Secrets d'initiés pour maîtriser le moulage sous pression : Processus, Matériaux et Astuces

Le moulage sous pression est un procédé de coulée de métal, dont la caractéristique est d'appliquer une haute pression au métal fondu en utilisant une cavité de moule. Et les moules sont généralement usinés à partir d'alliages plus résistants. Le processus est similaire au moulage par injection. Pour permettre une compréhension complète du moulage sous pression, l'entreprise JTR a organisé et résumé ce qu'est le moulage sous pression ? Quel est le processus de moulage sous pression ? Quels sont les matériaux du moulage sous pression ? Et d'autres questions, j'espère que vous aurez une compréhension complète du moulage sous pression.

Définition du « Moulage sous pression »

Le moulage sous pression est une technique de coulée de précision qui utilise une haute pression pour forcer le métal fondu dans un moule en métal aux formes complexes. Les pièces produites par moulage sous pression sont appelées pièces moulées sous pression.

La plupart des pièces moulées sous pression sont sans fer, telles que le zinc, le cuivre, l'aluminium, le magnésium, le plomb, l'étain, et les alliages plomb-étain et leurs alliages. Selon le type de moulage sous pression, une machine de moulage sous pression à chambre froide ou à chambre chaude est requise.

La résistance à la traction de ces matériaux est près du double de celle des alliages de coulée ordinaires, ce qui a une signification plus positive pour les roues automobiles en alliage d'aluminium, les cadres et autres pièces qui devraient être produites avec des matériaux à haute résistance et résistants aux chocs.

Processus de moulage sous pression

Le processus typique de moulage sous pression consiste principalement en 4 étapes, ou moulage sous pression à haute pression. Ces quatre étapes, y compris la préparation du moule, le remplissage du matériau, l'injection et le démoulage, sont également la base pour divers processus de moulage sous pression personnalisés.

Le lubrifiant est pulvérisé dans la cavité du moule tout au long de la procédure de préparation. En plus d'aider à gérer la température du moule, le lubrifiant peut également faciliter le démoulage de la pièce. Le moule peut ensuite être fermé, et le métal fondu injecté dans le moule à haute pression, variant d'environ 10 à 175 MPa.

Après que le métal fondu est rempli, la pression est maintenue jusqu'à ce que la pièce se solidifie. Le piston d'éjection pousse alors toutes les pièces moulées, et, comme il peut y avoir plusieurs cavités dans un moule, il peut y avoir plusieurs pièces par cycle de moulage.

Le processus de décapage nécessite la séparation des résidus, y compris les ouvertures de moule, les canaux d'alimentation, les portes et les bavures. Le processus est généralement effectué en pressant la pièce à travers une matrice de découpe spéciale. D'autres méthodes de décapage incluent le sciage et le sablage. Si la porte est fragile, vous pouvez frapper la pièce directement, ce qui peut économiser des ressources humaines. L'excès de matrice de coulée peut être réutilisé après fusion.

L'injection à haute pression entraîne un remplissage très rapide du moule afin que tout le moule puisse être rempli de métal fondu avant qu'aucune partie ne se solidifie. De cette façon, même les pièces à parois minces qui sont difficiles à remplir peuvent être remplies suffisamment, et les discontinuités de surface de la pièce moulée sous pression peuvent être évitées.

Cependant, cela cause également l'emprisonnement d'air, car il est difficile pour l'air de s'échapper lors du remplissage rapide du moule. La mise en place d'évents sur la ligne de joint peut réduire ce problème, mais des processus très précis peuvent également laisser de la porosité au centre de la pièce. Après que la plupart des pièces sont moulées sous pression, elles peuvent être traitées par Service de finition de surface pour compléter certaines structures qui ne peuvent pas être réalisées par la coulée, telles que le perçage et le polissage.

Les défauts peuvent être inspectés après la fin du décapage. Les défauts les plus courants incluent la stagnation (remplissage insuffisant de la solution). Ces défauts peuvent être causés par une température insuffisante du moule ou du métal fondu, une contamination du métal, trop peu d'évents, un excès de lubrifiant, etc. D'autres problèmes incluent la porosité, le retrait, la fissuration thermique et les marques de flux. Les marques de flux sont des marques laissées sur la surface de la pièce par des défauts de porte, des coins aigus ou un excès de lubrifiant.

