Top 20 des défauts de surface du moulage sous pression (et comment les corriger)

Comprendre et identifier défauts de surface de moulage sous pression constitue un défi majeur en fonderie sous haute pression (HPDC). Si l'objectif est d'obtenir un état de surface impeccable, le procédé repose sur une interaction complexe entre températures élevées, pressions extrêmes, dynamique des fluides du métal en fusion et outillage complexe. Cette complexité fait des imperfections de surface un obstacle fréquent.

L'identification d'un défaut n'est que la première étape. La véritable valeur réside dans la compréhension de sa cause profonde – qu'elle provienne du matériau, des paramètres du procédé ou du moule lui-même – et dans la mise en œuvre d'une solution systématique et efficace.

Ce guide complet détaille 20 des plus courantes défauts de surface de moulage sous pressionSur la base de diagnostics approfondis, nous explorerons le phénomène, les causes principales et les solutions concrètes pour chacun, en fournissant un cadre professionnel pour le dépannage.

Un examen plus approfondi des défauts de surface courants du moulage sous pression

Voici la répartition détaillée de 20 défauts courants, leurs causes et leurs solutions.

1.Flux à froid (Cold Laps)

Qu'est-ce que c'est :

Un défaut de fluage à froid, également appelé « défaut de fluage à froid », est une imperfection de surface caractérisée par des motifs ou des soudures linéaires irréguliers. Il se produit lorsque deux ou plusieurs coulées de métal en fusion, ayant déjà commencé à refroidir et à perdre leur fluidité, se rencontrent dans la cavité du moule sans fusionner complètement. Ces soudures peuvent être des marques superficielles peu profondes et non pénétrantes ou, dans les cas les plus graves, traverser la paroi de la pièce, compromettant ainsi considérablement l'intégrité structurelle de la pièce. Ces zones ont souvent tendance à se fracturer sous l'effet d'une force externe.

Causes communes

• Températures inadéquates : La cause principale est un manque de chaleur. Il peut s'agir d'une température de coulée du métal en fusion trop basse ou d'une température de matrice inférieure à sa plage de fonctionnement optimale.
• Composition de l'alliage : La composition chimique de l'alliage peut être hors spécifications, ce qui entraîne une mauvaise fluidité (par exemple, une faible teneur eutectique).
• Porte et trajet d'écoulement : Un positionnement inapproprié de la porte ou un trajet d'écoulement trop long peuvent entraîner un refroidissement excessif du métal avant le remplissage complet de la cavité. Les flux métalliques contraints de se ramifier et de s'écouler autour de structures complexes sont particulièrement vulnérables.
• Dynamique de remplissage inefficace : Une vitesse de remplissage (vitesse d'injection) trop faible ne garantit pas une fusion optimale. Ce phénomène est souvent aggravé par une mauvaise ventilation, qui emprisonne l'air et empêche les fronts métalliques de se rencontrer.
• Faible pression spécifique : Une pression d'intensification insuffisante (pression spécifique) ne parvient pas à forcer de manière adéquate les deux fronts métalliques de refroidissement ensemble à leur point de rencontre.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifiez les indices visuels : Si la surface de la pièce moulée apparaît sombre, noircie ou présente des motifs d'écoulement tourbillonnants proéminents accompagnant la couture, c'est un indicateur fort de basses températures.

• Solution: Augmenter la température de coulée du métal en fusion et celle du moule de manière appropriée. S'assurer du bon fonctionnement des éléments chauffants du moule.

2. Analyser la fluidité de l'alliage :

• Solution: Vérifiez la composition de l'alliage par rapport aux normes de matériaux. Ajustez l'alliage ou optez pour une nuance offrant une meilleure fluidité si la composition actuelle ne convient pas à la conception de la pièce.

3. Évaluer le déclenchement et le flux : Observez le modèle d’écoulement à froid ; il indiquera presque toujours l’endroit où les flux métalliques se rencontrent.

• Solution: Modifier le système de coulée. Cela peut impliquer de changer l'emplacement de la coulée pour améliorer le chemin de remplissage, d'augmenter sa section ou d'ajouter des trop-pleins et des évents à l'emplacement exact du défaut pour évacuer le métal froid et l'air emprisonné de la cavité.

4. Évaluer la vitesse de remplissage : Si la pièce présente également des signes de ratés ou une finition terne, la vitesse de remplissage est peut-être trop faible.

• Solution: Augmentez la vitesse d'injection haute pression (vitesse de deuxième phase) pour remplir la cavité plus rapidement, garantissant que les flux de métal se rencontrent alors qu'ils sont encore complètement fondus.

5. Vérifier la pression : Si la pièce moulée semble légère ou présente des signes de porosité, la pièce n’est pas dense.

• Solution: Augmenter la pression spécifique (intensification) pour assurer un bon compactage de la pièce moulée et forcer la fusion des fronts métalliques.

