Types d'Inconel pour le moulage de précision

Si vous avez besoin de pièces pour résister à des températures élevées, à l'oxydation et à des produits chimiques corrosifs, envisagez de les fondre en Inconel. L'inconel est un superalliage à base de nickel qui résiste à l'oxydation et conserve sa résistance à des températures supérieures à 1 000 °F. Il est produit dans un certain nombre de compositions différentes, certaines étant coulées à la cire perdue plus que d'autres.

Ce billet de blog se penche sur Inconel. Il aborde les différents types et compositions et explique les avantages de la fabrication de pièces en Inconel par le procédé de moulage à la cire perdue.

Une introduction à l'Inconel et aux superalliages

Inconel est un nom commercial appartenant à Special Metals Corporation. Si vous spécifiez qu'une pièce doit être fabriquée à partir d'Inconel, vous demandez l'un de leurs produits. D'autres entreprises fabriquent des superalliages similaires, mais elles ne peuvent pas y apposer le nom Inconel.

« Superalliage » est utilisé pour décrire un métal qui conserve sa résistance lorsqu'il se rapproche de son point de fusion. Les non-superalliages comme l'acier inoxydable s'affaiblissent progressivement à mesure qu'ils chauffent, mais un superalliage atteint sa pleine résistance lorsqu'il est à 90 % de sa température de fusion.

L'Inconel a une caractéristique particulière qui le rend extrêmement utile pour les environnements oxydants :lorsqu'il chauffe, il forme une couche d'oxyde passivante à la surface. Cela résiste à l'oxydation qui raccourcit rapidement la durée de vie des pièces fabriquées à partir d'autres alliages.

Les superalliages se divisent en trois types, ceux à base de nickel, ceux à base de cobalt et un groupe plus petit à base de fer. L'inconel contient environ 60 % de nickel, 18 % de chrome et 19 % de fer, ainsi que des traces de cobalt, de molybdène, d'aluminium et de titane. Les proportions exactes sont ce qui différencie les différents types d'Inconel, et les superalliages équivalents.

Pourquoi Investment Cast Inconel ?

La dureté, la ténacité et la résistance aux hautes températures rendent les superalliages à base de nickel extrêmement difficiles à usiner. Le moulage à modèle perdu évite ce problème en produisant des pièces précises qui ont une forme presque nette. Alors que les processus utilisés pour fabriquer des modèles en cire et des noyaux en céramique sont compliqués, les moulages de précision nécessitent peu d'usinage final. Cela rend le moulage de précision rentable pour les pièces plus complexes requises dans des volumes plus importants.

Au début des superalliages, les pièces étaient forgées plutôt que coulées. Cependant, le développement de la coulée de précision sous vide a éliminé les problèmes de porosité qui ont tourmenté les premières tentatives de coulée. Aujourd'hui, presque tous les moulages de précision des superalliages sont effectués sous vide.

Un traitement thermique correct est essentiel

Les superalliages comme l'Inconel tirent leur force de la façon dont l'alliage cristallise. Le processus de traitement thermique post-coulée en fait partie intégrante.

Le problème des superalliages est que les nombreux éléments qui composent l'alliage se solidifient à des températures différentes. Cela peut les amener à se séparer. Le traitement thermique résout ce problème en réhomogénéisant l'alliage.

Le traitement thermique implique un recuit de mise en solution par trempage à environ 1 800 ° F, après quoi l'alliage est trempé à l'eau. Cela peut être suivi d'un durcissement par précipitation qui implique une série de trempages à des températures progressivement plus basses. Les grades d'Inconel durcis par précipitation ont tendance à avoir la résistance à haute température et à la corrosion la plus élevée.

Types d'Inconel pour le moulage de précision

Plus de 20 types de superalliages à base de nickel sont commercialisés sous le nom d'Inconel. Les moulages d'investissement les plus courants sont 600, 625, 713 et 718. Cependant, d'autres types tels que 617 et 690 peuvent également être coulés de cette façon. (Notez que 600 et 625 ne conviennent pas au durcissement par précipitation.)

Pour les projets nécessitant un type spécifique d'Inconel, consultez un spécialiste de la fonderie avant de vous engager à utiliser le processus de moulage à la cire perdue.

Pour les alternatives à l'Inconel, une indication est lorsque les alliages sont décrits par le même numéro. Par exemple, l'Inconel 718 est souvent décrit plus généralement comme "Alloy 718". De plus, Haynes 230, Rene 41 et MAR-M200 (de Martin Marietta,) sont de composition similaire.

Conseils de sélection de superalliages pour votre projet

Les superalliages à base de nickel comme l'Inconel offrent une résistance exceptionnelle à haute température. La plupart résistent également à l'oxydation et aux attaques chimiques, ce qui les rend adaptés à une multitude d'applications de traitement chimique et d'applications "en fond de puits" de l'industrie pétrolière. Cependant, cette force les rend très difficiles à usiner.

Certains types d'Inconel conviennent au forgeage. Pour les géométries complexes cependant, le processus de moulage à la cire perdue est une meilleure alternative. Sa haute précision minimise la quantité d'usinage nécessaire, ce qui a l'avantage supplémentaire de maintenir des coûts de fabrication totaux compétitifs.

Impro a de l'expérience dans le moulage à la cire perdue d'Inconel et d'autres superalliages. Pour obtenir des conseils sur le type de métal le mieux adapté à votre application, contactez-nous.