Moulage en coquille

Moulage en coquille

Constitution d’une coquille

Le corps : Composé le plus souvent d’une semelle portant deux chapes, séparées par des joints verticaux aux surfaces finement striées tirages d’air (évents). Il comprend, outre la forme en creux de la pièce à réaliser, les canaux de coulée et les masselottes .
Les noyaux : sont employés pour obtenir le contour intérieur de la pièce. Ils sont placés dans le moule. Le moulage avec noyau s’impose lorsque les pièces présentent des évidements qu’il serait difficile ou même impossible d’obtenir par moulage au naturel. Le noyau est réalisé en sable autosiccatif, dans un moule appelé boite à noyau.
Préalablement chauffées à 200-350°C (selon le matériau coulé) afin d’éviter que le métal ne se fige trop rapidement, elles sont placées sur une table inclinable pour l’introduction du métal par basculement, et le redressement en fin de remplissage.
Remarque : Le chauffage doit parfois être poursuivi pendant la coulée par brûleurs ou rampe à gaz. Afin d’éviter tout choc thermique des 2 parties du moule, ce dernier est chauffé à environ 350°C.

Avantages de moulage de coquille

Rigidité de l’empreinte.
Grande précision dimensionnelle et d’état de surface des éléments moulants.
Conductibilité thermique élevée des mêmes éléments (l’utilisation de noyaux en sable aggloméré est possible, par contre ils ont une conductibilité thermique différente que le reste du moule).
Il en découle donc pour les pièces moulées en coquille :
Un bon état de surface : il faut noter cependant que celui-ci n’est pas la réplique exacte de l’empreinte métallique puisque cette empreinte est recouverte d’un enduit protecteur qui affecte l’état de surface de la pièce.
Des bonnes caractéristiques mécaniques : conséquence de la vitesse de refroidissement et de solidification plus élevée de l’alliage.
Une génération des contraintes résiduelles à l’état brut de coulée qui demandent un traitement thermique de stabilisation de la pièce.
Une grande précision dimensionnelle résultant de la rigidité de la coquille et les moyens d’usinage utilisés pour la fabrication de celle-ci.
Certaines formes habituellement usinées sont obtenues brutes de moulage comme les trous de fixation et les surfaces d’appui des têtes de vis en particulier. On peut noter aussi une réduction générale des surépaisseurs d’usinage.
Le moulage en coquille ne nécessite que peu d’espace, Il est possible de mécaniser entièrement le procédé grâce à l’utilisation de robots.
D’autres effets positifs de l’automatisation du moulage en coquille sont l’augmentation de la productivité, l’amélioration de la qualité de la coulée et une rentabilité élevée de la production

Poteyage

Le poteyage est un enduit dont on recouvre les surfaces des moules destinées à être en contact avec le métal liquide. En effet malgré le préchauffage des coquilles, leur température avant le remplissage est nettement inférieure à celle du métal en fusion. Lorsque ce dernier pénètre dans l’empreinte la température de celle-ci s’élève brusquement. Durant la solidification de la pièce et son éjection la température de surface baisse. Les variations thermiques sont ainsi considérables en surface, alors que les couches sous-jacentes ont des variations bien plus amorties. Les couches superficielles, bridées par les couches internes, supporte une succession de contraintes de compression et de traction pouvant être importantes. Réduire ces contraintes sera le premier rôle demandé aux poteyages .
Son rôle se présente sous quatre aspects :
– Protection de la coquille
– Ajustement du refroidissement.
– Amélioration de l’état de surface.
– Lubrification et agent de démoulage.

Composition des produits de poteyage

La composition chimique des poteyages évolue encore fortement pour s’adapter à des exigences de qualité et de productivité sans cesse accrues, mais aussi sous la pression de préoccupations environnementales.
Si les poteyages graphités ont été utilisés jusque dans les années 1970, ils présentaient de nombreux inconvénients (encrassement, dépôts, problèmes environnementaux et de conditions de travail). On leur préfère aujourd’hui des poteyages miscibles à l’eau et sans pigments qui se composent essentiellement de substances organiques et synthétiques qui sont décomposées et craquées lors du contact avec l’aluminium. Les produits de poteyage sont composés de nombreux corps que l’on peut regrouper en deux catégories :
les éléments de bases et les additifs.
Outre les éléments de base, les produits de poteyage sont constitués de nombreux additifs, agents tensioactifs, bactéricides, produit anticorrosion, qui leur confère des propriétés particulières. Les agents mouillants sont des produits du type tensio-actifs qui améliorent la capacité du produit à s’étendre sur le moule. Ils sont à base de composés d’acides gras et favorisent la formation et la cohésion d’un film à la surface du moule, même à des températures élevées. Les émulsifiants, quant-à-eux, favorisent la formation et la conservation de l’émulsion. Ils sont à base de sulfonâtes, esters d’acides gras ou d’alcools. Les stabilisants évitent la floculation et l’agglomération des particules fines dans les cuves. Les bactéricides, appelés aussi biocides, protègent les poteyages contre les micro-organismes, ou du moins retardent et limitent la prolifération bactérienne, responsable de la dégradation rapide des propriétés du poteyage.

