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Solidification - procds et simulation du moulage 1 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
RALISATION DUNE PICE DE FONDERIE
DFINITION REMPLIR REMPLIR UNE UNE EMPREINTEEMPREINTE DE MDE MTAL EN TAL EN FUSIONFUSIONREFROIDIR REFROIDIR ET ET SOLIDIFIERSOLIDIFIERPOUR OBTENIR UNE PIPOUR OBTENIR UNE PICE CE SAINESAINE
OPRATIONS 1. CONCEPTION - DESSIN - CAHIER DES CHARGES
2. LABORATION DE LALLIAGE
3. CONCEPTION DU MOULE : CHOIX DU PROCD
4. REMPLISSAGE - SOLIDIFICATION
5. PARACHVEMENT - USINAGE
6. TRAITEMENTS THERMIQUES
7. CONTRLE TOUTES LES PHASES
Solidification - procds et simulation du moulage 2 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LES PROCDS DE MOULAGE
Sables plastiques ( verts, silico-argileux, )Sables durcissement chimique ( ciment, pltre, )Sables durcissement thermique
PROCD OBSERVATIONS
MOULE Srie Dure de vie cadence Mise au mille
MO
ULE
NO
NPE
RMA
NEN
T
Modleperdu
Modlepermanent
Polystyrne expans (limination la coule)Cire perdue (limination avant coule)
MO
ULE
PERM
AN
ENT
Coquille par gravit 1 000 40 000 15 p/h 1,8
Coquille basse pression 5 000 40 000 20 p/h 1,2
Sous pression 20 000 70 000 50 p/h 1,3
Forgeage liquide
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Procds de moulage
Silice, alumine, zircon, graphite
LE MOULAGE EN LE MOULAGE EN SABLE SABLE
Le mouleConductibilit thermique : gnralement mauvaise (sauf G)Temprature de fusion leveRactivit moule mtalrugositTransferts thermiques : refroidissement lentRle des gaz : sable vert, sable tuvPossibilit de refroidisseurs ou rchauffeurs
Le modle Cuir, bois, rsines, polystyrne
Moulage sans chssis (en motte) ou avec chssis
Sries De petites (10) trs grandes (106)
Taille et forme des pices Domaines tendues (mm plusieurs m)
Coule Traditionnellement par gravit (louche ou poche verseuse). Sous faible pression possible
Alliages Tous
Proprits Ref lent : structure grossire et dfauts (criques). Amliorations : refroidisseurs et/ou inoculationStructure
Rugosit
Dpend de de la pression de tassement : 0,3 1 mm
Dpend du sable et de lenduit : Ra de 30 m moins de 10 m
Prcision dimensionnelle
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
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Procds de moulage
LE MOULAGE EN SABLELE MOULAGE EN SABLE
1) FABRIQUER LE MODLE (bois, mtal ou matire plastique)
-Surpaisseurs (usinage)
- Dpouilles (extraction de la pice solidifie)
2) FABRIQUER LE MOULE(sable tass autour du modle)
Qualit recherche : bonne rsistance mcanique et thermique.