2. (Rayures ou traces de frottement)

Qu'est-ce que c'est :

Les déformations, plus communément appelées traces de frottement ou rayures, sont des lignes ou rainures sur la surface de la pièce moulée, orientées parallèlement à la direction d'éjection. Elles sont causées par l'adhérence ou le frottement de la surface de la pièce moulée contre la paroi du moule lors de l'éjection. Dans les cas légers, il s'agit de lignes superficielles (soudure) ; dans les cas graves, elles peuvent se transformer en rainures profondes (grippage).

Causes communes

• Conception de moule : Angle de dépouille insuffisant (conicité) dans la cavité du moule ou sur les noyaux.
• Dommages causés par la moisissure : Rayures, entailles ou érosion sur les surfaces de la cavité ou du noyau.
• Collage d'alliage (soudure) : L'alliage fondu (en particulier l'aluminium) se lie chimiquement à l'acier du moule.
• Problèmes d'éjection : Broches d'éjection mal alignées ou éjection de pièce inclinée.
• Procédé/Matériau : Surface de moule rugueuse, faible teneur en fer (Fe) dans les alliages d'aluminium (< 0.6 %), températures excessives ou vitesse d'injection élevée provoquant un impact.
• Lubrification insuffisante : Application inégale ou inadéquate de l'agent de démoulage.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Rayures mineures/aspect poli :

• Solution: Vérifier et corriger le profil de fabrication du moule. S'assurer que toutes les surfaces présentent une conicité adéquate.

2. Déchirures/grippes sévères :

• Solution: Polissez les points de pression ou les grippages existants sur la surface du moule. Envisagez un durcissement supplémentaire ou un nouveau traitement de nitruration.

3. Collage d'alliage (soudure) :

• Solution (Matériel) : Augmenter la teneur en fer de l’alliage dans la plage de 0.6 % à 0.8 %.
• Solution (processus) : Abaisser la température de coulée et/ou la température du moule.
• Solution (moisissure) : Assurez-vous que la surface du moule est correctement polie, nitrurée et uniformément lubrifiée.

4. Rayures localisées :

• Solution: Vérifiez le décalage du noyau. Ajustez l'emplacement de la buse pour éviter tout contact direct avec la paroi du moule concerné.

5. Bruit d'éjection :

• Solution: Corrigez la structure et l’alignement de la broche d’éjection.

 3. Misrun (Short Fill)

Qu'est-ce que c'est :

Un défaut de coulée, ou remplissage insuffisant, est un défaut où le métal en fusion ne remplit pas complètement la cavité du moule, ce qui entraîne des sections manquantes ou incomplètes. La pièce présente des bords arrondis et lisses au point de coulée, indiquant que le métal s'est solidifié avant d'atteindre le fond de la cavité. Ce phénomène est fréquent dans les sections à parois minces ou à l'extrémité de longs trajets d'écoulement.

Causes communes

• Faible fluidité du métal : Teneur élevée en gaz ou en scories ; faible température de coulée ou de moulage.
• Paramètres de remplissage inadéquats : La vitesse d'injection est trop lente ou la pression de l'accumulateur/spécifique est trop faible.
• Mauvaise synchronisation : La section transversale de la porte est trop petite, ce qui limite le débit.
• Air emprisonné (contre-pression) :

• Une mauvaise ventilation empêche l’air de s’échapper.
• Un excès de lubrifiant ou un lubrifiant humide se transforme en gaz, bloquant le flux de métal.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier la fluidité : Si la qualité du produit est médiocre et contient des bulles de gaz.

• Solution: Affiner l'alliage fondu. Écumer tous les scories et impuretés et assurer un dégazage adéquat.

2. Vérifiez les marques de flux à froid :

• Solution: Augmenter la température de coulée de l'alliage et la température du moule.

3. Vérifiez les creux/fossettes : Si la surface du produit présente de petites piqûres, indiquant la présence d'air emprisonné.

• Solution: Augmenter la pression d'injection.

4. Analyser le Gating : Si le mauvais fonctionnement est constant à la fin d'un long trajet d'écoulement.

• Solution: Optimiser le système de vannes. Déplacer la vanne, augmenter sa section ou ajouter des vannes auxiliaires.

5. Analyser la ventilation : Si la surface est sombre ou présente des dépôts de « suie » noire.

• Solution: Améliorer la ventilation. Ajouter ou agrandir les bouches d'aération et les trop-pleins. S'assurer que les bouches d'aération existantes sont propres.

6. Analyser le lubrifiant :

• Solution: Appliquer une fine couche de lubrifiant uniformément. S'assurer qu'il est parfaitement sec (atomisé) avant de refermer le moule.

4.Cloques (bulles de gaz)

Qu'est-ce que c'est :

Les cloques sont des défauts en relief, semblables à des bulles, à la surface de la pièce moulée. Elles sont causées par du gaz (air emprisonné ou gaz libéré par le métal en fusion) emprisonné juste sous la « peau » solidifiée de la pièce. Ce gaz sous-jacent se dilate, poussant la peau encore souple vers l'extérieur.

