Comprendre la coulée de métal : processus, avantages et applications

Coulée

La formation de métal liquide, ou coulée, fait généralement référence à la méthode d'usinage qui consiste à verser du métal liquide dans une cavité de coulée adaptée à la forme et à la taille de la pièce, puis à la refroidir et la solidifier pour obtenir l'ébauche ou la pièce.

Processus technologique

Métal liquide - remplissage du moule - solidification et retrait - pièce moulée

Caractéristiques technologiques :

• Les pièces de forme complexe peuvent être fabriquées, en particulier les pièces dont l'entocoele est compliqué.
• Haute adaptabilité. Il n'y a presque aucune limitation du type d'alliage et de la taille des pièces.
• Large source de matières premières, recyclage des déchets de coulée et faible investissement en équipement.
• Taux de rebut élevé, mauvaise qualité de surface et mauvaises conditions de travail.

Classification de la coulée

Coulée en sable

Il fait référence à la méthode de coulée dans laquelle les pièces sont fabriquées à partir de moule en sable. Il est largement utilisé dans l'acier, le fer et la plupart des alliages non ferreux.

Processus technologique de la coulée en sable

Caractéristiques technologiques de la coulée en sable

• Il convient aux ébauches qui ont une forme complexe, en particulier un entocoele complexe.
• Large adaptabilité et faible coût.
• Pour certains matériaux à mauvaise plasticité (comme la fonte), la coulée en sable est le seul moyen de fabriquer la pièce ou l'ébauche correspondante.

Application de la coulée en sable

Bloc moteur automobile, culasse, vilebrequin et autres pièces moulées.

Coulée à la cire perdue (coulée d'investissement)

La coulée à la cire perdue fait généralement référence à la méthode de coulée dans laquelle la forme est faite de matériaux fusibles, et la surface de la forme est enduite de plusieurs couches de matériau réfractaire pour faire une coquille.

Ensuite, la forme est fondue et déchargée de la coquille, de manière à obtenir la coulée sans surface de séparation, et le sable peut être rempli après rôtissage à haute température.

Processus technologique de la coulée en sable

Caractéristiques technologiques de la coulée à la cire perdue

Avantages

• Haute précision dimensionnelle et géométrique.
• Haute rugosité de surface.
• Les pièces moulées de forme complexe peuvent être fabriquées et l'alliage de coulée de matière première est illimité.

Inconvénients

• Procédure de travail compliquée et coût élevé.

Application

La coulée à la cire perdue convient aux pièces qui nécessitent une forme complexe, des exigences de haute précision, ou d'autres petites pièces de coulée qui ne peuvent être faites que par coulée à la cire perdue, telles que les aubes de turbine, etc.

Coulée sous pression

Caractéristiques technologiques de la coulée sous pression

Avantages

• Le métal liquide supporte une haute pression et le débit est rapide pendant la coulée sous pression.
• Bonne qualité de produit, dimension stable et bonne interchangeabilité.
• Haute efficacité de production et recyclage des moules de coulée sous pression.
• Préférence pour la production de masse et bons retours économiques.

Inconvénients

• Les pièces de coulée sous pression produisent facilement des micro-porosités et de la porosité.
• Les pièces de coulée sous pression ont une faible plasticité et ne conviennent pas au travail sous charge et conditions de vibration.
• La durée de vie du moule de coulée sous pression pour alliage à haut point de fusion est faible, ce qui affecte l'expansion de la production de coulée sous pression.

Coulée à basse pression

C'est une méthode de remplissage du moule de coulée avec du métal liquide sous basse pression (0,02 ~ 0,06 MPa) et de cristallisation sous pression pour former la pièce moulée.

Processus technologique de la coulée à basse pression

Caractéristiques technologiques de la coulée à basse pression

• La pression et la vitesse de coulée peuvent être ajustées, donc elle peut être appliquée à toutes sortes de différents moules de coulée (tels que moule métallique, moule en sable, etc.), coulant tous les types d'alliages et pièces moulées de toutes tailles.
• La pièce moulée cristallise sous pression. Structure de coulée dense, contour clair, surface lisse et hautes propriétés mécaniques sont bénéfiques pour les pièces moulées, en particulier les grandes pièces à paroi mince.
• Suppression de la tête d'alimentation, et le taux d'utilisation du métal peut augmenter à 90 ~ 98%.
• Faible intensité de main-d'œuvre, bonnes conditions de travail, équipement simple, et facile à réaliser la mécanisation et l'automatisation.

Application

La coulée à basse pression s'applique généralement aux produits traditionnels, tels que culasse, moyeu de roue et support de cylindre.

Coulée centrifuge

C'est une méthode de coulée où le métal liquide est versé dans le moule de coulée rotatif et rempli avec le moule de coulée et solidifié sous l'action de la force centrifuge.

