Processus de moulage sous pression de pièces moulées sous pression
Le moulage sous pression traditionnel se compose principalement de quatre étapes, également appelées moulage sous pression à haute-pression. Ces quatre étapes comprennent la préparation du moule, le remplissage, l'injection et l'élimination du sable, qui constituent la base de divers processus de moulage sous pression modifiés. Pendant la préparation, du lubrifiant est pulvérisé dans la cavité du moule. En plus d'aider à contrôler la température du moule, le lubrifiant facilite également le démoulage de la pièce moulée. Ensuite, le moule est fermé et le métal en fusion est injecté dans le moule sous haute pression, allant d'environ 10 à 175 MPa. Une fois le métal en fusion rempli, la pression est maintenue jusqu'à ce que la pièce coulée se solidifie. Ensuite, un éjecteur expulse toutes les pièces moulées. Puisqu'un moule peut avoir plusieurs cavités, plusieurs pièces moulées peuvent être produites dans chaque processus de coulée. Le processus d'élimination du sable consiste à séparer les résidus, notamment les portes du moule, les canaux, les carottes et les bavures. Ce processus est généralement réalisé en pressant la pièce moulée avec une matrice de finition spéciale. D'autres méthodes d'élimination du sable comprennent le sciage et le meulage. Si la carotte est fragile, la pièce moulée peut être directement brisée, économisant ainsi du travail. Les portes de moule en excès peuvent être réutilisées après la fusion.
L'injection à haute-pression permet un remplissage extrêmement rapide du moule, permettant au métal en fusion de remplir complètement le moule avant qu'une pièce ne se solidifie. Cela évite les discontinuités de surface, même dans les sections à parois minces- difficiles à remplir. Cependant, cela conduit également à un piégeage de l'air, car il est difficile pour l'air de s'échapper lors d'un remplissage rapide du moule. Ce problème peut être atténué en plaçant des évents sur la ligne de joint, mais même avec des processus très précis, la porosité peut rester au centre de la pièce coulée. La plupart des pièces moulées sous pression peuvent réaliser des structures qui ne peuvent pas être complétées par la coulée via un usinage secondaire, tel que le perçage et le polissage.
Après enlèvement du sable, les défauts peuvent être inspectés. Les défauts les plus courants incluent un remplissage incomplet (ne remplissant pas complètement le moule) et des points froids. Ces défauts peuvent être causés par une température insuffisante du moule ou du métal en fusion, des impuretés dans le métal, des évents insuffisants ou un excès de lubrifiant. D'autres défauts incluent la porosité, les cavités de retrait, les fissures chaudes et les traces d'écoulement. Les traces d'écoulement sont des traces laissées sur la surface de coulée par des défauts de grille, des angles vifs ou un excès de lubrifiant.
Les lubrifiants à base d'eau-, également appelés émulsions, sont le type de lubrifiant le plus couramment utilisé pour des raisons de santé, d'environnement et de sécurité. Contrairement aux lubrifiants à base de solvant-, les lubrifiants à base d'eau- ne laissent pas de sous-produits dans les pièces moulées si les minéraux sont éliminés à l'aide de processus appropriés. Un traitement inapproprié de l'eau peut entraîner des défauts de surface et des discontinuités dans les pièces moulées. Il existe quatre principaux types de lubrifiants à base d'eau : -huile infusée d'eau, -eau infusée d'huile, semi-synthétiques et synthétiques. Les lubrifiants à base d'huile infusés d'eau sont les meilleurs car, pendant la lubrification, l'eau s'évapore et refroidit la surface du moule, facilitant ainsi le démoulage.
Les huiles pouvant être utilisées comme lubrifiants comprennent les huiles lourdes, les graisses animales, les graisses végétales et les graisses synthétiques. Les huiles résiduelles lourdes ont une viscosité élevée à température ambiante mais forment un film mince aux températures élevées du moulage sous pression. L'ajout d'autres substances aux lubrifiants peut contrôler la viscosité et les propriétés thermiques de l'émulsion. Ces substances comprennent le graphite, l'aluminium et le mica. D'autres additifs chimiques peuvent empêcher la poussière et l'oxydation. Des émulsifiants peuvent être ajoutés aux lubrifiants à base d'eau-, permettant ainsi aux lubrifiants à base d'huile-d'être ajoutés à l'eau ; ceux-ci incluent le savon, l’alcool et l’oxyde d’éthylène.
Il y a longtemps, les lubrifiants à base de solvants-généralement utilisés incluaient le diesel et l'essence. Ils facilitent le retrait du moulage ; cependant, de petites explosions se produisent lors de chaque processus de moulage sous pression-, entraînant une accumulation de carbone sur les parois de la cavité du moule. Les lubrifiants à base de solvant-sont plus uniformes que les lubrifiants à base d'eau-.
