Défauts courants et prévention du moulage sous basse pression

Défauts courants et prévention des faiblesCoulée sous pression

Sur le marché mondial du moulage sous pression d'alliages d'aluminium, technologie de moulage à basse pressionest largement utilisé pour produire de la haute qualité Fonderie en alliage d'aluminiumGrâce à ses avantages de procédé uniques, le moulage sous basse pression présente néanmoins divers défauts qui peuvent affecter l'aspect de la pièce et réduire ses propriétés mécaniques et sa durée de vie.

1. Défauts de porosité
(I) Caractéristiques
La porosité est un défaut de type trou formé par la présence de gaz à l'intérieur de la pièce moulée. La surface est généralement lisse et la porosité se présente principalement sous forme de poire, de cercle ou d'ovale. On distingue plusieurs types de porosité :
Pores internes : généralement non exposés à la surface de la pièce moulée, les gros pores existent souvent isolément, et les petits pores apparaissent en groupes.
Pores sous-cutanés : pores dispersés situés sous la surface de la pièce moulée, généralement présents après usinage ou Traitement thermique.
Pores de surface : pore relativement lisse et concave à la surface de la pièce moulée.
Piqûres : généralement de la taille d'une aiguille, pores de précipitation répartis sur la section transversale de la pièce moulée, qui sont très préjudiciables aux performances de celle-ci.
(II) Causes
La formation des pores est principalement liée aux facteurs suivants :
Précipitation de gaz dissous dans le métal en fusion : Le gaz contenu dans le métal lorsqu'il est fondu, lorsque le métal liquide refroidit et se solidifie, la solubilité du gaz diminue et il précipite, et il n'y a pas le temps de l'éliminer, formant des pores.
Gaz générés par des réactions chimiques : Le moule, le noyau, le fer froid, le revêtement, etc. contiennent des substances qui réagissent avec l’eau et l’aluminium pour générer du gaz, ce qui entraîne la formation de pores réactifs.
Les gaz contenus dans la cavité ne sont pas évacués à temps : en raison d’une conception inadéquate du processus de coulée, comme une mauvaise évacuation du moule ou du noyau, le gaz contenu dans la cavité reste piégé dans la pièce coulée, formant des pores invasifs.
(III) Mesures préventives
Le processus de fusion doit être rigoureusement contrôlé : les matières premières métalliques et les matériaux recyclés doivent être secs, exempts de rouille et d’huile, et préchauffés avant utilisation. La température de fusion ne doit pas être trop élevée afin de limiter la quantité de gaz dissous.
Réduisez les émissions de gaz des revêtements et des noyaux : choisissez des revêtements de haute qualité à faibles émissions de gaz et séchez complètement les moules et les noyaux après le revêtement.
Améliorer les conditions d'échappement : en fonction des caractéristiques de la pièce moulée, choisir une position d'échappement appropriée et différentes mesures d'échappement, telles que des rainures d'échappement, des plaques d'échappement, des aiguilles d'échappement, etc.
Contrôlez la vitesse de remplissage : choisissez une vitesse de remplissage appropriée, veillez à remplir le liquide métallique de manière régulière et empêchez l’aspiration de gaz.