Empreinte : (cavit obtenue aprs le retrait du modle
Noyaux : moules des parties creuses de la pice
Demi moule infrieur
Demi moule suprieur
Porte de noyau
Sable tass
Empreinte
Sans Avec
dpouille
Modle
Noyau
LES ETAPES
Systme dattaque, Systme dalimentation, vents
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
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Procds de moulage
Fermeture du moule Coule de l alliage liquideExtraction de la pice : destruction du mouleFinitions : - Parachvement (dmasselottage et bavurage)
- Usinage
LE MOULAGE EN SABLELE MOULAGE EN SABLE
2) FABRIQUER LE MOULE
Systme de remplissage
Joint de moule
Empreinte : (cavit obtenue aprs le retrait du modle
Noyaux : moules des parties creuses de la pice
Systme dattaque : assure le remplissage correct de lempreinte
Systme dalimentation de la retassure (Masselottes)
vents : conduits dvacuation de lair chass par lcoulement du mtal liquide
Systme dalimentation
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
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Procds de moulage
LE MOULAGE EN SABLELE MOULAGE EN SABLE
2) FABRIQUER LE MOULE
Systme de remplissage
Empreinte : (cavit obtenue aprs le retrait du modle
Noyaux : moules des parties creuses de la pice
Systme dattaque : assure le remplissage correct de lempreinte
Systme dalimentationde la retassure (Masselottes)
vents : conduits dvacuation de lair chass par lcoulement du mtal liquide
Systme dalimentation
Joint de moule
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
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Solidification - procds et simulation du moulage 7 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
3) FERMETURE DU MOULE
4) COULE DE L ALLIAGE LIQUIDE
5) EXTRACTION DE LA PICE :destruction du moule
6) FINITIONS :- Parachvement :dmasselottage et bavurage- Usinage
LE MOULAGE EN SABLELE MOULAGE EN SABLE
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
Solidification - procds et simulation du moulage 8 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
6) Retournement et coule
Modle noyaux
2) Retournement et mise en place du modle des noyaux
Masselotte
1) Mise en place
- de la 1me partie du modle
- de la masselotte
Noyau
3) Mise en place
- de la 2me partie du modle
- des noyaux
4) Mise en place
du demi moule suprieur5) Retrait des modles
LE MOULAGE EN SABLELE MOULAGE EN SABLE
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
Pice avec plan de symtrie
Sable atelier1
Sable atelier2
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Procds de moulage
En rgression sauf pour les pices unitaires ou les trs petites sries
MCANISATIONMachines de remplissage
Machines de serrage des moules
Dmouleuses retournement
Moules plus serrs, rsistant la pression du mtal
Meilleure prcision dimensionnelle
Meilleur tat de surface
MOULAGE LA MAIN
LE MOULAGE EN SABLELE MOULAGE EN SABLE
MOULE PERDU ET MODELE PERMANENT
Solidification - procds et simulation du moulage 10 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
MOULAGE EN POLYSTYRMOULAGE EN POLYSTYRNE EXPANSNE EXPANS ou LOST FOAMou LOST FOAM
LE MOULAGE EN MODLE PERDU
1) Le modle est facile mettre en forme
2) Le modle est facile liminer avant ou pendant la coule
Le polystyrne est brl par le mtal liquide pendant la coule
MOULAGE EN CIRE PERDUEMOULAGE EN CIRE PERDUE
La cire est fondue puis limine avant la coule
PARTICULARITS
Pices de faibles dimensions de formes complexes
Alliages haut point de fusion (Ti, Ni, aciers)
Solidification lente : Structure trs grossire
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Solidification - procds et simulation du moulage 11 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
MOULAGE EN POLYSTYRMOULAGE EN POLYSTYRNE EXPANSNE EXPANS
ModModlele : Dcoupage et collage
MoulageMoulage : Emballage dans le sable
CoulCoulee : Le mtal liquide brle le modleDgagement gazeux important
Intrt : - Suppression de ltuvage des moules en sable- Suppression du dmoulage et des dpouilles- Diminution des bavures
Rduction des cots(dlais, stockage des modles,manutention, frais dbarbage)Grandes sries automobile
PICES UNITAIRES GRANDE TAILLE
1 sable
2coule gaz
3 4
LE MOULAGE EN MODLE PERDU
Solidification - procds et simulation du moulage 12 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
MOULAGE EN POLYSTYRMOULAGE EN POLYSTYRNE EXPANSNE EXPANS
Intrt : - Prcision des pices et rduction des masselottes- Suppression du dmoulage et des dpouilles- Diminution des bavures
Rduction des cotsInconvnients- Mise au point des nouveaux modles
PICES DE SRIE
ModModlele : Injection sur machine
MoulageMoulage : Emballage dans le sable et compactage par vibrations
CoulCoulee : Dcomposition thermique du polystyrne(formation de graphite linterface sable-mtal)Dgagement gazeux important
EnduisageEnduisage: vite l'effondrement du moule, l'entranement de sablePermable aux gaz
LE MOULAGE EN MODLE PERDU
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Solidification - procds et simulation du moulage 13 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
MOULAGE EN CIRE PERDUEMOULAGE EN CIRE PERDUE
2) Fabrication des modles en cire injection de cire, sous forte pression dans les moules
1) Fabrication des moulesle plus souvent, mtalliques (formes modles)
Extractiondu modleen cire
4) Immersion de la grappe dans une barbotine base de silice
5) Saupoudrage ou immersion dans un matriau rfractaire :obtenir une paisseur suffisante pour rsister aux diffrentes manutentions et au poids de lalliage aprs coule.
