Défis et solutions du moulage sous pression pour pièces de précision

Le moulage sous pression est une méthode de coulée de précision. Les pièces produites par moulage sous pression ont des tolérances dimensionnelles très faibles et une haute précision de surface.

Dans la plupart des cas, les pièces de moulage sous pression peuvent être assemblées sans tournage. Les pièces filetées peuvent également être coulées directement. De petites pièces telles que pièces de caméra générales, pièces de machine à écrire, dispositifs de calcul électronique et décorations ; pièces complexes de véhicules telles que automobiles, locomotives et avions sont principalement fabriquées par moulage sous pression.

Dans cet article, nous vous présenterons les principales méthodes pour contrôler la qualité du moulage sous pression à partir des 3 aspects suivants :

• Le métal de moulage sous pression requis
• Le facteur influent important : Température, et
• Certains défauts peuvent survenir pendant le processus de fabrication et comment les corriger

Après la lecture de cet article, vous serez en mesure d'éviter tous ces défauts pour assurer la fabrication de produits de haute qualité efficacement.

1. Le métal de moulage sous pression requis

Les métaux utilisés pour le moulage sous pression incluent principalement le zinc, le cuivre, l'aluminium, le magnésium, le plomb, l'étain, et les alliages plomb-étain. Les métaux de moulage sous pression plus spécifiques incluent ZAMAK, alliages aluminium-zinc, et les standards d'Alcoa : AA380, AA384, AA386, AA390, et AZ91D magnésium.

1.1 Caractéristiques des divers métaux

Les caractéristiques des divers métaux pendant le moulage sous pression sont les suivantes :

• Zinc : Le zinc est le métal le plus facile à mouler sous pression et facile à revêtir. Lors de la fabrication de petites pièces, c'est économique et a une haute résistance à la compression, haute plasticité ainsi qu'une longue durée de vie de coulée.
• Aluminium : L'aluminium est léger, haute stabilité dimensionnelle, haute résistance à la corrosion, bonnes propriétés mécaniques, haute conductivité thermique et excellente conductivité électrique.
• Magnésium : Le magnésium est facile à usiner et est le métal le plus léger parmi les métaux de moulage sous pression couramment utilisés.
• Cuivre : Le cuivre a la caractéristique de haute dureté et forte résistance à la corrosion. Les propriétés mécaniques du cuivre parmi les métaux de moulage sous pression sont les meilleures.
• Plomb et étain : Ces deux métaux ont une haute densité et une haute précision dimensionnelle pour des pièces de protection contre la corrosion spéciales. Pour des questions de sécurité, cet alliage ne peut pas être utilisé comme installation de transformation et de stockage alimentaire. Les alliages plomb-étain-bismuth (parfois aussi contenant un peu de cuivre) peuvent être utilisés pour fabriquer des lettrages manuels finis et le gaufrage en imprimerie typographique.

1.2 Section transversale minimale et angle de dépouille minimum pour divers matériaux

La section transversale minimale et l'angle de dépouille minimum pour chaque matériau sont listés dans le tableau ci-dessous, et la section la plus épaisse devrait être inférieure à 13 mm.

Métal	Section transversale minimale	Angle de dépouille minimum
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°)

2. Le facteur influent important : Température

La température est un facteur très critique dans le processus de moulage sous pression. La température de coulée et la température du moule ont toutes deux un effet important sur les produits finaux.

2.1 Température de coulée

À mesure que la température de coulée augmente, la solubilité du gaz dans l'alliage augmente, ce qui rend difficile la précipitation pendant le processus de moulage sous pression, affectant les propriétés mécaniques des métaux.

Les alliages d'aluminium et de magnésium augmentent l'oxydation avec l'augmentation de la température. Les inclusions oxydées ont tendance à détériorer les propriétés de l'alliage.

Aussi, la teneur en fer du métal augmente à mesure que la température augmente, ce qui entraîne la diminution de la fluidité et détériore les performances des produits.

2.2 Température du moule

La température du moule a une grande influence sur la durée de vie du moule. Les changements de température intenses peuvent causer des fissures précoces du moule.

Lorsque la température du moule est trop basse, la contrainte de retrait de l'alliage augmente, et la pièce coulée est sujette aux fissures.

Cependant, lorsque la température du moule est trop élevée, il est avantageux d'obtenir une surface lisse de la pièce coulée, mais elle est sujette à la dépression de retrait.

3. Certains défauts peuvent survenir pendant le processus de fabrication et comment les corriger

3.1 Fissures

Dans le processus de production de moulage sous pression, le moule est répétitivement soumis à la chaleur, et la surface de moulage et sa déformation interne causent des micro-fissures.

Par conséquent, d'une part, le moule doit être suffisamment préchauffé au début du moulage sous pression. En plus, le moule doit être maintenu dans une certaine plage de température de fonctionnement pendant le processus de moulage sous pression pour éviter la défaillance précoce par fissuration.

3.2 Fragmentation

Sous l'action de la force d'injection, le moule se fissurera au point le plus faible, surtout les marques de traçage ou les marques d'électroérosion sur la surface de moulage du moule ne sont pas polies, ou les fines fissures apparaîtront d'abord aux coins nets du moulage.

Lorsque la limite de grain a une phase fragile ou un grain grossier, elle se brise facilement. La fissure se propage rapidement pendant la rupture fragile, ce qui est un facteur dangereux pour la défaillance du moule.

Pour cette raison, d'une part, les rayures, marques d'électroérosion, etc. sur la surface du moule doivent être polies, même si c'est dans le système de coulée. En plus, le matériau de moule utilisé doit avoir une haute résistance, bonne plasticité, ténacité à l'impact et ténacité à la rupture.

C'est tout sur les problèmes de qualité du moulage sous pression. Nous espérons que ce sera utile ! N'hésitez pas à laisser vos commentaires ci-dessous, si vous avez des questions.

Note :

1. Nous ne possédons pas les images utilisées dans cet article. N'hésitez pas à nous contacter si elles vous appartiennent, et nous les retirerons aussi rapidement que possible.

2. Les statistiques proviennent de : Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.). Wiley. 2003: 331.