Causes communes

• Température élevée du moule : Le moule est trop chaud ou la pièce est éjectée trop tôt avant que la peau ne soit suffisamment solide pour contenir la pression interne du gaz.
• Vitesse de remplissage élevée : Une vitesse d’injection trop élevée crée des turbulences et emprisonne davantage d’air.
• Problèmes de lubrifiant : Le lubrifiant (agent de démoulage) est appliqué trop fortement ou n'est pas complètement atomisé (encore humide) avant l'injection, ce qui provoque sa vaporisation et son piégeage.
• Mauvaise ventilation : La cavité du moule n’est pas correctement ventilée.
• Problèmes d'alliage : La température de fusion de l'alliage est trop élevée (augmentation de l'absorption de gaz) ou la masse fondue n'est pas correctement dégazée.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier la température du moule : Utilisez un pyromètre pour mesurer la température de la surface du moule.

• Solution: Réduire la température du moule. Augmenter le temps de refroidissement ou ajouter un refroidissement localisé.

2. Vérifiez les zones « lumineuses » : Si la surface près de l'entrée est nettement plus brillante, cela indique une vitesse de remplissage excessive.

• Solution: Réduire la vitesse d'injection. Si l'injection est trop fine, augmenter son épaisseur pour réduire la vitesse.

3. Inspecter l’application du lubrifiant : Si cela semble « savonneux » ou blanc, c’est que c’est trop épais ou humide.

• Solution: Changer le lubrifiant ou ajuster le rapport eau/lubrifiant. Veiller à une pulvérisation fine et atomisée.

4. Inspecter la suie/les brûlures : Un signe clair de mauvaise ventilation.

• Solution: Ajouter ou agrandir les aérations. S'assurer que les aérations existantes ne sont pas obstruées.

5. Vérifier la densité des pièces :

• Solution: Prélevez un échantillon et vérifiez sa densité. Si elle est faible, l'alliage est gazeux. Affinez et dégazez la masse fondue.

5. Marques d'écoulement (rayures)

Qu'est-ce que c'est :

Les traces d'écoulement sont des lignes, des rayures ou des motifs floraux visibles sur la surface de la pièce, qui tracent le trajet d'écoulement du métal en fusion. Elles sont dues au métal le plus froid, le premier à pénétrer dans le moule, qui forme une fine pellicule contre la paroi du moule, laquelle est ensuite poussée et pliée par l'écoulement ultérieur. Ces traces sont purement esthétiques et ne peuvent généralement pas être effacées par polissage.

Causes communes

• Déclenchement incorrect : L'entrée est trop petite ou mal positionnée, ce qui provoque l'entrée du métal sous forme de jet à grande vitesse (« jetting »).
• Basse température du moule : Un moule trop froid (par exemple, en dessous de $180^\circ \text{C}$ pour l'aluminium) provoque une solidification trop rapide du flux de métal initial.
• Vitesse de remplissage élevée : Peut provoquer des jets et des turbulences.
• Lubrifiant excessif : Crée une barrière qui interfère avec le flux du métal.
• Pression insuffisante : Ne parvient pas à presser les couches semi-solidifiées contre la paroi du moule.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifiez les dépôts de « suie » : Si la cavité du moule présente des traces noires et noires de suie.

• Solution: Repensez la vanne pour obtenir un remplissage synchrone et parallèle. Ajustez la section, l'emplacement ou le sens d'écoulement de la vanne.

2. Vérifier la température du moule : Utilisez un pyromètre.

• Solution: Réglez la température du moule à la plage optimale.

3. Vérifiez les points « brillants » : Si la zone autour de la porte est excessivement lumineuse.

• Solution: Réglez la vitesse de remplissage (injection) pour modifier l'état de remplissage.

4. Vérifiez les résidus :

• Solution: Ajuster l'application du lubrifiant. Veiller à une couche fine et uniforme.

5. Vérifiez la finition « terne » :

• Solution: La pression est probablement trop basse. Ajustez la pression d'injection.

6. Marques d'enfoncement (enfoncement)

Qu'est-ce que c'est :

Une retassure est une dépression localisée et peu profonde, ou « fossette », sur la surface de la pièce moulée, souvent en regard d'une section épaisse comme un bossage ou une nervure. Il s'agit d'une forme de porosité de retrait. Elle se produit lorsqu'une section interne épaisse refroidit et se rétracte après la formation de la peau extérieure, tirant la peau encore chaude et souple vers l'intérieur.

Causes communes

• Conception de pièce : Structure mal conçue avec des sections excessivement épaisses, de grandes variations d’épaisseur de paroi ou des angles internes pointus créant des « points chauds ».
• Déclenchement incorrect : La section transversale de l'entrée est trop petite ou mal placée, ce qui ne permet pas d'alimenter la section épaisse en métal fondu pendant la solidification.
• Basse pression d'injection : La pression spécifique (intensification) est trop faible pour compenser le retrait.
• Température élevée du moule : Une température de moule trop élevée dans la zone de la marque de retrait maintient le métal en fusion trop longtemps.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Analyser la structure des pièces : Vérifiez la présence de parois épaisses ou de bossages correspondant à la marque d'enfoncement.

