Que signifient exactement les défauts des moulages de précision ? Eh bien, le défaut de moulage de précision fait référence aux irrégularités observées à la surface du moulage après le processus de moulage. Cet article vise à l'expliquer d'une manière conviviale pour les débutants tout en offrant un aperçu de l'avenir de l'industrie du moulage de précision.
1.Crack - Le défaut majeur du moulage à la cire perdue
Le défaut le plus important qui affecte la qualité du produit dans le moulage de précision est la formation de fissures dans les pièces moulées. Ces fissures apparaissent généralement sous la forme de chemins irréguliers et dentelés à la surface. En fonction de leurs caractéristiques, elles peuvent être classées en fissures à chaud ou en fissures à froid.
Fissuration à chaud: Pendant ou peu de temps après la solidification d'un moule carapace en céramique, lorsque la coulée est encore au stade de haute température, avec des températures allant de 1250 à 1450 degrés Celsius, la résistance et la ductilité de la coulée sont faibles, ce qui la rend susceptible de se fissurer causée par le retrait de solidification.
Fissuration à froid: Processus de refroidissement continu de la pièce coulée depuis la solidification jusqu'à la température ambiante. De plus, la contrainte de traction générée pendant la coulée dépasse la résistance à la rupture de la pièce coulée, ce qui entraîne une concentration de contraintes aux points où la forme et la taille de la pièce coulée changent.
Causes
- Mauvaise conception du système de structure de coulée, épaisseur de paroi inégale de la coulée, entraînant une contrainte de retrait causée par les changements de température.
- Mauvaise conception de la colonne montante de coulée, entravant directement le retrait de la coulée.
- Refroidissement non uniforme de la pièce moulée.
- Composition chimique insatisfaisante de l'acier, niveaux élevés d'éléments nocifs tels que le phosphore. Cela augmente la fragilité à froid de l'acier, ce qui le rend sujet à la fissuration à froid.
Solution
Modifier la conception du moulage de précision pour réduire les changements de section importants et empêcher la fissuration à chaud.
2.Trou de gaz
Des trous de gaz se forment pendant le processus de refroidissement lorsque la plupart des matériaux liquides peuvent contenir une quantité importante de gaz dissous. Lorsque le métal se solidifie, le gaz est libéré, créant potentiellement des bulles à la surface ou dans les régions internes de la pièce moulée. Ces bulles forment des vides circulaires ou des cavités sur le moulage solide. Généralement, il existe trois types de pores de coulée : les trous d'épingle, les pores souterrains et les soufflures.
Trous d'épingle: Comme son nom l'indique, ce sont de petits pores semblables à des trous d'épingle qui sont visibles à l'œil nu et apparaissent généralement sur ou sous la surface du moulage.
Pores du sous-sol: Ce sont des vides plus grands que les trous d'épingle, situés à l'intérieur de la pièce moulée et difficilement détectables jusqu'à ce que la pièce moulée subisse un traitement supplémentaire. Des techniques d'analyse telles que les tests par ultrasons, l'inspection par particules magnétiques ou l'examen aux rayons X sont nécessaires pour les identifier.
Évents: Ce sont des pores qui apparaissent à la surface du moulage et qui sont facilement repérables.
Causes
- Mauvais échappement dans le moule et le noyau eux-mêmes.
- Mauvaise qualité du matériau de revêtement du moule, entraînant un mauvais échappement.
- Rouille à la surface de la cavité du moule, nettoyage insuffisant.
- Séchage insuffisant du moule et du noyau.
- La température de préchauffage insuffisante du moule de coulée, provoquant un refroidissement rapide du métal en fusion à travers le système de porte.
Solutions
- Un bon préchauffage du moule avant la coulée assure une bonne respirabilité du revêtement.
- Stocker les matières premières dans un endroit aéré et sec et les préchauffer avant utilisation.
- Augmentez la perméabilité du sable : plus le sable est grossier, plus la perméabilité est élevée.
- Stockez le moule et le noyau dans un endroit sec pour éviter la rouille.
- Éviter les températures de coulée trop élevées.
3.Inclusion
L'inclusion est un défaut préjudiciable car elle augmente le stress et réduit la résistance des pièces moulées. Les inclusions peuvent résulter de la présence de particules étrangères dans la coulée, généralement des matériaux non métalliques tels que des scories de four, des scories de fondant ou des scories d'oxyde métallique. Ces inclusions se manifestent par de petites dépressions rondes, angulaires ou irrégulières qui peuvent être clairement ou indistinctement visibles dans les moulages.
Causes
- Procédés de fusion et de coulée d'alliages.
- Fissures dans les moules en cire au cours des premières étapes de la coulée, permettant à des fragments de céramique de pénétrer dans la cavité du moule.
- Dans le moulage au sable, le métal pénètre dans le moule en sable.
Solutions
- Mettez en œuvre un processus de fusion d'alliage et une technique de coulée bien conçus pour éviter les problèmes ultérieurs.
- Avant la coulée, inspectez les moules en cire à la recherche d'objets étrangers et retirez les particules de scories du métal en fusion.
- Sélectionnez les fondants appropriés.
- Nettoyez les moules ou utilisez différents systèmes de moulage.
4. Renflement
Le renflement est l'un des défauts de moulage les plus courants, caractérisé par des saillies indésirables telles que des bosses et des surfaces rugueuses. Lorsque l'épaisseur de la surface de coulée dépasse les dimensions requises, cela peut entraîner des changements dimensionnels dans le produit final. Ceci peut être identifié en augmentant progressivement l'épaisseur de la paroi de coulée.
Causes
- Noyau instable ou serrage incorrect du moule entraînant une déformation de la pièce coulée.
- Vitesses de solidification différentielles dans différentes sections.