Métaux pour le moulage sous pression

Les métaux utilisés dans le moulage sous pression incluent principalement le zinc, le cuivre, l'aluminium, le magnésium, le plomb, l'étain et les alliages plomb-étain, bien que le moulage sous pression soit rare mais viable. Des métaux de moulage sous pression plus uniques incluent le ZAMAK, les alliages aluminium-zinc, ainsi que les normes de l'American Aluminum Association : AA380, AA384, AA386, AA390 et AZ91D magnésium. Les caractéristiques du moulage sous pression de divers métaux sont les suivantes :

• Zinc : Le métal le plus facile à mouler sous pression, rentable pour fabriquer de petits composants, facile à revêtir, haute résistance à la compression, plasticité et durée de vie durable.
• Aluminium : Léger, haute stabilité dimensionnelle lors de la fabrication de pièces complexes et à parois minces, forte résistance à la corrosion, bonnes propriétés mécaniques, haute conductivité thermique et électrique, et haute résistance à haute température.
• Magnésium : Facile à usiner, rapport résistance/poids élevé, le plus léger parmi les métaux couramment utilisés en moulage sous pression.
• Cuivre : Haute dureté, forte résistance à la corrosion, meilleures propriétés mécaniques des métaux couramment utilisés en moulage sous pression, résistance à l'usure et résistance proche de l'acier.
• Plomb et Étain : Haute densité et précision dimensionnelle extrêmement élevée peuvent être utilisés comme composants de protection contre la corrosion spéciaux. Pour des raisons de santé publique, cet alliage ne peut pas être utilisé dans les équipements de transformation et de stockage alimentaire. Les alliages de plomb, d'étain et d'antimoine (parfois avec un peu de cuivre) peuvent fabriquer des caractères pour l'impression typographique et le gaufrage.

Métal	Section transversale minimale	Angle de dépouille minimal
Alliage d'aluminium	0,89 mm (0,035 in)	1:100 (0,6°)
Laiton et Bronze	1,27 mm (0,050 in)	1:80 (0,7°)
Alliage de magnésium	1,27 mm (0,050 in)	1:100 (0,6°)
Alliage de zinc	0,63 mm (0,025 in)	1:200 (0,3°)

Les limites de masse supérieures pour le moulage sous pression avec l'aluminium, le cuivre, le magnésium et le zinc sont respectivement de 70 lbs (32 kg), 10 lbs (4,5 kg), 44 lbs (20 kg) et 75 lbs (34 kg).

Avantages et inconvénients du moulage sous pression

Avantages du moulage sous pression

Les avantages du moulage sous pression incluent que les pièces peuvent avoir une excellente précision dimensionnelle.

Généralement, cela dépend du matériau de coulée. Par rapport aux autres procédés de coulée, le moulage sous pression produit des pièces avec des surfaces lisses et un rayon de filet d'environ 1 à 2,5 microns. Le moulage sous pression peut produire des pièces avec des épaisseurs de paroi d'environ 0,75 mm, comparé à la coulée en coquille ou en moule permanent. Il peut couler directement des pièces de structures internes, telles que les gaines de fils, les éléments chauffants, les surfaces de roulement à haute résistance. D'autres avantages incluent la réduction ou l'évitement de l'usinage secondaire des pièces, la vitesse de production des pièces, la résistance à la traction des pièces (résistance jusqu'à 415 MPa) et la capacité de couler des métaux à haute fluidité.

Inconvénients du moulage sous pression

Le plus grand inconvénient du moulage sous pression est son coût élevé. Le prix de l'équipement de moulage sous pression (machines de moulage sous pression) et des moules et composants liés aux moules est relativement élevé par rapport aux autres méthodes de coulée. Par conséquent, la fabrication par moulage sous pression n'a une valeur économique élevée que lors de la production en série de pièces.

Autres inconvénients : le processus de moulage sous pression ne convient qu'aux métaux relativement fluides, et la masse de la pièce doit être entre 30 grammes et 10 kilogrammes. Il y aura toujours des vides dans le dernier lot de pièces dans le moulage sous pression normal. Par conséquent, aucun traitement thermique ou soudage ne peut être effectué car le gaz dans l'espace se dilatera sous l'action de la chaleur, causant des micro-défauts internes et le décollement de la surface.

