Calculs précis du retrait de coulée d'aluminium pour le succès de la coulée en sable

Le retrait de coulée d'aluminium est une grande préoccupation dans l'industrie de la métallurgie que chaque fonderie doit calculer rigoureusement pour minimiser les défauts de coulée et les rebuts. Cet article se concentre principalement sur l'analyse du retrait dans la coulée d'aluminium en sable qui aide les fabricants à prédire et contrôler le retrait pendant le processus de travail.

La coulée en sable est l'une des techniques les plus économiques et populaires utilisées pour fabriquer 1/3 des pièces de coulée à travers le monde en raison de son efficacité et de sa récupérabilité.

Considérée comme un traitement de moulage favori, cependant, le processus de coulée en sable expose de nombreux défauts qui peuvent causer des rebuts de coulée si vous ne gérez pas bien la technique de coulée.

L'un des problèmes chroniques en coulée en sable est le retrait qui nécessite d'être calculé soigneusement pour garantir la précision et la qualité de la coulée.

Aujourd'hui, nous discutons du retrait de coulée d'aluminium pendant le processus de coulée en sable qui est le plus souvent demandé par les lecteurs.

Vous trouverez dans le contenu de cet article une discussion approfondie du phénomène de retrait de coulée d'aluminium ; des conseils utiles pour calculer le retrait d'aluminium et des techniques pour contrôler le retrait en coulée en sable.

Qu'est-ce que le retrait de coulée d'aluminium en coulée en sable ?

Le retrait est l'une des caractéristiques des métaux dans le processus de coulée. C'est un phénomène normal que le métal se rétracte en se solidifiant.

En coulée d'aluminium en sable, le retrait se produit lorsque l'alliage d'aluminium fondu est versé dans la cavité du moule et refroidit. Le retrait entraîne des changements internes ou externes du volume de l'aluminium lors de sa transformation de l'état liquide à l'état solide. Dans lequel, le volume spécifique des alliages d'aluminium diminue lorsqu'il passe de l'état liquide à l'état solide.

Quel est le taux de retrait de coulée d'alliage d'aluminium ?

En coulée, le retrait est calculé par le taux de retrait représenté en pourcentage (%).

Différents alliages d'aluminium ont des taux de retrait de coulée différents. Même si le même alliage mais le design de coulée est différent, le taux de retrait est aussi différent. Généralement, le taux de retrait des alliages d'aluminium varie de 6 à 8 % (montant spécifique dépend de l'alliage spécifique)

Quelle influence du retrait sur les pièces de coulée d'aluminium en sable ?

Le retrait de coulée d'aluminium a une influence décisive sur la qualité des pièces de coulée d'aluminium. Si l'allocation de retrait d'aluminium en coulée en sable n'est pas bien gérée, elle peut causer des défauts de coulée incluant des défauts de retrait ouverts (tuyau et surface creusée) et des défauts de retrait fermés (micro-porosité ou macro-porosité) qui abaissent la qualité de la coulée.

Quelles sont les trois étapes dans lesquelles le retrait d'aluminium se produit ?

Comme les autres métaux, le retrait de coulée d'aluminium se produit en trois étapes correspondant à trois types de retrait.

1. Retrait liquide

Pour le comprendre facilement, le retrait liquide est le retrait du liquide d'alliage d'aluminium pendant le refroidissement. Ici, la contraction se produit alors que l'alliage d'aluminium fondu refroidit mais reste encore sous forme liquide.

En coulée, cette étape de retrait n'affecte pas significativement la perspective de conception.

2. Retrait de solidification

Le retrait de solidification est le retrait de l'alliage d'aluminium dû à la solidification. Ce phénomène se produit lorsque l'alliage d'aluminium se transforme de la phase liquide à la phase solide.

Le retrait qui se produit à cette étape est parce que le métal liquide est moins dense que le solide. Ce retrait est la cause principale de la porosité ainsi que de la macrosegrégation dans les pièces de coulée d'aluminium.

C'est l'étape où les alliages se rétractent le plus, donc elle nécessite un calcul soigneux d'outils de support tels que les masselottes (risers), les réfrigérants (chills) pour compenser le taux de retrait de l'alliage.

Vous pouvez trouver notre guide sur la conception des masselottes et réfrigérants dans le reste de l'article.

3. Retrait du modeleur (Patternmaker's shrinkage)

Le retrait du modeleur est le retrait continu (après l'étape de retrait de solidification) qui se produit lorsque la coulée solide d'aluminium refroidit à la température ambiante.

Ce phénomène se produit en raison du facteur de contraction thermique dû à la dépendance de la température de la densité du solide. C'est la cause des fissures à chaud et à froid dans les pièces d'aluminium qui déforment les formes de coulée.

Cette étape de retrait est aussi particulièrement significative pour les considérations de conception. Elle exige le fabricant de coulée à devoir considérer un design de moule et d'outillage raisonnable pour que la coulée finale conserve la dimension et la précision désirées.

Vous pouvez trouver notre guide sur la conception de moules et outillages dans le reste de l'article.

Quels facteurs influencent le retrait dans les produits de coulée d'aluminium en sable ?

Il y a plusieurs facteurs qui affectent les paramètres du retrait de coulée d'aluminium en sable, incluant la composition de l'alliage, la forme de la coulée, la température de coulée, le revêtement de moule, les conditions de refroidissement thermique.

Spécifions-les !

1. Influence de la composition de l'alliage d'aluminium

La composition des alliages d'aluminium a des effets sur la plage de solidification du métal et la formation de porosité de retrait aussi.

Spécifiquement, les alliages d'aluminium à longue plage de solidification résultent en une réduction de la micro-porosité, et inversement.