• Solution: Si possible, modifiez la conception de la pièce. Réduisez l'épaisseur des parois, évidez les bossages ou utilisez des congés et des rayons pour une transition fluide entre les sections.

2. Vérifier la porosité interne :

• Solution: Augmenter la section de la porte pour une meilleure alimentation. S'assurer que la porte gèle. après la partie.

3. Augmenter la pression :

• Solution: Augmenter la pression d'injection (intensification) pour forcer l'introduction de plus de matière dans la pièce pendant la solidification.

4. Analyser la température du moule : Vérifiez les points chauds sur le moule.

• Solution: Ajustez l'équilibre thermique du moule. Ajoutez un refroidissement localisé (par exemple, des canaux de refroidissement) au point chaud ou pulvérisez davantage de lubrifiant à cet endroit.

5. Vérifiez les dommages causés par la moisissure :

• Solution: Inspectez la zone du moule concernée pour déceler tout dommage (bosses, effondrement). Réparez le moule.

7. Fissures (craquelures)

Qu'est-ce que c'est :

Les fissures sont des fractures ou des fissures dans la pièce moulée. Elles peuvent être non pénétrantes (en surface) ou pénétrantes (à travers la paroi).

• Fissures chaudes (Larmes chaudes) : Se produit à haute température pendant la solidification, lorsque le retrait est entravé par le moule. La surface de la fissure sera oxydée (plus foncée).
• Fissures froides : Se produisent à basse température, souvent lors de l'éjection ou de la manipulation, en raison de fortes contraintes internes. La surface de la fissure sera propre et brillante.

Causes communes

• Structure de la pièce : Conception médiocre avec des changements brusques d'épaisseur de paroi, de petits rayons de congé ou des sections qui sont facilement gênées pendant le retrait.
• Problèmes d'éjection : Les broches d'éjection sont mal alignées, soumises à des contraintes inégales ou la force d'éjection est trop élevée.
• Température du moule : La température du moule est trop basse (provoquant des fissures à froid) ou trop élevée/basse dans des zones de noyau spécifiques.
• Éjection retardée : La pièce est laissée trop longtemps dans le moule, ce qui provoque son rétrécissement sur les noyaux, qui résistent à la contraction.
• Composition de l'alliage : L'alliage est incorrect ou contaminé. Des impuretés spécifiques peuvent réduire la ductilité à chaud et favoriser la fissuration.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Analyser la structure des pièces :

• Solution: En concertation avec le client, améliorer la structure de la pièce moulée. Augmenter les rayons et réduire les variations d'épaisseur de paroi.

2. Vérifier l'éjection : Observez le processus d'éjection.

• Solution: Vérifiez et corrigez le mécanisme de l'éjecteur. Assurez-vous que toutes les broches sont alignées et appliquez une force uniforme.

3. Vérifiez les températures et le temps de cuisson :

• Solution: En cas de fissuration à froid, augmenter la température du moule. En cas de déchirure à chaud sur un noyau, vérifier la température du noyau. Réduire les temps d'ouverture du moule et de tirage du noyau.

4. Analyser l'alliage :

• Solution: Envoyez un échantillon d'alliage pour analyse spectroscopique. Assurez-vous que tous les éléments sont conformes aux spécifications.

5. Vérifiez les caractéristiques du moule correspondantes :

• Solution: Si une fissure apparaît systématiquement sur une section épaisse, améliorez le refroidissement. Si elle apparaît près d'un noyau, vérifiez qu'il n'est pas endommagé ou mal aligné.

8. Marques d'éjection (marques de broches)

Qu'est-ce que c'est :

Les marques d'éjection sont des empreintes ou, au contraire, des bosses circulaires en relief sur la surface de la pièce moulée, correspondant directement à l'emplacement des éjecteurs. Elles résultent de l'interaction des éjecteurs avec la pièce lors du démoulage.

Causes communes

• Désalignement de la goupille d'éjection : Les broches ne sont pas réglées à la bonne hauteur (en retrait ou en saillie) ou sont usées.
• Éjection inégale : La force d’éjection n’est pas répartie uniformément.
• Petite zone de broches : La surface totale des broches d'éjection est trop petite pour la taille de la pièce moulée, ce qui entraîne une pression localisée excessive.
• Éjection à chaud : La pièce est éjectée alors qu'elle est encore trop chaude et molle.
• Rétrécissement et collage : La pièce se rétracte étroitement sur les noyaux du moule, ce qui nécessite une force d'éjection excessive.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Inspecter l'état de la broche : Vérifiez la hauteur de la goupille d'éjection, l'alignement et toute usure.

• Solution: Ajustez, réparez ou remplacez les broches d’éjection pour vous assurer qu’elles affleurent parfaitement la surface du moule.

