Maîtriser la terminologie du moulage en sable : guide complet

Le moulage en sable est un procédé de formage des métaux dans lequel un moule est d'abord formé à partir d'un modèle tridimensionnel en sable, et le métal en fusion est coulé dans la cavité du moule pour solidification. La coquille de sable est ensuite retirée après que les composants métalliques ont refroidi et formé. Certains composants nécessitent un processus d'usinage secondaire après le moulage.

Les produits typiques réalisés par le processus de moulage en sable incluent les blocs moteurs, culasses, pistons, châssis, supports, collecteurs pour moteurs à haute puissance, turbines, carters, pièces de boîte de vitesses de systèmes de transmission pour la construction et l'équipement agricole. Cet article examine certains des termes de base associés au processus de moulage en sable.

Termes clés utilisés en moulage en sable

Les opérations de moulage en sable sont effectuées dans une fonderie. Afin de mieux discuter de vos besoins avec un représentant de fonderie, il est important de connaître certains des termes clés utilisés dans le processus de moulage en sable :

Termes de production

• Sable : Les types de sable utilisés en moulage en sable incluent le sable-résine, un type de sable de quartz mélangé avec un matériau résine. Avec un procédé à sable vert, aucun additif chimique n'est utilisé.
• Modèle : Un modèle est une forme utilisée pour former une cavité dans le sable. Il est généralement légèrement plus grand que le moulage fini pour permettre le retrait.
• Moule : Le métal en fusion est coulé dans la cavité pour créer un moulage. Il y a deux parties au moule — le haut est appelé le « chapelet » (cope), tandis que le bas est appelé le « châssis » (drag). Une ligne de partage montre la séparation des deux moitiés du moule.
• Noyau : Un noyau est un insert préformé qui est placé dans le moule extérieur pour façonner les caractéristiques internes du moulage. Il empêche le matériau de remplir tout le moule, pour atteindre la forme désirée. Deux procédés peuvent être utilisés pour créer le noyau — hot-box et cold-box.
• Châssis (flask) : Généralement en aluminium, acier ou bois, cette boîte conteneur maintient le sable de moulage ensemble. Un pilon à sable tasse le sable dans le châssis. Un système d'alignement aide à amener le chapelet et le châssis dans la même position autour de la ligne de partage.
• Four : Le matériau source est mis sous forme fondue ici, à une température très élevée. La charge est le poids du métal introduit dans le four.
• Poignée (ladle) : Une grande poche transfère le métal en fusion d'un four à un bassin de coulée pour séparer les impuretés, puis dans le moule.
• Tuyère (sprue ou downsprue) : C'est le passage de connexion entre le bassin de coulée et le système de gating. Elle est verticale, avec une section transversale circulaire conique droite. Sa hauteur aide à contrôler la vitesse du matériau en fusion.
• Système de gating (ou d'écoulement) : Alors que le matériau s'écoule des fours de fusion pour être livré au moule, il est géré par un système de gating soigneusement contrôlé. Les canaux d'écoulement (runners) sont en position horizontale.
• Évents (risers) : Cette partie du système d'écoulement agit comme une sorte de réservoir et est utilisée pour compenser le retrait lorsque le métal en fusion se solidifie.
• Cavité de moulage : C'est là que la solidification a lieu. Tout métal en fusion restant sort par l'évent.
• Évents (vents) : Ce sont de petites ouvertures dans le moule, qui permettent aux gaz de s'échapper pendant la solidification.
• Refroidisseur (chill) : Un refroidisseur est un insert métallique qui peut être utilisé dans le moule pour égaliser la solidification à travers le moulage.
• Secouage (shakeout) : Le secouage est le processus de séparation du moulage solidifié du matériau du moule.

Termes de processus

• Niveau de qualité acceptable (AQL) : Ce niveau de qualité repose sur un système d'inspection utilisant des échantillons sélectionnés au hasard.
• Brut de moulage (As-Cast) : Cela signifie utiliser le moulage sans usinage secondaire.
• Liant (Binder) : Cet agent est utilisé pour ajouter de la résistance au mélange de sable.
• Durcissement (Cure) : Durcir.
• Surépaisseur de finition (Finish Allowance) : C'est la quantité de matériau laissée sur la surface d'un moulage, pour permettre d'autres processus d'usinage.
• Taux de rebut (Rejection Rate) : Ce chiffre représente le ratio du nombre de pièces mises au rebut sur le nombre total de pièces fabriquées, exprimé en pourcentage.

Défauts causés par la conception de la pièce

• Fissures à chaud (Hot Tears) : Type de fissure qui se produit lorsque le retrait tire le métal à part dans la cavité.
• Retrait (Shrinkage) : Se produit lorsque la conception mène à une solidification qui empêche le métal liquide d'être ramené.
• Creux (Dips) : Autre type de défaut de retrait résultant du métal s'éloignant des parois de sable.
• Non-nettoyage (NCU) : Ce type de défaut ne devient apparent que lorsque le moulage est usiné, car il n'y a pas assez de métal pour que l'usinage laisse des surfaces lisses, planes ou cylindriques et la surface brute de moulage reste.

Défauts causés par des erreurs dans la préparation du moule

• Inclusions de sable (Sand Inclusions) : Corps étrangers dans le moulage, qui réduisent l'intégrité et créent des problèmes pendant l'usinage.
• Coupures et lavages (Cuts and Washes) : Zones où le métal en fusion a érodé une partie du moule en sable.
• Gonflements (Swells) : Ressemblent à des bosses sur les surfaces de la pièce moulée, causés par un tassage insuffisant du sable.
• Décalage (Shift) : Le décalage peut apparaître à la ligne de partage où chapelet et châssis se rencontrent, résultant en un décalage le long de la ligne de partage dans la pièce moulée. De plus, les noyaux peuvent se déplacer dans le moule s'ils ne sont pas maintenus en place solidement.

Problèmes résultant du processus de coulée et de solidification

• Porosité : L'air peut entrer dans le métal et remonter aux points les plus hauts de la cavité ou être piégé dans la masse du métal.
• Défauts d'oxydation (Oxide Defects) : Résultent lorsque le métal est exposé à l'air, et peuvent causer des zones de faiblesse.
• Fermetures à froid (Cold Shuts) : Si l'écoulement est tel que deux fronts de métal se rencontrent, ils se touchent sans fusionner ensemble, créant une zone faible dans la pièce moulée.
• Non-remplissage (Non-Fills) : Le métal se solidifie avant que la cavité ne soit complètement pleine, résultant en des zones où le métal manque.

En savoir plus sur le moulage en sable

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