Injection de cire
3) Constitution de la grappe runion des modles
LE MOULAGE EN MODLE PERDU
Solidification - procds et simulation du moulage 14 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
MOULAGE EN CIRE PERDUEMOULAGE EN CIRE PERDUE
7) Schage puis cuisson de la barbotine : la cuisson durcit la cramique et brle la cire . On obtient une cavit qui est lempreinte exacte du modle.
8) Coule de lalliagedans le moule en cramique.
6) Chauffage : limination de la cire
9) Destruction de la carapacepour librer la pice.
LE MOULAGE EN MODLE PERDU
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Solidification - procds et simulation du moulage 15 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
Les avantages
Ralisation de formes complexes, Trs grande prcision dimensionnelle Trs bon tat de surface (usinage limit)
Les inconvnients
Cot unitaire lev Solidification lente dans un moule chaud Limitation des dimensions des pices
MOULAGE EN CIRE PERDUEMOULAGE EN CIRE PERDUE
Petites sries : Aronautique (aubes de turbines), lectronique
LE MOULAGE EN MODLE PERDU
Solidification - procds et simulation du moulage 16 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LE MOULAGE EN COQUILLELE MOULAGE EN COQUILLE
Oprations et conception analogues au moulage en sable
Moule mtallique (gnralement en fonte) Refroidissement trs rapide Ouverture du moule pice encore chaude (350 500 C).
Remplissage et Alimentationjection ou extraction jection ou extraction de la pide la piceceParachvement
jection
Fixe
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Moule
MouleMoule Moule
Moule
Remplissage
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Solidification - procds et simulation du moulage 17 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
FONCTION MOULAGE
CHAPE : formes extrieures de la pice NOYAUX : formes intrieures SEMELLE : support des chapesTALUS : Pice rapporte (remplace aprs usure)
FONCTION REMPLISSAGE ET ALIMENTATION
Orifices et conduits creuss dans les chapes- Descente de coule- Canal et attaques- Masselottes
Ralisation : fontes et aciers
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
LE MOULAGE EN COQUILLELE MOULAGE EN COQUILLE
Semelle
Talus
Remplissage et alimentation
Chape
Solidification - procds et simulation du moulage 18 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
FONCTION JECTION
Enduit plusieurs fonctions :
1) Protger lempreinte 2) Faciliter le dmoulage3) Rguler les changes thermiques (enduits isolant et conducteurs)4) Amliorer ltat de surface
Assure par : 1)Action mcanique (parties mobiles et jecteur)2)Dpouille3)Poteyage
POTEYAGE
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
jection
Fixe
Fortes paisseurs prs des masselottesCoule en coquille chaude (viter les malvenus)
Ncessit de rgler le rgime thermique de la coquille Chauffage localis (brleur gaz, rsistances)
Variation de lpaisseurRefroidissement localis (air, eau, poteyage*)
SANT DE LA PICE
LE MOULAGE EN COQUILLELE MOULAGE EN COQUILLE
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Solidification - procds et simulation du moulage 19 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LE MOULAGE EN COQUILLE PAR GRAVITLE MOULAGE EN COQUILLE PAR GRAVIT
Bonne prcision dimensionnelle (usinage rduit) Bon tat de surface Microstructure plus fine (refroidissement rapide)
Cot : amorti partir de 1 000 units Moule rigide : difficult de fabrication Limit aux alliages bas point de fusion changes thermiques rapides : remplissage et alimentation difficiles Systme djection : Automatisation sans dformer la pice
AVANTAGESAVANTAGES
INCONVINCONVNIENTSNIENTS
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Solidification - procds et simulation du moulage 20 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LE MOULAGE EN COQUILLE BASSE PRESSIONLE MOULAGE EN COQUILLE BASSE PRESSION