2. Vérifiez les marques inégales :

• Solution: Vérifiez que la plaque d'éjection et le mécanisme ne sont pas déformés ou mal alignés. Assurez-vous que toutes les broches se déplacent comme un seul bloc carré.

3. Vérifiez la taille/quantité des broches :

• Solution: Ajoutez plus de broches d’éjection ou augmentez le diamètre des broches existantes pour mieux répartir la charge.

4. Vérifier le collage :

• Solution: Améliorez l'angle de dépouille dans la zone problématique. Polissez les soudures. Augmentez le délai d'ouverture/d'éjection du moule pour permettre à la pièce de refroidir et de se renforcer.

9. Fissures du réseau (vérification thermique)

Qu'est-ce que c'est :

Ce défaut apparaît sur la pièce moulée sous la forme d'un fin réseau de lignes entrecroisées, ou « veines ». Il s'agit d'une empreinte directe d'un défaut à la surface du moule. Le moule lui-même développe de fines fissures (fissures thermiques) dues aux cycles thermiques répétés. Le métal en fusion est ensuite introduit dans ces minuscules fissures sous haute pression.

Causes courantes (de la moisissure) :

• Fatigue thermique : Le matériau du moule a atteint la fin de sa durée de vie.
• Matériau de moulage/traitement thermique inapproprié : L'acier du moule n'était pas adapté à l'application ou le traitement thermique a été effectué de manière incorrecte.
• Gradients thermiques extrêmes : La différence de température sur la face du moule est trop importante.
• Température de coulée élevée : Le fonctionnement constant de l’alliage en fusion à une température excessivement élevée accélère la fatigue thermique.
• Vitesse d'injection élevée : L’écoulement du métal à grande vitesse provoque l’érosion, ce qui aggrave la fissuration.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Inspectez le moule : Le défaut correspondra exactement à un endroit sur le moule.

• Solution (à court terme) : Souder-réparer les fissures sur la surface du moule et repolir.
• Solution (à long terme) : La cavité du moule ou le noyau a atteint sa fin de vie et doit être refait.

2. Examen de l'entretien des moules :

• Solution: Mettez en place un programme strict d'entretien et de préchauffage des moules. Préchauffez systématiquement les moules à leur température de fonctionnement afin de réduire les chocs thermiques.

3. Vérifier les paramètres du processus :

• Solution: Réduisez la température de coulée de l’alliage au point le plus bas possible dans la fenêtre du processus.

4. Examen de la conception du moule :

• Solution: Pour les nouveaux moules, veillez à choisir l'acier approprié (par exemple, H13) et à appliquer le traitement thermique approprié. Concevez avec un refroidissement équilibré.

10. Décoloration (taches)

Qu'est-ce que c'est :

Ce défaut apparaît sous forme de taches ou de plaques décolorées sur la surface de la pièce moulée, généralement causées par des dépôts de matière carbonisée (lubrifiant brûlé) ou d'impuretés.

Causes communes

• Lubrifiant excessif : Une quantité excessive d'agent de démoulage est appliquée. Lorsque le métal en fusion pénètre dans le moule, il brûle l'excédent, laissant un dépôt de carbone noir (suie).
• Teneur élevée en graphite dans le lubrifiant : Le lubrifiant contient trop de graphite, ce qui peut tacher la pièce.
• Pulvérisation précoce : Pulvérisation de lubrifiant sur le moule avant la pièce a été entièrement éjectée, provoquant des éclaboussures.
• Contamination: Lors du transfert des pièces, de l'eau ou de l'huile hydraulique s'égoutte sur la pièce moulée chaude.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier l'application du lubrifiant : Si les taches sont noires et noires de suie.

• Solution: Réduisez la quantité de lubrifiant. Appliquez-le en couche fine et uniforme. Utilisez de l'air comprimé pour éliminer l'excédent.

2. Vérifiez le type de lubrifiant :

• Solution: Réduisez la teneur en graphite dans le mélange lubrifiant ou passez à un agent de démoulage sans graphite.

3. Vérifier le cycle de pulvérisation :

• Solution: Assurez-vous que le moule est complètement ouvert et que la pièce est claire avant le début du cycle de pulvérisation.

4. Vérifier les fuites : Si les taches sont brun rougeâtre ou huileuses.

• Solution: Il s'agit probablement d'une fuite d'huile hydraulique provenant de la presse (par exemple, du piston). Réparez la fuite immédiatement.

5. Vérifier la manipulation des pièces :

• Solution: Protégez la pièce des gouttes d’eau, de l’huile ou d’autres contaminants pendant le transfert.

11. Piqûres (trous d'épingle)

Qu'est-ce que c'est :

Les piqûres, ou faces grêlées, sont des défauts de surface caractérisés par de nombreuses piqûres ou pores fins, de la taille d'un trou d'épingle, regroupés dans une zone précise. Elles sont causées par la solidification du métal autour de minuscules bulles de gaz dispersées, générées à l'interface métal-moule, souvent liées à un écoulement turbulent.