2. Retrait et défauts de retrait
(I) Caractéristiques
Le retrait et la retassure sont des défauts causés par l'incapacité du métal en fusion à compenser efficacement la retassure de la pièce moulée lors de sa solidification. Leurs caractéristiques spécifiques sont les suivantes :
Retrait : La pièce moulée présente des trous extrêmement irréguliers, avec des parois rugueuses et des dendrites, qui apparaissent souvent dans la dernière partie de solidification de la pièce.
Retrait : On observe de minuscules trous de retrait épars sur la section transversale de la pièce moulée, parfois visibles à l'aide d'une loupe.
Porosité : De très petits trous apparaissent dans la zone de solidification lente de la pièce moulée, répartis dans et entre les dendrites, ce qui réduit la densité de la pièce moulée et provoque facilement des fuites.
(II) Causes
La formation de retassures et de défauts de retrait est principalement due à une compensation insuffisante de la perte de volume causée par le retrait du métal en fusion lors de la solidification. En fonderie basse pression, le remplissage du moule s'effectuant de bas en haut et l'orifice de coulée étant situé en bas, une solidification séquentielle de haut en bas est indispensable pour compenser correctement les retassures et éviter l'apparition de retassures et de défauts de retrait.
(III) Mesures préventives
Concevoir de manière raisonnable le processus de coulée : établir des conditions de solidification séquentielles et prendre des mesures de refroidissement forcé pour les parties épaisses de la pièce coulée, telles que le refroidissement à l’air, le refroidissement à l’eau et le refroidissement à la fonte.
Optimiser le système de contrôle de la pression du niveau de liquide : s’assurer que la pression peut être augmentée rapidement aux moments critiques pour surmonter l’effet négatif de la gravité et compenser le retrait.
Contrôler la température et la pression de coulée : réduire la température de coulée, augmenter le temps de maintien et la pression afin de réduire les défauts de retrait.

3. Défauts d'inclusion
(I) Caractéristiques
Les défauts d'inclusion sont un terme général désignant diverses inclusions métalliques et non métalliques dans les pièces moulées, notamment les inclusions, les inclusions froides, les inclusions d'infiltration, les inclusions de laitier, les trous de sable, etc. Les inclusions sont généralement des particules d'impuretés telles que des oxydes, des sulfures, des silicates, etc., qui sont retenues mécaniquement dans les métaux solides.
(II) Causes
Les principales sources d'inclusions sont les suivantes :
Scories oxydées : lors de l’ajout d’aluminium liquide au creuset pendant la production en continu, les scories oxydées présentes à la surface du liquide sont entraînées dans la colonne montante et introduites dans le moule lors de la coulée.
Le revêtement et le matériau du noyau se détachent : Le revêtement des outils de fonderie, des moules, des masselottes, des noyaux de sable, etc. se détache, en particulier les noyaux de sable qui sont enflammés et cuits au feu après avoir été peints, ce qui provoque un décollement (explosion).
(III) Mesures préventives
Contrôlez strictement la vitesse de remplissage : assurez-vous que le liquide métallique monte régulièrement sans à-coups ni éclaboussures.
Éliminer complètement les scories oxydées présentes dans l'alliage liquide : utiliser un filtre au niveau de la colonne montante ou du canal d'alimentation interne du moule, en veillant à l'applicabilité du filtre.
Vérifiez la couche de revêtement : assurez-vous qu’elle ne se détache pas et que la poussière, le sable et les débris présents dans la cavité sont soigneusement nettoyés.

4. Défauts de fermeture à froid et de versement insuffisant
(I) Caractéristiques
Jointure à froid : Il existe des interstices avec des bords pénétrants ou non pénétrants sur la pièce moulée, qui sont souvent séparés par une couche d’oxyde au milieu et ne peuvent pas être complètement fusionnés en un seul.
Coulée insuffisante : la pièce moulée est incomplète ou présente un contour incomplet, avec des angles arrondis et brillants, qui apparaissent souvent dans les parties éloignées de la coulée et sur les parois fines.
(II) Causes
La formation de bouchons froids et un versement insuffisant sont principalement liés aux facteurs suivants :
Température de coulée ou température du métal en fusion trop basse : entraînant une faible fluidité du métal en fusion.
Pression de remplissage faible et vitesse de remplissage lente du métal en fusion : il est impossible de garantir que le métal en fusion remplisse complètement la cavité du moule.
Mauvaise ventilation de la cavité : la contre-pression des gaz dans la cavité est trop importante, ce qui entrave le remplissage en métal en fusion.
(III) Mesures préventives
Utilisez une température de coulée et une température de coulée du métal en fusion raisonnables : assurez-vous que le métal en fusion présente une bonne fluidité.
Utilisez des spécifications de pressurisation raisonnables : assurez-vous que le métal en fusion puisse remplir complètement le moule.
Améliorer les conditions de ventilation du moule et du noyau : s'assurer que le gaz contenu dans la cavité puisse s'évacuer sans problème.

