Description, raisons et remèdes des défauts courants du moulage au sable

Il existe de nombreuses raisons pourdéfauts de moulage au sableen vraiprocessus de moulage au sable. Mais on peut en trouver les raisons exactes en analysant les défauts intérieurs et extérieurs. Toute irrégularité dans le processus de moulage provoque des défauts dans les pièces moulées qui peuvent parfois être tolérés. Habituellement, les défauts de moulage au sable peuvent être éliminés grâce à des méthodes appropriées de fixation ou de réparation du moule telles que le soudage et la métallisation. Ici, dans cet article, nous essayons de donner quelques descriptions des défauts courants du moulage au sable afin d'en trouver les raisons et les remèdes en conséquence.

Voici les principaux types de défauts susceptibles de se produiremoulages en sable:
i) Défauts de gaz

ii) Cavités de retrait

iii) Défauts du matériau de moulage

iv) Coulage des défauts métalliques

v) Défauts métallurgiques

 

1. Défauts de gaz

Les défauts de cette catégorie peuvent être classés en coups de soufflage et de coups ouverts, inclusion d'air et porosité des trous d'épingle. Tous ces défauts sont provoqués dans une large mesure par la plus faible tendance du moule à laisser passer les gaz, qui peut être due à une faible ventilation, à une faible perméabilité du moule et/ou à une mauvaise conception de la pièce moulée. La plus faible perméabilité du moule est, à son tour, causée par une granulométrie plus fine du sable, une teneur plus élevée en argile, une humidité plus élevée ou par un pilonnage excessif des moules.

Trous de soufflage et coups ouverts
Ce sont les cavités sphériques, aplaties ou allongées présentes à l’intérieur de la pièce moulée ou en surface. En surface, on les appelle des coups ouverts et à l'intérieur, on les appelle des trous de soufflage. En raison de la chaleur du métal en fusion, l'humidité est transformée en vapeur, dont une partie, une fois emprisonnée dans la pièce moulée, finit sous forme de coup ou de coups ouverts lorsqu'elle atteint la surface. Outre la présence d’humidité, ils se produisent en raison d’une ventilation plus faible et d’une perméabilité plus faible du moule. Ainsi, dans les moules en sable vert, il est très difficile de se débarrasser des trous de soufflage, à moins de prévoir une ventilation appropriée.

Inclusions d'air
Les gaz atmosphériques et autres absorbés par le métal en fusion dans le four, dans la poche et pendant l'écoulement dans le moule, s'ils ne sont pas autorisés à s'échapper, seraient piégés à l'intérieur de la pièce moulée et l'affaibliraient. Les principales raisons de ce défaut sont les températures de coulée plus élevées qui augmentent la quantité de gaz absorbée ; une mauvaise conception du point d'injection, comme des carottes droites dans un point d'injection sans pression, des courbures brusques et d'autres pratiques provoquant des turbulences dans le point d'injection, qui augmentent l'aspiration d'air et, finalement, la faible perméabilité du moule lui-même. Les solutions consisteraient à choisir la température de coulée appropriée et à améliorer les pratiques de déclenchement en réduisant les turbulences.

Porosité des trous d'épingle
Ceci est dû à l'hydrogène présent dans le métal en fusion. Cela pourrait avoir été capté dans le four ou par la dissociation de l'eau à l'intérieur de la cavité du moule. Au fur et à mesure que le métal fondu se solidifie, il perd de la température, ce qui diminue la solubilité des gaz, expulsant ainsi les gaz dissous. L'hydrogène, en quittant le métal en train de se solidifier, provoquerait des trous d'épingle de très petit diamètre et de longs trous indiquant le chemin de fuite. Ces séries de trous d'épingle provoquent des fuites de fluides sous des pressions de fonctionnement élevées. La principale raison en est la température de coulée élevée qui augmente la captation du gaz.

Cavités de retrait
Celles-ci sont causées par le retrait du liquide se produisant lors de la solidification de la pièce coulée. Pour compenser cela, une alimentation appropriée en métal liquide est nécessaire, ainsi qu'une conception de coulée appropriée.

2. Défauts du matériau de moulage

Cette catégorie comprend les défauts provoqués par les caractéristiques des matériaux de moulage. Les défauts pouvant être classés dans cette catégorie sont les coupures et les lavages, la pénétration du métal, la fusion, le coulure, les queues de rat et les boucles, le gonflement et la chute. Ces défauts surviennent essentiellement parce que les matériaux de moulage ne possèdent pas les propriétés requises ou en raison d'un pilonnage inapproprié.

Coupes et lavages
Celles-ci apparaissent sous la forme de points rugueux et de zones d'excès de métal et sont causées par l'érosion du sable de moulage par le métal en fusion qui s'écoule. Cela peut être dû au fait que le sable de moulage n'a pas assez de résistance ou que le métal en fusion s'écoule à grande vitesse. Il est possible de remédier au premier problème en choisissant correctement le sable de moulage et en utilisant une méthode de moulage appropriée. Ce dernier problème peut être résolu en modifiant la conception des portes pour réduire les turbulences dans le métal, en augmentant la taille des portes ou en utilisant plusieurs portes d'entrée.