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Demi-moule suprieur
Demi-moule infrieur
Empreinte
Gaz comprim
Four
Creuset en fonte
Creuset en graphite
Tube dinjection
Sens du dmoulageRemplissage
-Moule (fonte ou acier) au dessus du four de coule
- Mtal liquide refoul par un gaz (air, azote) sous pression (40 kPa)
AVANTAGES
Suppression des masselottes (gain de mise au mille)
Cadences plus leves, meilleure productivit
Amlioration des caractristiques des alliages
Prcision dimensionnelle
Automatisation
Domaines demploi : automobile (culasses en Al)
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Solidification - procds et simulation du moulage 21 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LE MOULAGE EN COQUILLE SOUS PRESSIONLE MOULAGE EN COQUILLE SOUS PRESSION
Moule (acier au Cr-Mo) monts sur plateau dune machine hydraulique de grande puissance(viter ouverture du moule ou une fuite au joint)
Mtal liquide introduit par injection sous forte pression (70 100 MPa en phase finale) trs forte vitesse (remplissage en moins de sec)
AVANTAGES
Suppression des masselottes et usinage Cadences plus leves, meilleure productivit Amlioration des caractristiques des alliages Prcision dimensionnelle, trs bon tat de surface Pices plus lgres tanchit des pices Dure de vie des outillages : limiteMcanisation totale - Cadences leves
Inconvnients Cot : Outillage relativement cher Dessin des pices simplifi pour une meilleure extraction
PistonDinjection
UNIT DINJECTION
Creuset (pot)
Cylindre
Mtal liquide
CavitSYSTME DJECTION
Col de cygne
MoulePressehydraulique
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Solidification - procds et simulation du moulage 22 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
Le procd de moulage chambre chaude est utilisuniquement pour le zinc et d'autres alliages (certains alliages de magnsium) ayant un point de fusion bas qui n'attaquent ni n'rodent facilement les pots, les cylindres et les pistons d'injection en mtal..
Le piston d'injection et le cylindre, qui constituent le mcanisme d'injection, sont immergs dans le mtal en fusion dans le creuset (ou pot), qui fait partie intgrante de la machine.
SYSTME CHAMBRE CHAUDE
Coule automatique sous pression de 5 30 MPaMtal toujours la bonne tempratureInterdit les alliages dAl (dissolution de Fe)
Alliages de Mg et de Zn
LE MOULAGE SOUS PRESSIONLE MOULAGE SOUS PRESSION
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Nez du col de cygne
Buse dinjection
Creuset
Mtal
Orifice de remplissage du vrin
Piston
Tige de vrin
Chemise
PistonDinjection
Creuset (pot)
Cylindre
CavitSYSTME DJECTION
Col de cygne
Moule
Pressehydraulique
UNIT DINJECTION
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Solidification - procds et simulation du moulage 23 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
1. Monte du piston : remplissage
2. Injection sous pression jusqu' la solidification.
3. Ouverture du moule et remonte du piston
4. jection de la pice et remplissage du col de cygne
LE MOULAGE SOUS PRESSIONLE MOULAGE SOUS PRESSION SYSTME CHAMBRE CHAUDE
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Solidification - procds et simulation du moulage 24 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
Le systme d'injection n'est pas immerg dans le mtal en fusion.
La charge est transfre, grce une poche de coule, du creuset dans une chambre d'injection, o un piston d'injection hydraulique pousse le mtal dans le moule. La matire excdentaire est utilise pour forcer le mtal supplmentaire dans l'empreinte du moule afin de compenser la contraction qui se produit durant la solidification.