Solutions
- Les pièces moulées en aluminium peuvent être redressées entre les processus de trempe et de vieillissement.
- Le traitement thermique peut éliminer les contraintes résiduelles dans les composants en fonte.
5.Rétrécissement
Le métal se contracte pendant la solidification, mais une contraction inégale peut entraîner des formes déformées ou des vides internes dans les pièces moulées.
Il existe trois types:
- Retrait ouvert: Apparaît à la surface de la coulée. Lorsque le métal se contracte de manière inégale, des dépressions ou des cavités à la surface du métal peuvent aspirer l'air du moule.
- Retrait fermé : Cela apparaît comme des vides internes dans le moulage. Lorsqu'un métal liquide refroidit plus rapidement que d'autres matériaux, il subit un retrait, également appelé porosité de retrait. Certains vides angulaires ne peuvent être observés qu'au microscope.
- Gauchissement: Modifications de la taille et de la forme de la pièce moulée pendant ou après la solidification, entraînant une contrainte dans le métal et provoquant une flexion.
Solutions
- Fournir suffisamment de métal en fusion pour éviter la formation de vides dus à la contraction. Vous pouvez également utiliser des matériaux à haute conductivité thermique pour le moule afin d'augmenter la vitesse de refroidissement du métal en fusion.
- Utilisez des systèmes de porte et de coulée avec des colonnes montantes pour fournir le métal fondu uniformément dans le moule.
- Élargissez les sections étroites de l'épaisseur du moule pour garantir qu'une quantité suffisante de métal liquide atteigne les parties plus épaisses.
Techniques de contrôle de la qualité et d'inspection pour les pièces moulées à la cire perdue
Un contrôle de haute qualité du processus de coulée et des techniques d'inspection qualifiées sont deux facteurs clés pour garantir la production de pièces moulées de haute qualité. Il y a plusieurs étapes impliquées, dont chacune est critique.
Voici quelques techniques couramment utilisées dans l'industrie :
- Inspection du modèle de cire: La première étape consiste à inspecter les modèles en cire utilisés pour créer les moules pour le moulage à la cire perdue. Les modèles sont vérifiés pour tout défaut, tel que des fissures, des vides ou des inexactitudes dimensionnelles.
- Inspection du moule de carapace: Une fois les modèles en cire recouverts d'un matériau de coque en céramique, les moules sont inspectés pour détecter des défauts tels que des fissures, des variations d'épaisseur de coque ou toute autre irrégularité pouvant affecter la qualité de la coulée.
- Vérification du préchauffage: Avant de verser le métal en fusion dans le moule, la coque est préchauffée pour éliminer toute humidité ou cire résiduelle. Le processus de préchauffage est soigneusement surveillé pour s'assurer que les paramètres de température et de temps appropriés sont respectés.
- Surveillance de la coulée et de la solidification: Pendant le processus de coulée, la coulée du métal en fusion dans le moule est surveillée pour maintenir une température et une vitesse de coulée appropriées. De plus, le processus de solidification est observé pour identifier tout défaut potentiel comme le retrait, la porosité ou les inclusions.
- Contrôle dimensionnel: Une fois la pièce coulée refroidie et la coque retirée, un contrôle dimensionnel est effectué pour vérifier que le produit final respecte les tolérances et les dimensions spécifiées. Des techniques telles que les machines de mesure de coordonnées (CMM), le balayage laser ou les jauges peuvent être utilisées pour des mesures précises.
- Inspection visuelle: Une inspection visuelle est effectuée pour identifier les défauts de surface, tels que les fissures, les piqûres, les problèmes de finition de surface ou toute autre imperfection visuelle pouvant affecter l'esthétique ou l'intégrité structurelle du moulage.
- Essais non destructifs (CND): Les techniques CND sont utilisées pour détecter les défauts internes sans endommager la pièce moulée. Les méthodes CND courantes comprennent les tests radiographiques (rayons X ou rayons gamma), les tests par ultrasons, l'inspection par particules magnétiques ou l'inspection par ressuage.
- Essais mécaniques: Divers tests mécaniques sont effectués pour évaluer les propriétés mécaniques des pièces moulées, telles que la résistance à la traction, la dureté, la résistance aux chocs ou les propriétés de fatigue. Ces tests permettent de garantir l'adéquation de la pièce moulée à l'application prévue.
- Analyse chimique: Une analyse chimique est effectuée pour vérifier la composition du métal utilisé dans la coulée. Cela garantit que l'alliage et les propriétés chimiques corrects sont maintenus conformément aux spécifications.
- Documentation et traçabilité: Tout au long du processus d'inspection, des enregistrements détaillés sont conservés pour documenter chaque étape et assurer la traçabilité. Cela comprend l'enregistrement des résultats d'inspection, des certifications, de la traçabilité des matériaux et de toutes les mesures correctives prises.
Il convient de noter que les techniques de contrôle qualité spécifiques peuvent varier en fonction de l'industrie, de l'application et des exigences du client. Il est essentiel de suivre les normes et directives établies de l'industrie, telles que celles établies par ASTM International ou d'autres organisations compétentes, pour garantir la qualité et l'intégrité des pièces moulées à la cire perdue.
Conclusion
Le moulage à la cire perdue implique un processus complexe dans lequel des erreurs se produiront inévitablement. Tant que le contrôle technique de chaque maillon sera renforcé, l'apparition de défauts de coulée sera définitivement réduite. Prenez activement les solutions correspondantes après l'apparition du défaut.
At Easiahome, nous fournissons une assurance qualité à tous nos clients. Notre processus de moulage utilise des méthodes d'inspection strictes pour garantir que les pièces respectent des normes de qualité élevées à chaque étape.
