B) LA FONDERIE - technofab.fr

1 B) LA FONDERIE B1 : GENERALITES : Le moulage consiste r aliser des pi ces par coul e et solidification d un mat riau, dans une empreinte appel e moule . Cette technique est souvent la plus conomique pour l obtention de produits finis ou semi-fini et pour des pi ces de formes complexes, des s ries de pi ces identiques ou pour des pi ces massives. B1-1 : Le moule : C est l ensemble des l ments appropri s, d limitant l empreinte, et recevant le m tal liquide qui apr s solidification donnera la pi ce. On distingue L empreinte L empreinte Mat riaux Quantit s Moule utilisation unique Sable + agglom rant Obtenue l aide d un mod le, pour les moules en sable. Tous les mat riaux Alliages bas point de fusion Moules permanents m talliques Fa onn e directement dans la masse Pi ces unitaires grande s rie S rie importante B1-2 : Caract ristiques des alliages de FONDERIE : La gamme des mat riaux moulables est tr s tendue, les principaux alliages utilis s sont les fontes, les aciers, les alliages de cuivre, aluminium, zinc, magn sium, plomb, etc.

2 B2 : LE MODELAGE : Le mod le est l appareil utilis pour la r alisation conomique de l empreinte dans le moule. Les principaux facteurs influant sur sa conception sont le nombre de pi ce fabriquer, la pr cision demand e, les dimensions et formes des pi ces, la m thode de moulage et de noyautage choisie. B2-1 : Conception des mod les : Lors de leur r alisation, il convient de tenir compte d un certain nombre de facteurs : B2-1-1 : Le retrait : C est un ph nom ne physique de contraction du m tal ( ou alliage ) lors de sa solidification ( recristallisation ). Sch ma de variations de volume de l acier, depuis l tat liquide Son existence oblige le modeleur pr voir sur le mod le des dimensions sup rieures celles de la pi ce, d environ : - 1,2 2,4% pour les aciers - 1 1,5% pour les fontes - 1,2 1,6% pour les alliages d aluminium et cuivreux B2-1-2 : Les sur paisseurs d usinages : R serves de mati re n cessaires l usinage, elles sont fonction du nombre de passes effectu es et des copeaux minima ( bauche, semi-finition, finition ).

3 B2-1-3 : La d pouille : Inclinaison des parois verticales du mod le ou boite noyaux par rapport au sens de d moulage, elle permet de faciliter l extraction du mod le en moulage sable ou de la pi ce en moulage coquille. Le sens du d moulage est d fini par le plan de joint . B2-1-4 : les cong s : Arrondis de rayon variable qui permet d viter les tensions internes et de faciliter le d moulage. B2-1- : les port es de noyau : Parties rapport es au positif sur les mod les avec noyau pour maintenir, soutenir et positionner ces derniers. M tal liquide dans l empreinte Le m tal commence se solidifier Le m tal est solidifi Le m tal est solide, il se d colle de l empreinte B2-2 : Les noyaux : Parties de moule ex cut es s par ment, les noyaux permettent le plus souvent de m nager des videments dans les pi ces, parfois de faciliter le d moulage.

4 Il comportent toujours deux zones : - l une qui sera en contact avec le m tal liquide et donnera la forme la pi ce. - L autre, en contact avec le sable du moule, sert son positionnement ( port e ). B2-3 : les masselottes : Ce sont des r serves de m tal liquide, m nag es dans les moules, destin es c der du m tal la pi ce pendant sa solidification. Elles permettent, en outre, de localiser les d fauts internes l ext rieur des pi ces, les impuret s remontant en surface. Ce processus se pratique en moulage sable et en coquille. B3 : LES SABLES DE FONDERIE : Les sables utilis s en FONDERIE doivent r pondre un certain nombre d imp ratifs : - Reproduire fid lement la pi ce mod le. - Avoir une surface aussi fine que possible. - Ne pas ce d sagr ger lors de l extraction du mod le. - R sister la temp rature de coul lev du m tal.

5 - R sister l rosion par le m tal liquide, lors de la coul e. - Ne pas s opposer au passage des gaz produits pendant la coul e. - R sister suffisamment au efforts de retrait dum tal. - Permettre un d cochage ais . B3-1 : Composition des sables de FONDERIE : Elle est g n ralement de : - 70 80% de silice => support - 5 15% d argile => agglutinant - 7 10% d eau - 3 5% d impuret s (oxyde de fer, mati res organiques, etc.) Le fait de jouer sur ces pourcentage permet de faire varier les qualit s demand es au sable. B3-2 : Mode d emploi des sables : D signation Proc d Qualit Contrainte Commentaire Moulage vert Pas de s chage du sable avant la coul e. Pi ce pr cises. Risque de trempe superficielle. Proc d conomique. Moulage vert grill Consiste en un s chage superficiel de l empreinte Pr cision acceptable.