LE MOULAGE SOUS PRESSIONLE MOULAGE SOUS PRESSION
Systme chambre froide
Mtal versmanuellement ou mcaniquementPression dinjection : 25 300 MPa
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
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Solidification - procds et simulation du moulage 25 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
1. Le moule est ferm et le mtal en fusion est transfr grce une poche de coule dans la chambre d'injection de la chambre froide.
3. Le moule est ouvert et le piston d'injection avance, pour assurer que la pice moule reste dans le bloc mobile. Les noyaux, s'il y en a, se rtractent.
2. Le piston d'injection pousse le mtal en fusion dans la cavit du moule o il est maintenu sous pression jusqu' solidification
4. Les tiges djection poussent la pice hors du bloc mobile et le piston d'injection retourne sa position initiale.
SYSTME CHAMBRE FROIDE
1 2
3 4
LE MOULAGE SOUS PRESSIONLE MOULAGE SOUS PRESSION
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Solidification - procds et simulation du moulage 26 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
Une presse d'injection sous pression chambre froide : BUHLER H-630 SC
Cette machine permet de fabriquer tous les types de pices coules. La variabilit des courbes de
Sa force de fermeture est de 7060 kN soit720 tonnes.
Une telle machine peut couler des alliages d'aluminium et de magnsium.
LE MOULAGE SOUS PRESSIONLE MOULAGE SOUS PRESSION
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
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Solidification - procds et simulation du moulage 27 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LE MOULAGE par CentrifugationLE MOULAGE par Centrifugation
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
MOULE
Sable ou coquille mtallique en rotation pendant la couleLe mtal liquide est projet sur la paroi du moule par la force centrifuge
Pices de formes simples creuses ou cylindriques : galets de roulement, roues, tubes, cylindres de laminoirs, calandres, chemises de moteurs, etc.
Possibilit de coule multicouches
important : industrie lourde (Saint Gobain)
Ni canaux, ni masselotte (mise au mille proche de 1)Refroidissement rapide (Procd Lavaud) ou lent (procd wet spray)Structure fine, sans porosit ni inclusionsFabrication de pices bimtalliques par double coule
PICES, ALLIAGES
Fontes grises, Cuivreux, Aciers
Lutilisation la plus clbre : tuyaux en fonte graphite sphrodal
AVANTAGES
INVESTISSEMENT
eaux grasses industrielles (St Gobain)
Bague en bronze
Tuyau dvacuation
Solidification - procds et simulation du moulage 28 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
SQUEEZE CASTING SQUEEZE CASTING FORGEAGE LIQUIDEFORGEAGE LIQUIDE
PRINCIPE
1) Remplissage de lempreinte2) Application dune pression sur le mtal encore liquide
SQUEEZE CASTING DIRECT
Moule matrice mont sur une presse verticale de forgeLe mtal est coul dans la matrice puis comprim par un poinon sous une pression de 50 100 MPa
Moule matrice mont sur une presse verticale de forgeLe mtal est coul dans la matrice puis comprim par un poinon sous une pression de 50 100 MPa
Refroidissement + rapide quen moulage sous pression Structure fine, sans porosit, aptitude au traitement thermiqueProprits quivalentes aux pices corroyes
Proprits
Alliages Faible intervalle de solidification : Al Si Mg ou Al Si Cu
Inconvnients - limites Forme des picesDosage prcis ( 1% prs) de la quantit de liquideSensibilit la crique
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
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Solidification - procds et simulation du moulage 29 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
COULCOULE SEMIE SEMI--SOLIDE OU THIXOMOULAGESOLIDE OU THIXOMOULAGE
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Alliage thixotrope : microstructure en globules obtenue grce un brassage dans lintervalle de solidification
Structure globulaire dun alliage AlSi7MgObtenue par brassage lectromagntique