Echelles de température

La plus ancienne est l’échelle centésimale (1742), attribuant arbitrairement les valeurs 0 et 100 degrés à la glace fondante et à l’eau bouillante, sous la pression atmosphérique normale.
La température ainsi définie dépendant du phénomène choisi (la dilatation d’un fluide) pour constituer le thermomètre étalon, on utilise de préférence l’échelle Celsius, définie à partir de l’échelle Kelvin par : T (°C) = T(K)-273,15
Cette dernière échelle, qui est celle du système international, ne dépend d’aucun phénomène particulier et définit donc des températures absolues. Le zéro absolu (-273,15 °C) a pu être approché à quelques millionièmes de degrés près. Les phénomènes physiques qui se manifestent aux très basses températures connaissent d’importantes applications (supraconductivité). Dans le domaine des hautes températures, les torches à plasma permettent d’atteindre 50 000 K et les lasers de grande puissance utilisés pour les recherches sur la fusion nucléaire contrôlée donnent, pendant des temps très brefs, des températures dépassant 100 millions de degrés.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Procédés de fabrication
I.1 Introduction
I.2 Organigramme des procédés de fabrication
I.3 Moulage
I.4 Moulage en moule non permanent
I.4.1 Moulage en sable
I.4.2 Moulage en carapace
I.4.3 Moulage à la cire perdue
I.5 Moulage en moule permanent
I.5.1 Moulage en coquille
I.5.1.1 Moulage par gravité
I.5.1.2 Moulage sous pression
I.5.2 Moulage par centrifugation
I.5.3 Coulée continue (Lingotière)
Chapitre II : Moulage en coquille
II.1 Introduction
II.2 Définitions
II.3 Principe du procédé
II.4 Constitution d’une coquille
II.5 Avantages de moulage de coquille …
II.6 Poteyage
II.6.1 Différents types de poteyage
II.6.2 Utilisations
II.6.3 Composition des produits de poteyage
II.6.4 Mise en œuvre du poteyage
II.6.5 Principaux types de distribution du poteyage
II.6.6 Paramètres de l’opération de poteyage
Chapitre III : Mesure de la température
III.1 Introduction
III.2 Température
III.2.1 Généralités
III.2.2 Echelles de température
III.2.3 Méthodes de mesure de température
III.3 Mesure de la température
III.3.1 Mesure par contact physique
III.3.1.1 Détecteurs ou thermomètres à dilatation
III.3.1.2 Capteurs ou thermomètres électriques
III.3.1.3 Thermocouple
III.3.2 Mesure sans contact physique
III.3.2.1 Pyromètre optique
III.3.2.2 Caméra thermique
III.4 Modes de transfert thermique
III.4.1 Conduction
III.4.2 Convection
III.4.3 Rayonnement
III.4.4 Emissivité des matériaux
III.5 Domaine infrarouge et son système de mesure
III.5.1. Cible
III.5.1.1 Spectre électromagnétique
III.5.1.2 Corps Noir
III.5.2 Environnement
III.5.3 Détecteurs
III.5.4 Affichage et interface
III.6 Caméra thermique
III.6.1 Principe
III.6.2 Fonctionnement
III.6.3 Types de caméra thermique (CT)
Chapitre IV : Etude expérimentale
IV.1 Introduction
VI.2 Généralités
IV.3 Définition d’un four
IV.4 Fonctionnement
IV.5 Différents types de fours
IV.6 Description
IV.7 Matériels utilisés
IV.8 Expérimentation
IV.9 Préparation des pièces
IV.9.1 Opération d’usinage
IV.9.2 polissage
IV.9.3 Dureté
Chapitre VI : Résultats et discussions
V.1 Introduction
V.2 Carte thermique de la coulée
V.3 Evolution de la température au cours de refroidissement
V.3.1 Refroidissement a l’air libre
V.3.2 Moule fermé avec une brique réfractaire
V.3.3 le moule est fermé avec une pièce cylindrique en acier
V.3.4 moule potéyé ferme avec une brique réfractaire
V.4 comparaison du refroidissement de la pièce moulée
V.5 Dureté
Conclusion Générale et perspectives