Processus technologique de la coulée centrifuge

Caractéristiques technologiques de la coulée centrifuge

Avantages

• Il y a presque aucune consommation de métal du système de coulée et du système de riser. Le rendement du processus est grandement augmenté.
• Il n'est pas nécessaire d'utiliser le noyau de moule dans la production de pièces moulées creuses. En conséquence, la capacité de remplissage du métal peut être grandement améliorée dans la production de pièces moulées tubulaires longues.
• La pièce moulée a une densité plus élevée, une porosité, des scories et autres défauts plus faibles, et des propriétés mécaniques plus élevées.
• Facile à fabriquer des pièces moulées en métal composite comme le cylindre et la chemise.

Inconvénients

• Il y a des limites dans la production de pièces moulées profilées.
• Le diamètre du trou intérieur de la pièce moulée n'est pas précis, la surface est rugueuse, la qualité est mauvaise, et la marge d'usinage est grande.
• La coulée centrifuge est facile à produire une ségrégation de gravité spécifique.

Application de la coulée centrifuge

La coulée centrifuge a été utilisée pour la première fois dans la production de tubes en fonte. Elle est utilisée dans la métallurgie, l'exploitation minière, le transport, le drainage et l'irrigation, l'aviation, la défense nationale, l'automobile et d'autres industries pour produire des pièces moulées en acier, fer et alliages de carbone non ferreux. La production de tuyaux en fonte, de chemises de cylindre de moteur à combustion interne et de manchons d'arbre est la plus courante.

Coulée sous pression sous vide :

Procédé avancé de coulée sous pression qui élimine ou réduit significativement les trous d'air et les gaz dissous dans les pièces de coulée sous pression en éliminant les gaz dans les cavités de coulée sous pression pendant la coulée sous pression, améliorant ainsi les propriétés mécaniques et la qualité de surface des pièces de coulée sous pression.

Caractéristiques technologiques :

Avantages de la coulée sous pression sous vide :

• Éliminer ou réduire les trous d'air dans la coulée sous pression, améliorer les propriétés mécaniques et la qualité de surface de la coulée sous pression, et améliorer la performance de revêtement.
• Réduire la contre-pression de la cavité, l'alliage avec une pression spécifique plus faible et une performance de coulée médiocre peut être utilisé. Il est possible de couler sous pression des pièces plus grandes avec de petites machines.
• Les conditions de remplissage sont améliorées et des pièces plus minces peuvent être coulées sous pression.

Inconvénients de la coulée sous pression sous vide :

• Structure de moule complexe et fabrication et installation difficiles entraînant un coût élevé.
• Si la coulée sous pression sous vide n'est pas bien contrôlée, l'effet sera à peine satisfaisant.

Coulée à modèle perdu (coulée à cavité) :

C'est un nouveau type de coulée qui lie le modèle en paraffine ou en mousse, qui ont une taille et une forme similaires aux pièces moulées, en grappes. Brosser le revêtement ignifuge et le sécher, l'enterrer dans le sable de quartz sec et vibrer le modèle.

Sous la coulée sous pression négative, le modèle se gazéifiera, le métal liquide prendra la place du modèle, et enfin la pièce moulée sera faite après refroidissement et solidification.

Caractéristiques technologiques :

• Haute précision de coulée, pas de noyau de sable ce qui réduit le temps de production.
• Pas de surface de séparation, conception flexible, haut degré de liberté.
• Production propre et sans pollution.
• Investissement et coûts de production réduits.

Application de la coulée à modèle perdu :

Convient pour diverses tailles de pièces moulées de précision avec structure complexe, pas de limite sur le type d'alliage et le lot de production. Tels que boîte de moteur en fonte grise, et coude en acier au manganèse élevé.

Coulée continue :

C'est une méthode de coulée avancée dans laquelle le métal fondu est versé continuellement dans un moule métallique spécial appelé moule. La pièce moulée solidifiée (croûtée) est continuellement tirée de l'autre extrémité du moule pour obtenir une pièce moulée de toute longueur ou d'une longueur spécifiée.

Caractéristiques technologiques :

• Bonnes propriétés mécaniques dues au refroidissement rapide du métal, cristal compact et structure uniforme.
• Économie de métal, et rendement amélioré.
• Intensité de travail réduite grâce au processus simplifié, modélisation et autres processus exemptés.
• La coulée continue aide la mécanisation et l'automatisation à s'accomplir et l'efficacité de production à augmenter.

Application de la coulée continue :

La coulée continue peut être utilisée pour des pièces moulées longues à forme invariable, en acier, fer, alliage de cuivre, alliage d'aluminium, alliage de magnésium, telles que lingot, brame, bille, tube, etc.