Procds : Le thixomoulage (thixocasting)Fusion
Coule
BrassageRchauffage(50% sol 50% liq) Injection
Sol + liq
Solidification - procds et simulation du moulage 30 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
COULCOULE SEMIE SEMI--SOLIDE OU THIXOMOULAGESOLIDE OU THIXOMOULAGE
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Procds : Le thixomoulage (thixocasting)
1) Elaboration de lalliageEtat thixotropique
3) Rchauffage du lopinau dessus de TE
4) Mise en place dans le conteneur et injection
2) Trononnage en lopins
T
t
TE+
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Solidification - procds et simulation du moulage 31 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
COULCOULE SEMIE SEMI--SOLIDE OU THIXOMOULAGESOLIDE OU THIXOMOULAGE
LE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
Alliage thixotrope : microstructure en globules obtenue grce un brassage dans lintervalle de solidification
Procds : Le Rhomoulage
Fusion
Coule
Brassage Rchauffage Injection
Avantages : plus conomique que le thixomoulage mais limit aux pices de faible masse < 2kg
Solidification - procds et simulation du moulage 32 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulageLE MOULAGE EN MOULE PERMANENT
PROPRIPROPRITTS DES ALLIAGES THIXOTROPESS DES ALLIAGES THIXOTROPES
- Proche de 0,1 Pa.s*- dpend fortement du temps et diminue si la contrainte de cisaillement augmente
* Pour un liquide, la viscosit 0.001 Pa.s et est indpendante de t
La pice thixotrope peut tre manipule comme un solide mais elle devient fluide la coule
2) TEMPRATURE DE COULE PLUS FAIBLE
-Refroidissement rapide et structure fine-Plus grande dure de vie du moule-Moins de dfauts (retassures et porosit)
Possibilit dinjection en rgime non turbulent (pas dair, pas de porosit)
1) VISCOSIT :
3) QUANTIT DE CHALEUR VACUER PLUS FAIBLE
4) APPLICATIONS
-Compacit excellente-Bonnes proprits mcaniques-Peu ou pas dusinage
Pices de scurit (automobile) : bras de suspension, support moteur, rampe dinjection
AlSi7Mg
Autres alliages dalu : AlSi6Cu3Mg, AlSi17Cu4Mg, AlMg5Si2
Mg Al9Zn1 Botiers de portables, ordinateurs, app photo
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Solidification - procds et simulation du moulage 33 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
Lingotire
Extraction du lingot vitesse constante (0,5 4 m/min)
Oxycoupage
Alimentation continue en acier liquide
RRpartiteurpartiteur
Poche de coule
Rgulateur de dbit
Lingotire (ref eau)
Refroidissement secondaireRouleaux extracteurs
Cintrage
Guidage
Redressagedcoupage
eau
Refroidissement secondaire
Poche de coule
Rgulateur de dbit
Lingotire (ref eau)
Refroidissement secondaireRouleaux extracteurs
Cintrage
Guidage
Redressagedcoupage
eau
LA COULE CONTINUE
Solidification - procds et simulation du moulage 34 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LA COULE CONTINUE
PRINCIPE
-Solidification dune barre de longueur infinie dans une LINGOTIRE sans fond puis extraction jusqu solidification complte
-Formation dune crote solide rsistante la pousse du mtal
liquide
-Poursuite de la solidification
-Front de solidification commenante
-Front de solidification finissante
-Fond du puits liquide
-Fin de solidification
-Lingotire
-Refroidissement -secondaire
-Extraction du lingot vitesse constante (0,5 4 m/min)
-Oxycoupage
-Alimentation continue en acier liquide
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Solidification - procds et simulation du moulage 35 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
Sgrgation axiale dans une brameSgrgation
longitudinale dun bloom
- Front dendritique au contact de la lingotire
- Lavance du front : structure en 3 zones
. ZP : 1 5 mm
. ZC : 10 50 mm
. ZE : au centre
- Sgrgation interdendritiquemineure, limite quelques centaines de microns
-Sgrgation majeure axiale ou longitudinale
LA COULE CONTINUE
STRUCTURE DE SOLIDIFICATION
