Coulée de précision : aperçu clé sur la fusion, le dégazage et la perméabilité à l'air du moule

La perméabilité à l'air est un indice de performance important des enveloppes de moulage de précision. La perméabilité à l'air de l'enveloppe de moulage a une grande influence sur les pièces de précision. Par exemple, on constate souvent que le remplissage insuffisant des pièces (y compris forme incomplète et coins arrondis) peut être causé par une mauvaise perméabilité à l'air de l'enveloppe de moulage. De plus, la perméabilité à l'air de l'enveloppe de moulage est également un facteur important affectant sa qualité de décirage.

Source des gaz

Les gaz qui peuvent être dissous dans les métaux, principalement l'hydrogène et l'oxygène. Pendant le processus de fusion, les principales sources de gaz sont :

• Gaz de four : lors de la fusion non sous vide, le gaz de four est la principale source de gaz dans le métal. En plus de l'oxygène et de l'azote, le gaz de four contient également de la vapeur d'eau, de l'hydrogène, du monoxyde de carbone, du dioxyde de carbone, du dioxyde de soufre et des hydrocarbures. La composition du gaz de four varie selon le combustible utilisé et les conditions de combustion ; par exemple, le four à réverbère ou le four à creuset alimenté au fioul lourd ou au gaz contient souvent 5 à 10 % de vapeur d'eau et plus d'hydrogène, de monoxyde de carbone, etc.
• Charge du four : la plupart des surfaces de métal électrolytique conservent des électrolytes résiduels, et la plupart des matériaux retournés de l'atelier de traitement contiennent de l'huile, de l'eau, de l'émulsion, etc. La plupart des déchets étrangers s'accompagnent de corrosion par l'eau, de rouille, etc. Surtout lors du stockage en plein air et en saisons humides, l'humidité est adsorbée sur la surface de la charge. Cela fera absorber plus d'hydrogène au métal pendant le processus de fusion.
• Réfractaire : l'humidité contenue dans le réfractaire peut également favoriser l'absorption de gaz par le métal, surtout lors du démarrage d'un nouveau four.
• Flux : De nombreux flux contiennent de l'humidité, certains (comme le charbon de bois, la balle de riz, etc.) contiennent de l'humidité adsorbée, et certains flux (comme le borax) contiennent de l'eau de cristallisation. Afin de réduire la source de gaz dans le processus de fusion, le flux doit être séché ou déshydraté.
• Outils d'exploitation : le préchauffage incomplet des outils d'exploitation augmentera également la teneur en gaz du métal.

Processus de dissolution et solubilité des gaz

Solubilité du gaz dans le métal : lorsque le métal est solide, la solubilité du gaz est très faible. Avec l'augmentation de la température, la solubilité augmente lentement, et la solubilité augmente fortement lorsqu'elle atteint la température de point de fusion. Continuez à augmenter la température du métal fondu, la solubilité du gaz continue d'augmenter jusqu'à ce qu'elle atteigne la limite. Ensuite, elle commence à diminuer, et lorsque la température atteint le point d'ébullition du métal, la solubilité du gaz est presque égale à zéro.

Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al

Différents éléments d'alliage ont des effets différents sur la solubilité du gaz dans l'alliage. Certains éléments comme le nickel ont une plus grande capacité de liaison avec le gaz, ce qui augmente la solubilité du gaz dans l'alliage. D'autres éléments comme l'aluminium et l'étain peuvent réduire la solubilité du gaz dans l'alliage. Pour l'alliage de cuivre, les effets des éléments d'alliage sur la solubilité de l'hydrogène sont les suivants : Cu+Ni > Cu+Pb > Cu+Ag > Cu+Au > Cu+Sn > Cu+Al

Méthodes de dégazage

Méthode de dégazage par gaz : utilisation de gaz inerte (tel que N2) ou de gaz actif (tel que Cl2). Plus les bulles sont petites, plus leur nombre est grand, et plus c'est bénéfique pour le dégazage. Cependant, en raison de la vitesse de flottaison élevée des bulles, le temps de passage à travers la fonte est court, et les bulles ne peuvent pas être uniformément réparties dans toute la fonte, il n'est donc pas facile de dégazer complètement par cette méthode. Avec la diminution de la teneur en hydrogène dans la fonte, la capacité de dégazage diminue significativement.

Méthode de dégazage par flux : le dégazage par flux utilise la décomposition thermique de sel fondu ou une réaction de remplacement avec le métal pour générer des bulles volatiles insolubles dans la fonte afin d'éliminer l'hydrogène. Par exemple, le flux de cryolithe est couramment utilisé pour le dégazage du bronze d'aluminium ; la fluorine, le borax, le carbonate de calcium et d'autres flux sont couramment utilisés pour le dégazage du cupronickel et des alliages de nickel. Afin d'améliorer le dégazage, de l'azote sec peut être utilisé pour souffler le flux en poudre dans le bain fondu, le flux peut éliminer les scories tout en dégazant.

Autres méthodes de dégazage : dégazage par condensation, dégazage par oscillation, dégazage électrolytique DC.