Causes communes

• Remplissage turbulent : Le métal en fusion est dispersé en fines gouttelettes (atomisé) lorsqu'il pénètre dans la cavité, piégeant des microbulles d'air et de vapeur de lubrifiant.
• Ingate mince : L'épaisseur de la porte est trop faible, ce qui entraîne une vitesse et une atomisation excessivement élevées.
• Vitesse d'entrée élevée : La vitesse d'injection est trop rapide.
• Basse température du moule : Une surface de moule froide provoque le « gel » du jet atomisé lors de l’impact avant qu’il ne puisse se refusionner.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Observer le remplissage :

• Solution: Repenser le système d'injection (entrée, canal) pour éviter l'injection atomisée. Améliorer la ventilation.

2. Vérifier la vitesse de la porte :

• Solution: Réduisez de manière appropriée la vitesse d’injection (vitesse d’injection de deuxième phase).

3. Vérifier l'épaisseur de la porte :

• Solution: Ajustez correctement l'épaisseur de l'entrée.

4. Vérifier la température du moule :

• Solution: Augmentez la température du moule jusqu'à la plage de processus spécifiée.

12. Flash (ailerons)

Qu'est-ce que c'est :

Les bavures sont un défaut courant où une fine feuille de métal indésirable est expulsée de la cavité du moule et se solidifie dans les interstices entre les composants. Elles apparaissent le plus souvent au niveau du plan de joint, mais peuvent également se produire autour des éjecteurs, des noyaux ou des glissières.

Causes communes

• Force de serrage insuffisante : Le tonnage de serrage de la machine est trop faible pour maintenir les moitiés du moule ensemble contre la pression d'injection.
• Haute pression d'injection : La pression ou la vitesse d'injection est réglée trop haut.
• Dégâts/usure causés par la moisissure : Les surfaces de la ligne de séparation sont endommagées, usées ou taillées, empêchant une étanchéité parfaite.
• Mauvaise étanchéité du moule :

• Les moitiés de moule ou les glissières sont mal alignées.
• Des débris, des « saletés » ou des bavures sont collés sur la ligne de séparation, empêchant le moule de se fermer complètement.
• Support de moisissure insuffisant : Le moule manque de piliers de support suffisants, lui permettant de fléchir sous la pression.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier les pressions :

• Solution: Augmentez la force de serrage ou, plus généralement, diminuez la pression ou la vitesse d’injection au niveau le plus bas acceptable.

2. Nettoyer le moule :

• Solution: Nettoyer soigneusement les surfaces de la ligne de séparation et tous les composants mobiles (glissières, noyaux).

3. Inspecter la moisissure :

• Solution: Vérifiez l'état d'usure ou de dommage du plan de joint et des composants mobiles. Réparez ou réusinez ces surfaces.

4. Vérifiez la résistance/le support du moule :

• Solution: Ajoutez des piliers de support à la base du moule pour éviter la flexion.

5. Machine à chèques :

• Solution: Si la surface projetée de la pièce est trop grande pour la machine, le moule doit être déplacé vers une machine de plus gros tonnage.

13. Stratification (superposition)

Qu'est-ce que c'est :

Le laminage, ou stratification, est un défaut où la surface de la pièce moulée est composée de couches métalliques distinctes et superposées, non complètement fusionnées. Cela peut souvent entraîner un décollement ou un écaillage de la surface. Il s'agit essentiellement d'une forme grave de fluage à froid.

Causes communes

• Mauvaise séquence de déclenchement/remplissage : La cavité se remplit selon une séquence inappropriée, avec un flux s'écoulant sur un flux semi-solidifié.
• Désalignement des composants du moule :

• Jeu excessif (par exemple, > 0.1 mm) entre les composants mobiles (glissières, noyaux) et le moule.
• Pointe de piston et manchon de tir usés.

• Basse température du moule : Un moule froid provoque une solidification prématurée du front de remplissage.
• Contamination des alliages : Des changements dans la chimie de l’alliage ou une contamination (oxydes) peuvent empêcher une fusion correcte.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Analyser la séquence de remplissage : Utilisez la simulation d'écoulement ou observez des plans courts.

• Solution: Reconcevoir la porte pour garantir un ordre de remplissage logique et progressif.

2. Inspecter les composants du moule : Mesurer les jeux entre les glissières mobiles, les noyaux et le moule principal.

• Solution: Réparez ou remplacez les composants usés pour garantir que tous les jeux sont conformes aux spécifications (par exemple, < 0.1 mm).

3. Vérifier le piston/manchon :

• Solution: Mesurez l'usure de la pointe du piston et du manchon de tir et remplacez-les si le jeu est excessif.

4. Vérifier la température du moule :

• Solution: Ajoutez du chauffage ou ajustez le refroidissement pour équilibrer la température du moule.

5. Vérifier le Flash :

• Solution: Cela indique des problèmes de fermeture du moule. Réparez le moule ou ajustez le mécanisme de serrage de la machine.