6 Risque de trempe att nu e. Duret du moule augment e. Moulage en sable tuv Le moule est pass au four avant utilisation. Pi ces moins pr cises. Pas de risque de trempe superficielle. Prix de revient lev . Empreinte tr s r sistante. B3-3 : Sable noyaux : Obtenue partir de sable blanc auquel on incorpore un agglom rant (huile de lin, collargine, m lasse, etc.), ils sont s ch ou tuv s apr s mise en forme. Il doivent r sister aux efforts et manutention tout en tant facilement d bourrables. Ils doivent avoir une compressibilit suffisante, permettant au retrait du m tal de se manifester normalement sans pour cela trop r sister sous peine de provoquer des tensions voire des criques dans la pi ce. B4 : MOULAGE EN SABLE : B4-1 : Gamme g n rale : Pi ce r aliser avec mod le tel que pi ce - Mise en place du mod le - Remplissage du ch ssis de dessous - Retournement du ch ssis - Saupoudrage du joint - Mise en place du ch ssis de dessus, du mandrin de coul e, des vents, etc.

7 - Remplissage du dessus - Ouverture du moule - Extraction du mod le - R alisation du canal et de la poche de coul e. - remmoulage, puis coul e du m tal liquide. - D cochage - Ebarbage, sablage - Contr le - Traitement thermique ventuel B4-2 : Moulage avec noyaux : Pratiqu lorsque les formes de la pi ce s opposent un moulage avec mod le tel que pi ce ( videments, parties en contre d pouille). Les noyaux sont confectionn s part, et mis en place dans le moule avant le remoulage. B4-2 : Moulage avec chape : Les formes de certaines pi ces pr sentant plusieurs sections minima, n cessitent pour leur moulage, l emploi d un ch ssis suppl mentaire appel chape . Les mod les utilis s doivent tre obligatoirement d montables suivant la section minimum. B4-3 : Moulage avec chape : Ce proc d est utilis pour certains cas particuliers de pi ces pr sentant des partie en contre d pouille (bossage, etc.)

8 Ex : pi ce avec oreilles - emballage du dessous - Retourner le ch ssis et pratiquer une cavit descendant jusqu l oreille qui s oppose au d moulage. - Saupoudrer de talc avant de reboucher avec du nouveau sable. - D moulage du mod le et de la pi ce battue. - Cette derni re sera replac e dans sa cavit lors du remmoulage. B4-4 : Moulage au trousseau : Ce proc d est utilis pour la r alisation de pi ces volumineuses de forme rectiligne, circulaire, curviligne, etc. Le mod le habituel est remplac par un ensemble de planches qui permettent au mouleur d engendrer les surfaces du moule. Economiquement, ce proc d n est applicable que pour un nombre de pi ces limit (r alisation du moule trop longue). Troussage rectiligne Troussage circulaire B5 : MOULAGE MECANIQUE EN SABLE : Il importe, en moulage s rie, que les moules soient : - R alis s le plus rapidement possible Prix.

9 - Rigoureusement semblables Exactitude, tol rances. On utilise cet effet, des machines mouler et des plaques mod les. B5-1 : Machines mouler : Elles permettent d assurer un serrage identique du sable, d un moule l autre, et un d moulage ais . Le proc d de serrage, variable selon les machines, peut tre effectu : - Par pression Appliqu aux moulage de faible hauteur. - Par secousses inconv nient de serrage pratiquement nul la partie sup rieure du moule. - Par vibrations et secousses Serrage efficace. - Par projection Serrage r gulier dans toutes les zones. B5-2 : Les plaques mod les : Confectionn es en bois, pl tre, m tal, plastique selon l importance de la s rie, elles permettent non seulement d obtenir les formes de la pi ce, mais galement la surface du joint (plan de joint) et les l ments de coul e (canal, vents, masselottes).

10 On distingue : - Les plaques mod les simple face Une seule face de la plaque est utilis e - Pi ces dont le joint est en bordure. - Pi ces sym triques. - Les plaques mod les double face Les deux cot s de la plaque porte mod le sont utilis s. - R alisation d un moule complet chaque serrage. - Les plaques mod les r versibles Une seule face de la plaque mod le est utilis e. - R alisation d un demi moule chaque serrage. - Obtention de deux pi ces minimum chaque coul e. B5-3 : Les possibilit s du moulage m canique en sable : Il permet la r alisation de toute pi ce, quelle que soit sa forme, mais il est limit par la capacit des machines ( 4 m2). Les cadences de moulage sont tr s lev es : - 100 200 moules par heure selon dimensions des pi ces. - 400 moules par heure avec plaque mod le double face.