Pénétration du métal
Lorsque le métal en fusion pénètre dans les espaces entre les grains de sable, la surface de coulée est rugueuse. La principale raison en est que soit la granulométrie du sable est trop grossière, soit aucun produit de lavage n'a été appliqué dans la cavité du moule. Cela peut également être dû à des températures de coulée plus élevées. Le choix d'une granulométrie appropriée, ainsi qu'un lavage de moule approprié, devraient permettre d'éliminer ce défaut.

Fusion
Ceci est dû à la fusion des grains de sable avec le métal en fusion, donnant un aspect cassant et vitreux à la surface de coulée. La principale raison de ce défaut est que l'argile contenue dans le sable de moulage est moins réfractaire ou que la température de coulée est trop élevée. Le choix d’un type et d’une quantité appropriés de bentonite permettrait de remédier à ce défaut.

S'épuiser
Un coulure se produit lorsque le métal en fusion s'échappe du moule. Cela peut être dû soit à une fabrication défectueuse du moule, soit à un flacon de moulage défectueux.

Queues et boucles de rat
La queue de rat est causée par la rupture de compression de la peau de la cavité du moule en raison de la chaleur excessive dans le métal en fusion. Sous l'influence de la chaleur, le sable se dilate, déplaçant ainsi la paroi du moule vers l'arrière et, lorsque la paroi cède, la surface de coulée peut être marquée par une petite ligne, comme le montre la figure. , la surface de coulée peut comporter un certain nombre de petites lignes qui s'entrecroisent. Les boucles sont des queues de rat qui sont sévères. La principale cause de ces défauts est que le sable de moulage a de mauvaises propriétés d'expansion et de résistance à chaud ou que la chaleur dans le métal coulé est trop élevée. De plus, le sable de parement appliqué ne contient pas suffisamment de matière carbonée pour fournir l'effet d'amortissement nécessaire. Le choix approprié des ingrédients du sable de parement et la température de coulée sont les mesures permettant de réduire l'incidence de ces défauts.

Gonfler
Sous l'influence des forces métallostatiques, la paroi du moule peut reculer provoquant un gonflement des dimensions de la pièce coulée. En raison de la houle, les besoins alimentaires des lancers augmentent, ce qui doit être pris en compte par le bon choix des colonnes montantes. La cause principale en est la mauvaise procédure de fabrication des moules adoptée. Un bon pilonnage du moule devrait corriger ce défaut.

Baisse
La chute de sable de moulage en vrac ou de morceaux normalement de la surface du chape dans la cavité du moule est responsable de ce défaut. Ceci est essentiellement dû à un mauvais pilonnage du flacon à copeaux.

3. Verser les défauts métalliques

Erreurs de fonctionnement et arrêts à froid
Un mauvais fonctionnement se produit lorsque le métal est incapable de remplir complètement la cavité du moule et laisse ainsi des cavités non remplies. Un arrêt à froid se produit lorsque deux flux de métal, alors qu'ils se rencontrent dans la cavité du moule, ne fusionnent pas correctement, provoquant ainsi une discontinuité ou un point faible dans la pièce moulée. Parfois, une condition conduisant à des fermetures à froid peut être observée lorsqu'aucun angle vif n'est présent dans un moulage. Ces défauts sont causés essentiellement par la moindre fluidité du métal en fusion ou par le fait que l'épaisseur de section de la pièce coulée est trop faible. Ce dernier problème peut être corrigé par une conception de moulage appropriée. Le remède disponible consiste à augmenter la fluidité du métal en modifiant la composition ou en augmentant la température de coulée. Ce défaut peut également être provoqué lorsque la capacité d'évacuation de la chaleur est augmentée, comme dans le cas de moisissures en sable vert. Les pièces moulées présentant un rapport surface/volume élevé sont plus susceptibles d'être sujettes à ces défauts. Ce défaut se produit également dans les moules qui ne sont pas correctement ventilés en raison de la contre-pression des gaz. Les solutions améliorent essentiellement la conception du moule.

Inclusions de scories
Pendant le processus de fusion, un flux est ajouté pour éliminer les oxydes et impuretés indésirables présents dans le métal. Au moment de la coulée, les scories doivent être correctement retirées de la poche, avant que le métal ne soit coulé dans le moule. Sinon, toute scorie pénétrant dans la cavité du moule affaiblira la pièce moulée et gâchera également la surface de la pièce moulée. Ceci peut être éliminé par certaines méthodes de piégeage des scories telles que les tamis de bassin de coulée ou les extensions de canaux.

4. Défauts métallurgiques.

Larmes chaudes
Étant donné que le métal a une faible résistance à des températures plus élevées, toute contrainte de refroidissement indésirable peut provoquer la rupture de la pièce moulée. La principale cause en est la mauvaise conception du moulage.

Points chauds
Celles-ci sont causées par le refroidissement de la pièce moulée. Par exemple, avec de la fonte grise contenant de petites quantités de silicium, une fonte blanche très dure peut apparaître à la surface refroidie. Ce point chaud va gêner l'usinage ultérieur de cette région. Un contrôle métallurgique et des pratiques de refroidissement appropriés sont essentiels pour éliminer les points chauds.

 

Comme nous l’avons vu dans les paragraphes précédents, les remèdes à certains défauts sont également la cause d’autres. Par conséquent, l’ingénieur de fonderie doit analyser la pièce moulée du point de vue de son application finale et ainsi parvenir à une procédure de moulage appropriée pour éliminer ou minimiser les défauts de coulée les plus indésirables.