14. Déformation (gauchissement)

Qu'est-ce que c'est :

La déformation est un défaut qui se produit lorsque la forme finale de la pièce moulée ne correspond pas à la géométrie prévue ; la pièce est pliée, tordue ou déformée. Ce phénomène est dû à la libération inégale des contraintes internes accumulées lors du refroidissement.

(Remarque : basé sur l’image « Cause/Solution » fournie.)

Causes communes

• Conception de pièces médiocre : La structure est instable, présente de grandes zones plates et non soutenues ou des épaisseurs de paroi très inégales, ce qui entraîne un refroidissement et un retrait inégaux.
• Éjection prématurée : La pièce est éjectée du moule alors qu'elle est encore trop chaude et molle.
• Force d'éjection inégale : Les broches d'éjection sont mal placées, ce qui plie la pièce lors de l'éjection.
• Mauvaise manipulation: La pièce chaude et flexible est empilée, tombée ou manipulée de manière incorrecte.
• Température inégale du moule : Une grande différence de température entre les moitiés mobiles et fixes du moule entraîne des taux de refroidissement inégaux.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier la structure de la pièce :

• Solution: Modifier la structure du moulage (par exemple, ajouter des nervures, des raidisseurs) pour améliorer la rigidité.

2. Vérifier l'éjection :

• Solution: Augmentez le temps de refroidissement (temps de cycle) pour garantir la rigidité de la pièce avant l'éjection. Ajustez l'emplacement des broches d'éjection pour équilibrer la force.

3. Vérifiez les températures des moules :

• Solution: Équilibrez le profil thermique du moule. Ajoutez ou ajustez le refroidissement/chauffage pour garantir une température stable et uniforme.

4. Vérifier la manipulation des pièces :

• Solution: Utilisez des dispositifs de refroidissement ou des gabarits qui maintiennent la pièce dans sa forme pendant son refroidissement. Évitez d'empiler les pièces chaudes.

5. Vérifier le post-traitement :

• Solution: Si le post-traitement comme le grenaillage provoque une déformation, développez des dispositifs pour maintenir la pièce.

15. Désalignement

Qu'est-ce que c'est :

Un défaut de concordance se produit lorsqu'une pièce d'une pièce moulée, formée par un composant du moule (par exemple, une moitié de moule ou une glissière), est décalée ou mal alignée par rapport à une autre pièce. Ce défaut se manifeste souvent par un « marche » prononcé le long du plan de joint.

Causes communes

• Usure des composants du moule :

• Les broches de guidage, les bagues ou les cônes de verrouillage du moule sont usés ou endommagés.
• Les glissières ou les mécanismes de traction du noyau sont usés, desserrés ou ne parviennent pas à se verrouiller en place.

• Problèmes de machine/configuration : Les plateaux de la machine ne sont pas parallèles ou le moule n'a pas été correctement installé.
• Débris: Des débris sur la ligne de séparation du moule ou sur les cônes de verrouillage empêchent un alignement correct.
• Pression inégale : La conception de la pièce ou le déclenchement provoque une pression inégale, poussant physiquement un noyau ou une glissière hors de sa position.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Inspecter la moisissure : Vérifiez l'usure des goupilles de guidage, des bagues et des cônes de verrouillage.

• Solution: Réparer ou remplacer les composants usés. Réusiner les cônes de blocage pour garantir un ajustement parfait.

2. Vérifier les diapositives/noyaux :

• Solution: Vérifiez l'état des mécanismes de verrouillage des coulisses. Réparez ou remplacez tout composant de verrouillage usé.

3. Vérifiez l'alignement :

• Solution: Vérifiez l'alignement des demi-moules et des inserts de noyau. Réalignez-les et calez-les si nécessaire.

4. Machine à chèques :

• Solution: Vérifiez que les plateaux de la machine sont parallèles et que le moule est solidement fixé.

5. Vérifier le Flash :

• Solution: Nettoyer les faces du moule et toutes les surfaces de verrouillage. Vérifier le mécanisme de serrage de la machine.

16. Dommages mécaniques (manipulation des bosses)

Qu'est-ce que c'est :

Ce défaut n'est pas dû au procédé de moulage, mais à une mauvaise manipulation de la pièce après sa fabrication. Il se manifeste par des bosses, des entailles ou des rayures causées par les chocs de la pièce contre le moule, la machine ou d'autres pièces.

Causes communes

• Éjection/Retrait : La pièce est endommagée lors de l'éjection ou lors de son retrait (par exemple, par une pince de robot ou en heurtant la machine lors de sa chute).
• Empilage: Les pièces chaudes ou froides sont jetées dans une poubelle ou empilées les unes sur les autres.
• Transfert: Des pièces sont endommagées lors du transfert sur un convoyeur ou dans un bac.
• Opérations secondaires : Les pièces sont endommagées par des outils ou des montages lors de la découpe ou de l'ébavurage.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Observer l'éjection :

• Solution: Assurez-vous que la pièce est éjectée proprement et ne heurte ni le moule ni la machine. Ajustez la pince du robot ou créez un coussin de retenue.

