Comprendre les défauts de moulage :quand un moulage peut-il être retourné ?

La fonte des métaux est une industrie manufacturière moderne et les produits moulés sont utilisés dans 90 % des biens durables, des lampadaires aux navettes spatiales. Pourtant, aucun casting n'est parfait. Même avec les innovations récentes en matière de technologie de simulation et de processus, presque tous les produits coulés contiendront un certain niveau de défaut. Une compréhension claire des défauts de fonderie est essentielle pour tout client de fonderie, car elle permet d'avoir des attentes réalistes lorsqu'il travaille avec une installation de fonderie.

Alors que les installations de moulage expérimentées sont compétentes pour trouver un équilibre entre le coût et la qualité, les acheteurs doivent être étroitement impliqués dans la détermination des niveaux admissibles de défauts dans les produits livrables.

Défauts de moulage courants

Certains des types les plus courants de défauts de moulage sont la porosité et inclusions . La porosité peut être causée par le gaz dans l'alliage, auquel cas les défauts résultants sont généralement de petits défauts négatifs de forme elliptique. La porosité peut également résulter d'un retrait, qui se produit lorsqu'une matière première insuffisante est disponible dans certaines zones. Dans certains cas, la porosité peut même être causée par des inclusions ou des oxydes qui pénètrent dans le moule.

Dans le moulage au sable et le moulage de précision, il est relativement courant de voir des inclusions de morceaux de moule qui se détachent pendant le coulage , ou qui se brûlent sur le côté d'un moulage. En moulage de précision, inclusions de coque apparaissent comme de petits morceaux de céramique collés dans la partie solidifiée. Les moulages moulés en coque présentent parfois un brûlage , où le sable du moule se lie à l'alliage de sorte qu'il ne peut pas être retiré pendant le décochage. Les inclusions sont souvent réparées par les fonderies avant l'expédition au client et, dans de nombreux cas, de faibles niveaux d'inclusions sont admissibles dans un produit final.

Les défauts qui sont plus souvent retournables incluent les déchirures à chaud, rodage à froid , flexion , erreurs d'exécution et dévoilement . Les déchirures chaudes sont des fissures qui se forment dans un moulage en raison de points de surchauffe dans le moule. Un rodage à froid peut se produire si la température de coulée ou le débit de coulée ne sont pas optimisés, et apparaît comme une division dans la coulée où un côté s'est trop refroidi avant de rencontrer l'autre côté. La flexion peut se produire dans à peu près n'importe quel processus de coulée, mais elle est plus courante avec les moules réutilisables, comme dans le moulage permanent. Les ratés se produisent lorsque le métal en fusion ne parvient pas à remplir la cavité du moule. Cela peut résulter d'un moule incliné, d'une coulée insuffisante ou d'une mauvaise température de coulée. En particulier dans le moulage au sable, le faux-rond peut également être un défaut courant. Le faux-rond se produit lorsque du métal fuit du moule, soit en raison d'un moule endommagé, soit d'un joint inadéquat entre la chape et la traînée.

Prévenir ou réparer les défauts de moulage

Si des défauts entraînent des retours ou des rebuts internes, les installations de moulage ajusteront les flux de travail pour réduire ou éliminer leur incidence. Les processus de fusion et les mesures de dégazage peuvent être ajustés pour réduire la porosité du gaz. La porosité de retrait peut être évitée en concevant des coins avec des rayons plus grands ou en optimisant les températures de moulage et de coulée. Les inclusions peuvent être réduites en éliminant plus soigneusement les scories pendant la fusion ou en enduisant les moules afin qu'ils restent intacts jusqu'au décochage. Les erreurs d'exécution sont souvent causées par des erreurs dans le processus de coulée et peuvent être corrigées grâce à des instructions.

Selon le type, la gravité et la fréquence des défauts de coulée, les installations de coulée peuvent choisir de corriger les défauts par un post-traitement comme le meulage et soudage . Les défauts positifs peuvent être meulés pour former une surface lisse. La porosité due au gaz ou au retrait - et même les ratés dans certains cas - peut être réparée par soudage. Le soudage (photo ci-dessus) est capable de restaurer la pièce aux mêmes spécifications qui auraient été possibles sans le défaut. Surtout après le traitement thermique, les matériaux soudés ont des propriétés physiques presque identiques à celles des pièces entièrement moulées.

Quand un casting est retournable

Déterminer quand une pièce peut être retournée est un aspect important du processus de développement de produit. Les clients et les installations de coulée doivent s'entendre à l'avance sur les niveaux acceptables de défauts. Par exemple, tout pourcentage de porosité supérieur au niveau convenu sera remboursable, mais tout pourcentage inférieur passera.

Les caractéristiques spécifiques d'une pièce ont parfois des exigences différentes. Par exemple, la porosité au gaz est souvent invisible jusqu'à ce que la surface soit usinée, révélant des défauts négatifs à l'intérieur du moulage. La conception du client peut nécessiter de très faibles niveaux de porosité dans la zone spécifique qui sera usinée, afin d'assurer une surface lisse après l'usinage.

D'autres défauts peuvent sembler remboursables, mais après une inspection plus approfondie, ils ne le sont pas. De petites inclusions ou rétrécissements peuvent produire des défauts esthétiques que le contrôle qualité des clients signalera lors de l'inspection. Cependant, il profite à la fois au client et à la fonderie de parvenir à un accord qui s'adapte à un certain niveau de variabilité dans les surfaces non critiques. Le coût pour éliminer complètement les défauts esthétiques peut être trop élevé pour que la pièce soit rentable, que ce soit pour la fonderie ou le client final.

Plusieurs groupes industriels proposent des directives et des systèmes de notation standard pour aider à déterminer les niveaux de défauts admissibles, notamment ASTM, ASME et SAE. Ces normes fournissent des échelles pour mesurer l'incidence des défauts, mais chaque pièce a des exigences différentes. Les processus de fabrication peuvent être améliorés et ajustés pour augmenter l'échelle des pièces, mais une qualité supérieure signifie presque toujours un coût plus élevé.

Afin d'assurer un résultat satisfaisant pour les deux parties, les installations de coulée et les clients doivent travailler ensemble pour déterminer un équilibre entre la qualité de la coulée, le niveau de défauts et le coût global.

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