Types de traitement thermique pour moulages au sable

Le moulage au sable est un processus de formage de métal dans lequel un moule est d'abord formé à partir d'un motif tridimensionnel de sable, et le métal fondu est versé dans la cavité du moule pour la solidification. Dans le cadre du processus, les pièces moulées peuvent subir une série de processus de chauffage et de refroidissement pour s'assurer qu'elles répondent aux spécifications de dureté, métallographiques et mécaniques établies par le client.

Les produits typiques fabriqués par moulage au sable comprennent les blocs moteurs, les culasses, les pistons de cylindre, les cadres, les supports, les collecteurs pour les moteurs de grande puissance, les roues, les carters, les pièces de boîte de vitesses des systèmes de transmission pour la construction et les équipements agricoles. Le traitement thermique améliore les propriétés mécaniques et physiques des pièces moulées, pour augmenter la résistance à la traction et réduire la ductilité ou l'étirement du métal. Cet article examine les types de traitement thermique pour les moulages au sable.

Quelles sont les étapes du traitement thermique des moulages au sable ?

Le traitement thermique implique un chauffage et un refroidissement contrôlés des moulages au sable. Le but est d'utiliser des températures élevées pour modifier la microstructure du matériau afin d'obtenir les changements souhaités dans les propriétés mécaniques de la pièce moulée. Les trois étapes principales du traitement thermique comprennent :

• Chauffage :le métal est chauffé lentement jusqu'à un certain point, de sorte qu'il conserve sa forme sans se fissurer. Il est essentiel de s'assurer que le métal chauffe uniformément pendant cette étape pour éviter les fissures ou les déformations. Le taux de chauffage est basé sur le type de matériau, la conductivité thermique du métal et la taille de la pièce moulée.
• Trempage (maintien) :Le métal est maintenu à la température souhaitée pendant une période de temps prescrite. Le but de cette étape est de maintenir le matériau à la température désignée jusqu'à ce que les changements structurels internes nécessaires soient accomplis. La durée de l'étape de trempage dépend du type de matériau, ainsi que de la taille et de la complexité de la pièce. Certaines pièces moulées ne nécessitent que des modifications structurelles de la surface du métal, tandis que d'autres peuvent avoir besoin d'obtenir des propriétés plus uniformes sur l'ensemble de la pièce.
• Refroidissement :la pièce moulée est ensuite refroidie à température ambiante de manière contrôlée afin d'atteindre les propriétés mécaniques souhaitées. Le refroidissement peut être réalisé de différentes manières, selon le type de matériau. Il peut être refroidi à l'air, refroidi avec un fluide de refroidissement ou rapidement trempé dans une solution.

Quels sont les types de traitement thermique pour les moulages au sable ?

Bien que les étapes de chauffage, de trempage et de refroidissement soient les mêmes, il existe des variations dans le processus de traitement thermique qui affecteront le résultat final. Ceux-ci incluent la température à laquelle le matériau est chauffé, la durée pendant laquelle il est maintenu à cette température et la vitesse à laquelle il est refroidi. Les types de traitement thermique incluent :

• Recuit :le matériau est chauffé au-delà de sa température critique supérieure, puis refroidi lentement. Le recuit est utilisé pour améliorer les propriétés du métal afin qu'il soit plus durable et plus maniable. Il réduit également le stress résiduel, qui peut affecter d'autres processus. Cela offre une flexibilité dans le processus de coulée, car il y a moins de risque de rupture. Le recuit augmentera la capacité d'effectuer un usinage supplémentaire sur la pièce.
• Normalisation :la normalisation augmente la dureté de la pièce. Lors de la normalisation, la température du matériau est augmentée au-dessus de la plage de recuit jusqu'à un point où sa structure cristalline change. Il est ensuite refroidi à l'air ambiant. Ce traitement thermique permet d'obtenir des pièces moins sollicitées et plus usinables.
• Durcissement :le durcissement rend le métal plus solide, mais il peut aussi le rendre plus cassant. Le matériau peut alors devoir être trempé pour réduire cette fragilité. Au lieu d'un processus de refroidissement lent, le matériau est rapidement refroidi, ou trempé, en étant plongé dans une solution d'eau, de saumure ou d'huile. Dans certains cas, seul le matériau de surface est durci.
• Trempe :lors de la trempe, le matériau est chauffé à une température inférieure à son point de durcissement, maintenu à cette température et refroidi à l'air. La trempe réduit la fragilité, mais peut également ramollir le matériau.

Le choix de la méthode de traitement thermique appropriée est lié au type de métal impliqué et aux propriétés finales souhaitées.

Avantages du traitement thermique pour les moulages au sable

Le traitement thermique offre divers avantages en fonction du type de matériau, de l'utilisation de la pièce moulée et des spécifications du client. Les avantages typiques du traitement thermique peuvent inclure :

• Atteignez la douceur ou la dureté souhaitée pour le matériau.
• Affecter la conductivité électrique et thermique.
• Modifier les qualités magnétiques.
• Soulager le stress des processus antérieurs.
• Ajouter des propriétés chimiques souhaitables.

En savoir plus sur le traitement thermique des moulages au sable

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