Moulage sous pression à chambre chaude et à chambre froide

Il existe deux façons différentes de fabriquer des pièces en moulage sous pression : le moulage sous pression à chambre chaude et le moulage sous pression à chambre froide. Dans les deux processus de fabrication, les moules sont pulvérisés avec un agent de démoulage avant le processus de coulée pour garantir que les pièces coulées ultérieurement puissent être facilement retirées des moules. Cependant, le métal fondu n'est pas versé directement dans la cavité du moule mais d'abord versé dans la chambre de coulée de la machine de moulage sous pression. De là, l'alliage est pressé dans le moule par un piston (un groupe de coulée) à travers un ou plusieurs canaux. La différence entre les deux processus réside dans la structure de la chambre de coulée, comme décrit ci-dessous.

Moulage sous pression à chambre chaude

Dans le moulage sous pression à chambre chaude, son bassin de métal est un état fondu de liquide, de métal semi-liquide qui remplit le moule sous pression. Les avantages de ce système incluent une vitesse de cycle élevée (environ 15 cycles par minute), la facilité d'automatisation et la facilité de fusion du métal. Les inconvénients incluent l'incapacité de mouler sous pression des métaux avec des points de fusion plus élevés et l'incapacité de mouler l'aluminium, qui emporterait le fer hors du bassin fondu. Ainsi, les machines de moulage sous pression à chambre chaude sont généralement utilisées pour les alliages de zinc, d'étain et de plomb. De plus, le moulage sous pression à chambre chaude est difficile à utiliser pour les grosses pièces, qui sont généralement de petites pièces.

Moulage sous pression à chambre froide

Le moulage sous pression à chambre froide peut être utilisé lors du moulage de métaux qui ne peuvent pas être utilisés dans le processus de moulage sous pression à chambre chaude, y compris l'aluminium, le magnésium, le cuivre et les alliages de zinc à plus haute teneur en aluminium. Le métal doit d'abord être fondu dans un creuset séparé dans ce processus. Une quantité de métal fondu est ensuite transférée dans une chambre d'injection non chauffée ou une buse. Ces métaux sont injectés dans le moule par pression hydraulique ou mécanique.

Le plus grand inconvénient de ce processus est le long temps de cycle en raison de la nécessité de transférer le métal fondu dans la chambre froide. Les machines de moulage sous pression à chambre froide sont également divisées en types verticaux et horizontaux. Les machines de moulage sous pression verticales sont généralement de petites machines, tandis que les machines horizontales ont divers modèles.

Domaines d'application du moulage sous pression

Le moulage sous pression est principalement utilisé pour la production en série, c'est-à-dire pour couler de nombreuses pièces du même type. Une haute qualité de coulée est atteinte malgré la haute pression utilisée dans le processus de fabrication. Le processus de moulage sous pression est particulièrement adapté à la production de pièces très minces (jusqu'à 1 mm) (légères).

Le plus souvent, des composants moulés sous pression tels que les roues, les blocs-cylindres, les culasses, les corps de soupapes et les collecteurs sont fabriqués pour l'industrie automobile. En outre, d'autres industries utilisent des pièces moulées sous pression :

• Aérospatial
• Appareils ménagers
• Meubles
• Outils électriques
• Produits électroniques
• Mécanique
• Technologie d'éclairage

À l'avenir, les fonderies s'intéresseront à d'autres industries telles que les véhicules électriques. Cela offre un grand potentiel pour les pièces moulées en métaux légers.

Choisir une entreprise de moulage sous pression de confiance

Le moulage sous pression est largement utilisé dans la fabrication depuis le 19e siècle. En tant que principal fournisseur de services de moulage sous pression en Chine, JTR fournit depuis de nombreuses années des solutions complètes de moulage sous pression à ses clients. Un service de moulage sous pression de haute qualité est la clé de notre rentabilité. Donc, si vous avez besoin de mettre en œuvre votre conception, vous pouvez nous contacter. Vous n'avez qu'à compléter la conception ou la créativité, et nous ferons le reste.