Guide des procédés, des matériaux et de la conception de la fonderie sous pression

La technologie de la coulée sous pression: une exploration approfondie

Imaginez les composants métalliques de précision sous le capot de votre voiture ou les pièces complexes des appareils électroménagers.La réponse se trouve probablement dans un procédé de coulée sous pression, qui permet de former des métaux efficacement.En tant que méthode de traitement des métaux cruciale, la coulée sous pression joue un rôle central dans la fabrication moderne.sélection des matériaux, et une analyse complète de ses avantages et de ses limites.

Vue d'ensemble du processus de coulée sous pression

La coulée sous pression est un procédé de fabrication où le métal fondu est injecté dans une cavité du moule sous pression et solidifie pour former la forme désirée.La coulée sous pression peut être classée en deux types principaux: coulée sous pression (PDC) et coulée sous gravité (GDC).

Pour les appareils de traitement des déchets, les caractéristiques suivantes sont utilisées:

Le métal fondu est injecté dans la cavité du moule sous haute pression, ce qui permet la production de composants aux géométries complexes et aux dimensions précises.

Pour la fabrication de produits à base d'aluminium ou d'aluminium

Le métal fondu s'écoule dans des cavités de moule préchauffées sous la force gravitationnelle, adapté à la production de composants relativement simples et plus grands.

Détails du procédé de coulée sous pression sous pression (PDC)

La coulée sous pression utilise la force pour injecter du métal fondu dans les moules.Cette méthode peut être subdivisée en coulée sous pression en chambre froide et en chambre chaude basée sur des techniques de fusion des métaux et des mécanismes de pression..

Coulée sous pression à la chambre froide

Flux de processus:Le métal est fondu dans un four séparé avant d'être mis dans le cylindre d'injection de la machine de coulée, puis un piston force le métal fondu dans la cavité du moule sous haute pression.Après solidification, le moule s'ouvre pour éjecter la coulée.

Matériaux:Principalement utilisé pour les métaux à point de fusion plus élevé qui pourraient réagir avec des composants de machines, y compris des alliages d'aluminium, de magnésium et de cuivre.

Plage de pression:Généralement entre 14 MPa et 140 MPa, selon la taille, la géométrie et le matériau de la pièce.

Coulée sous pression à la chambre chaude

Flux de processus:Le four de fusion est intégré au mécanisme d'injection et le métal fondu est aspiré directement dans la chambre d'injection avant d'être forcé à travers un col de poule dans la cavité du moule.

Matériaux:Principalement pour les métaux à bas point de fusion comme le zinc, l'étain et les alliages de plomb.

Plage de pression:Généralement compris entre 7 et 35 MPa.

Détails du procédé de coulée sous pression par gravité (GDC)

Également connu sous le nom de moulage permanent, le GDC utilise la gravité pour remplir les cavités du moule.

Flux de processus:Les moules préchauffés reçoivent le métal fondu par un système de fermeture où la gravité remplit les cavités.

Matériaux:Convient pour divers métaux, notamment l'aluminium, le magnésium, le cuivre, le zinc, les alliages de fer et l'acier.

Étapes du procédé de coulée sous pression

1. Fusion des métaux: les matières premières sont liquéfiées pour être coulées
2. Préchauffage du moule (le cas échéant): améliore la qualité de la coulée
3. Injection de métal: remplissage des cavités du moule sous pression ou par gravité
4. Solidification: Le métal est refroidi et durci.
5. Éjection: ouverture du moule pour enlever la coulée, nécessitant souvent un post-traitement

Sélection du matériau pour la coulée sous pression

• autres alliages d'aluminium:Excellente capacité de coulée, résistance et résistance à la corrosion (par exemple, ADC12, A380, A360)
• autres alliages de magnésium:Poids léger et résistance élevée (par exemple, AZ91D, AM60B)
• autres alliages de zinc:Une étanchéité et une finition de surface supérieures (par exemple, Zamak 3, Zamak 5)
• autres alliages de cuivre:Excellente conductivité et résistance à la corrosion (par exemple, laiton, bronze)
• autres métaux:Alliages de nickel, de fer et de plomb pour la coulée par gravité

Considérations de conception pour les moulages sous pression

• Complicité géométrique:PDC s'adapte à des conceptions complexes tandis que GDC convient à des structures plus simples
• Tolérance dimensionnelle:Le PDC obtient des tolérances plus serrées (0,8-2,5 mm) par rapport au GDC (0,8-1,5 mm)
• Les lignes de séparation:Affecter l'apparence et la précision dimensionnelle
• Angles de tirage:Faciliter l'éjection des pièces des moules
• Les côtes de renforcement:Améliorer l'intégrité structurelle
• Pâtes de viandeRéduire les concentrations de stress en éliminant les coins tranchants

Analyse économique de la coulée sous pression

• Taux de production:PDC produit des centaines de pièces/heure contre quelques pièces/heure de GDC
• Coûts des outils:Les moules PDC sont complexes et coûteux; les moules GDC sont plus simples
• Temps de réalisation:La PDC nécessite généralement des mois pour l'outillage; la GDC des semaines
• Coût global:Le GDC offre des coûts modérés plus bas; le PDC implique un investissement important

Considérations de qualité dans la coulée sous pression

• Porosité:Défectuosité fréquente du PDC, en particulier dans les sections épaisses, réduisant la résistance
• Propriétés mécaniques:Le GDC produit généralement des pièces plus résistantes que la microstructure à refroidissement rapide du PDC

Avantages et limites de la coulée sous pression

Les avantages

• Efficacité de production élevée
• Excellente précision dimensionnelle
• Finition de surface supérieure
• Des géométries complexes sont possibles (notamment PDC)

Les limites

• Propriétés mécaniques relativement inférieures
• Sensibilité à la porosité
• Déchets de matériaux provenant de systèmes de portes
• Des coûts d'outillage élevés limitant la faisabilité des petits lots

Applications industrielles de la coulée sous pression

• Automobile:Composants du moteur, de la transmission, du châssis et de la carrosserie
• Aérospatiale:Pièces de moteur, composants de cellule, train d'atterrissage
• électronique:autres appareils pour la fabrication de chauffages
• Appareils électriques:Parties de moteurs
• Autres secteurs:Machines, bâtiments, appareils médicaux

En résumé, la coulée sous pression représente une technologie vitale de formage des métaux offrant une productivité, une précision et une qualité de surface élevées.Les propriétés mécaniques peuvent être compromises et la porosité reste un défiLa sélection entre les méthodes de coulée sous pression nécessite une évaluation minutieuse des exigences de la pièce, des matériaux, des coûts de production et des délais pour déterminer l'approche de fabrication optimale.