Solidification - procds et simulation du moulage 36 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LES LMENTS DE LA MACHINE DE COULE
-Rpartiteur
Caisson en acier + plaque de cuivre Rainures dans la plaque pour la circulation deau (10 m/s)-Lingotire
-Rcipient intermdiaire entre la poche et la lingotire- Reoit le mtal de la poche (x 10 T)-Alimente les lingotires sans discontinuit (rgulation du dbit)-Joue un rle de tampon thermique- Permet la dcantation des inclusions
- vacuation efficace de de la chaleur (2 5 MW/m2 au niveau du mnisque)
- Permet la formation de la peau du lingot
- Mouvement doscillation verticale pour viter le collage
- Poche de mtal liquide
1 m
-Rouleaux dextraction (0,5 4 m/min)
-Oxycoupage
-Refroidissement secondaire (aspersion deau)
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Solidification - procds et simulation du moulage 37 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LES DIFFRENTS TYPES DE MACHINE DE COULE
Verticale
Verticale cintrage sur produit solide
Verticale cintrage sur produit liquide cur
Machine courbe
Machine courbe dcintrage progressif
Machine horizontale(seulement petites billettes)
Verticale : pour aciers fragilesHorizontales : billettes de petite taille
0
10
20
30
(m)Cot lev
(hauteur)
rayon 10 15 m
Solidification - procds et simulation du moulage 38 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
PRODUITS DE LA COULE CONTINUE
Demi produits issus de la coule continue
PRODUITS PLATS LAMINS CHAUD
PRODUITS PLATS RELAMINS FROID
PRODUITS LONGS LAMINES A CHAUD
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Solidification - procds et simulation du moulage 39 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
PRODUITS DE LA COULE CONTINUE
COULE CONTINUE DES ACIERS
15 < d < 30 cm75 < L < 270 cm
15 < a < 30 cm15 < e < 30 cm
Billette carre / ronde
BloomBrame
Solidification - procds et simulation du moulage 40 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
LE COULE CONTINUE DES ALLIAGES NON FERREUX
-Le moule en graphite est extrmits ouvertes.
-Le mtal se solidifie pour produire une barre, un tube ou un profil quelconque, selon la forme dsire.
-Le moule est refroidi leau et la forme est extraite une vitesse contrle laide de rouleaux, puis scie la longueur dsire.
Avantages :-Dcantation des poussires et scories-Temprature de coule plus basse -Refroidissement du moule et solidification directionnelle -Produit homogne, grains fins et trs denses-Rendement de productivit leve.
-Alliage de cuivre
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Solidification - procds et simulation du moulage 41 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
COULE SEMI CONTINUEProcd adopt pour la coule des produits Al et alliages
-Un faux fond ferme la lingotire au dmarrage ; il est entran vers le bas par un vrin, vitesse rgulire. La billette se solidifie jusqu la longueur souhaite.
-La solidification seffectue en couches horizontales successives ; on a un alliage compact sans retassures, grain fin et homogne, avec peu de sgrgations.
- La coule est dite semi continue car elle s'arrte lorsque le piston arrive bout de course, par exemple tous les 10 mtres.
Solidification - procds et simulation du moulage 42 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
- La plus utilise est la machine de Hazelett
- Le mtal est solidifi lors de son passage entre deux bandes en inox refroidies par circulation deau
LA COULE ENTRE BANDES
-Laminoir
-Bassin dalimentation
-Bassin de dcantation
-Courroie
-Ref jet eau -Ref jet
eau
-
Solidification - procds et simulation du moulage 43 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulageLA COULE ENTRE BANDES
Solidification - procds et simulation du moulage 44 Mise en forme des mtaux - Master MAM - A. Ikhlef
Procds de moulage
COULE CONTINUE HAZELETT ENTRE BANDES
Al et alliages
-Bobineuses
-9 35 mm-480 525 C -2 3 mm
-Rouleaux de-pincement -Laminoirs
-315 375 C
Largeur max 2,50 mLongueur : 2 5,5 mMasse jusqu 60 tVitesses : 13 m/min