5. Défauts de fissures
(I) Caractéristiques
On distingue deux types de fissures : les fissures à chaud et les fissures à froid. Les fissures à chaud apparaissent peu après la formation de la structure en phase solide, tandis que les fissures à froid se forment à des températures plus basses. Elles se présentent sous forme de fentes ou de fissures droites ou sinueuses sur la pièce moulée, et leur section transversale est oxydée, prenant une teinte noire ou gris foncé.
(II) Causes
La formation de fissures est principalement liée aux facteurs suivants :
Conception de processus irrationnelle : si la pièce moulée est conçue avec plusieurs bossages adjacents, des fissures risquent d’apparaître dans la paroi mince entre les bossages.
Problèmes de qualité des matières premières : Lorsque le lingot de magnésium d'origine présente des défauts de fissures, la pièce coulée produira des défauts de fissures par lots.
Positionnement incorrect du refroidisseur : l’écart entre les refroidisseurs est trop faible, ce qui entrave le retrait de l’alliage et est sujet aux fissures.
(III) Mesures préventives
Conception raisonnable du processus : La conception d’un renforcement anti-fissures approprié permet d’éliminer efficacement les défauts de fissures.
Contrôle de la qualité des matières premières : Renforcer le contrôle des défauts de fissuration dans les lingots de magnésium d'origine.
Optimisez la position du refroidisseur : l’écart entre les refroidisseurs ne doit pas être inférieur à 5 mm, et le refroidisseur à surface arquée doit être centripète pour éviter que les faces arrière ne soient pressées l’une contre l’autre.

6. Défauts d'adhérence du sable
(I) Caractéristiques
L'adhérence du sable peut être classée en adhérence chimique et adhérence mécanique. L'adhérence mécanique est principalement utilisée en fonderie basse pression. Elle est due à l'augmentation importante de la pression du métal liquide lors du maintien sous pression, ce qui force ce dernier à vaincre la tension superficielle et à pénétrer dans le noyau ou le moule en sable.
(II) Mesures préventives
Appliquer une couche de revêtement dense et hautement réfractaire : Appliquer une couche de revêtement dense et hautement réfractaire sur la surface du moule en sable ou du noyau en sable afin de surmonter efficacement le défaut d’adhérence du sable.
Réduire de manière appropriée la température de coulée et la pression de maintien : réduire la pénétration du métal liquide.

7. Défauts de déformation
(I) Caractéristiques
La déformation désigne le changement de forme de la pièce moulée causé par les contraintes thermiques, les contraintes de retrait, etc., pendant le processus de solidification.
(II) Causes
La formation de déformations est principalement liée aux facteurs suivants :
Structure de fonderie irrationnelle : par exemple, épaisseur irrégulière, absence de nervures ou de plaques de renfort aux points de concentration des contraintes.
Conception de processus irrationnelle : par exemple, une conception de système de coulée déraisonnable, entraînant une solidification inégale des pièces moulées.
(III) Mesures préventives
Optimiser la structure de la pièce moulée : concevoir des nervures ou des plaques de renfort appropriées afin de réduire la concentration des contraintes.
Processus de conception raisonnable : adopter un système de coulée et un système de refroidissement raisonnables pour assurer une solidification uniforme des pièces moulées.

8. Défaut de rugosité de surface
(I) Caractéristiques
La rugosité de surface désigne la surface irrégulière de la pièce moulée, présentant des irrégularités évidentes.
(II) Causes
La formation de la rugosité de surface est principalement liée aux facteurs suivants :
Problème de peinture : peinture de mauvaise qualité ou séchage insuffisant.
Traitement de surface inadéquat de la cavité : impuretés présentes à la surface de la cavité ou non nettoyées.
(III) Mesures préventives
Choisissez une peinture de haute qualité : assurez-vous qu'elle soit très réfractaire et dense.
Nettoyer la surface de la cavité : s'assurer que la surface de la cavité est propre et lisse.