédé de moulage à la cire perdue permet de produire rapidement de nombreux composants complexes.
Types de systèmes d'obturation dans le processus de coulée
Il existe deux types de systèmes d'injection dans le processus de coulée : le système d'injection sous pression et le système d'injection sans pression.
1) Système de portillon sous pression
Ici, la section transversale complète se réduit vers la cavité du moule. Les restrictions du flux de métal maintiennent la contre-pression. C'est similaire à l'écoulement d'un liquide (volume) à partir de toutes les vannes. La contre-pression est essentielle pour réduire l'aspiration. La raison en est que la carotte s'écoule toujours entièrement.
En raison des restrictions, le métal s'écoule à une vitesse accrue, ce qui provoque de nombreuses turbulences et des risques d'érosion du moule. En général, le rendement de la coulée est meilleur car le volume de métal utilisé dans les glissières et les portes est réduit.
En raison des turbulences, ce type de système d'injection en fonderie n'est généralement pas utilisé pour les alliages légers, mais peut être fréquemment utilisé pour les pièces de fonderie ferreuses.
2) Système de portillon non pressurisé
Ici, une section transversale complète se développe vers la cavité du moule. Il n'y a de restriction qu'au niveau de la partie inférieure de la carotte. Le débit de liquide est variable d'une porte à l'autre. Aspiration dans le système d'obturation car le système ne fonctionne jamais entièrement. De même, les turbulences sont faibles. En raison de l'occurrence des turbulences, ce type de système d'injection en fonderie est utilisé pour les alliages légers.
Le moulage à la cire perdue est un procédé fréquemment utilisé pour fabriquer différents types de modèles métalliques. Le criblage dans le processus de moulage est une procédure complexe à comprendre. Dans le système de criblage, les patins et les contremarches sont essentiels pour la réalisation de différents modèles de haute qualité.
Composants du système de déclenchement
Les deux types de systèmes d'obturation mentionnés ci-dessus sont utilisés dans le processus de coulée. Quels sont donc les composants du système d'obturation ? En règle générale, les composants du système d'obturation se composent de huit éléments importants.
Principaux éléments du système de contrôle
La coulée comporte deux étapes importantes : le processus de remplissage et la procédure de solidification. Dans le processus de remplissage, les éléments du système d'obturation comprennent un godet de coulée, une base de réserve, un canal de coulée, une carotte de coulée, une porte et une colonne montante.
Gobelet
Sa forme est rectangulaire ou circulaire. Elle ajoute le métal en fusion qui est versé à partir de la poche de coulée. Le gobelet de coulée sert principalement à diminuer l'élan du liquide qui s'écoule dans le moule en s'y déposant d'abord.
Tige
Le bassin de coulée doit être profond et l'entrée dans la carotte doit avoir un rayon lisse d'au moins 25 mm. Selon les recommandations, la profondeur de la cuvette de coulée doit être égale à 2,5 fois le diamètre de l'entrée de la carotte. Cela permet principalement de lisser le flux de métal et d'éviter la formation de tourbillons.
Système de portillon
La section transversale est circulaire. Elle permet au métal en fusion de tomber correctement du godet de coulée sur la tige de coulée. La carotte doit être un passage conique vertical à travers la chape afin d'augmenter la vitesse du métal. La raison en est qu'il s'écoule vers le bas, ce qui réduit l'aspiration d'air. Elle relie également le bassin de coulée au canal de coulée. La conicité peut être obtenue par l'équation de continuité.
Puits de coulée
Il modifie la direction du flux de métal en fusion à l'angle perpendiculaire et le transmet au canal de coulée. Au fond d'un puits de coulée, il est essentiel de réduire la vitesse des métaux entrés et l'érosion du moule.
La règle habituelle pour le puits de coulée est de cinq fois la zone d'étranglement de la coulée. Selon les recommandations de la conception du système d'obturation de la coulée à la cire perdue, l'excellente profondeur doit être précisément similaire à celle du canal de coulée.
Coureur
Cette partie permet d'amener le métal en fusion de la carotte à la coulée. Nous pouvons considérer que la dernière étape consiste à faire passer le métal en fusion du canal de coulée à la cavité du moule.
Portail
Les portes sont les ouvertures du métal fondu dans la cavité du moule. L'élément le plus important est qu'il peut être facilement cassé après la solidification de la coulée.
Différents types de vannes sont utilisés dans la procédure de coulée, en fonction de l'usage qui en est fait.
Élévateur
C'est la source de métal supplémentaire. Il s'écoule de la colonne montante vers la cavité du moule pour compenser le retrait. Cette procédure a lieu dans la pièce moulée lorsqu'elle commence à se solidifier. Si le système de portillon est dépourvu de colonne montante, certaines parties lourdes de la pièce présenteront des anomalies de retrait. Cela peut se produire à la surface comme à l'intérieur.
La colonne montante doit être créée pour geler après l'achèvement de la coulée centrale afin de remplir sa fonction. La colonne montante doit rester en fusion jusqu'à la solidification de la coulée.
La colonne montante a deux fonctions principales. Elle compense le retrait de solidification, et la seconde est la source de chaleur.
Conception d'un système d'injection pour le moulage à la cire perdue
Une bonne conception du système d'alimentation de la coulée à la cire perdue permet d'obtenir des produits de haute qualité à des coûts de fabrication moindres. Nous avons appris à connaître les composants des systèmes d'alimentation, mais quels sont les facteurs qui influencent la conception des systèmes d'alimentation pour le moulage à la cire perdue ?
Durée optimale de remplissage
Une coulée qui se remplit trop lentement peut présenter des discontinuités telles que des fermetures à froid et des ratés. Un remplissage trop rapide entraîne des inclusions solides et gazeuses. La limite supérieure du temps de remplissage (remplissage le plus lent) est régie pour éviter la congélation prématurée des sections minces avant le remplissage complet. L'apparition de turbulences en surface contrôle la limite inférieure du temps de remplissage (remplissage le plus rapide).
Le temps de remplissage correct se situe entre le remplissage rapide et le remplissage lent. Il est fonction du métal coulé, du poids, de l'épaisseur minimale de la section et de la température de coulée. Plusieurs équations empiriques permettant de déterminer le temps de remplissage correct des métaux ont été développées par des chercheurs en fonderie sur la base d'études expérimentales.
Vitesse du métal
Le temps de remplissage approprié est déterminé de manière à ce que les canaux d'injection puissent être conçus pour éviter les turbulences de surface et réduire les turbulences de masse à l'intérieur des canaux d'injection et de la cavité du moule. La conception du système de portillon de la coulée à la cire perdue dépend principalement de la vitesse du métal en fusion, qui varie considérablement dans les canaux de portillon et à l'intérieur de la cavité du moule. Pour un endroit donné de la coulée, la vitesse change avec le temps, du début à la fin du remplissage.