2. Procédures de manipulation des outils :

• Solution: N'empilez pas les pièces et ne les jetez pas dans une poubelle. Utilisez des supports ou des casiers prévus à cet effet pour séparer chaque pièce.

3. Vérifier les opérations secondaires :

• Solution: Appliquer les instructions de travail appropriées. Utiliser des étaux à mâchoires souples ou des dispositifs de protection. S'assurer que les outils de coupe sont utilisés uniquement aux endroits prévus.

17. Limaces froides

Qu'est-ce que c'est :

Un bouchon froid est un défaut où une petite « feuille » de métal semi-solidifiée s'incruste dans la pièce moulée, sans toutefois fusionner complètement avec elle. Il apparaît comme une tache distincte à la surface de la pièce. Ces défauts sont causés par l'injection prématurée de métal provenant du manchon d'injection ou du système d'injection dans la cavité du moule.

Causes communes

• Température du manchon/de la buse : La température de coulée est trop basse ou le manchon/la buse de coulée est trop froid, ce qui provoque un gel prématuré du métal.
• Conception de la porte : Le système de canaux n’est pas conçu pour « piéger » ce métal froid initial.
• Long délai : Le délai entre le coulage et l'injection est trop long, ce qui permet au métal de refroidir.
• Remplissage incorrect : La phase « slow shot » est trop rapide, ce qui provoque des éclaboussures de métal et la création de flocons solides.
• Contamination: Les morceaux non fondus sont mélangés au métal en fusion.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier les températures :

• Solution: Augmenter la température de coulée du métal en fusion. Augmenter la température du fourreau ou de la buse.

2. Optimiser le Gating :

• Solution: Repenser le canal principal pour inclure un « puits à limaces » ou un « piège à limaces froid » à l’extrémité du canal principal, avant les portes, pour récupérer ce matériau.

3. Ajuster le profil de prise de vue :

• Solution: Ajustez la position de démarrage à tir lent pour garantir que le piston engage le métal en douceur, sans l'éclabousser.

4. Vérifier la propreté du métal :

• Solution: Assurez-vous que le métal en fusion est propre, à une température uniforme et exempt de débris solides. Écumez régulièrement la poche et le four.

5. Vérifier la structure de la pièce :

• Solution: Si le défaut se situe dans une zone profonde, augmentez la pression de la porte ou ajoutez un puits de trop-plein pour aspirer le liquide froid.

18. Érosion (lessivage)

Qu'est-ce que c'est :

L'érosion est la dégradation ou le lessivage de l'acier du moule (empreinte ou noyau) causé par le flux de métal en fusion à haute vitesse et haute température impactant de manière répétée le même point. Sur la pièce moulée, cela se manifeste par un renflement ou une piqûre rugueuse et involontaire correspondant à la zone endommagée du moule.

Causes communes

• Déclenchement incorrect : La porte est positionnée pour diriger le flux de métal en fusion directement sur un noyau ou une paroi de moule.
• Vitesse de porte élevée : L'entrée est trop petite ou la vitesse d'injection est trop élevée, ce qui entraîne l'entrée du métal à une vitesse érosive.
• Matériau du moule/dureté : L'acier du moule dans cette zone est mou ou présente un problème avec son traitement thermique.
• Température de coulée élevée : Le métal en fusion excessivement chaud accélère le processus d’érosion.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Inspectez le moule : Le défaut sera directement mappé sur une zone « délavée » sur l’acier du moule.

• Solution: Réparer le moule. Cela nécessite souvent de souder et de réusiner l'acier, ou de remplacer le noyau ou l'insert dans son intégralité.

2. Reconception du Gating : C’est la solution la plus critique.

• Solution: Ajustez l'emplacement, l'angle et la direction de l'injection pour éviter que le métal n'entre en contact direct avec la paroi du moule. L'objectif est d'obtenir un remplissage tangentiel lisse.

3. Réduire la vitesse :

• Solution: Augmenter l'épaisseur de l'entrée d'injection de manière appropriée pour réduire la vitesse. Réduire la vitesse d'injection de la seconde phase (injection rapide).

4. Vérifiez les températures et la dureté :

• Solution: Vérifiez la dureté du matériau du moule. Abaissez la température de coulée (de l'alliage) au niveau minimum acceptable.

19. Soudure (brûlure par friction)

Qu'est-ce que c'est :

La soudure est une forme grave d'adhérence des alliages. Il s'agit d'une liaison chimique et mécanique de l'alliage de moulage (notamment l'aluminium) à l'acier du moule. Lors de l'éjection, un morceau de la pièce se détache et reste « soudé » au moule. Les projections suivantes révéleront une surface rugueuse et déchirée au même endroit.

Causes communes

• Problèmes de surface de moisissure : La finition de la surface du moule est trop rugueuse ou le moule n'a pas été correctement nitruré ou revêtu.
• Déclenchement incorrect : La porte dirige le flux de métal de manière à créer un point chaud localisé.
• Hautes températures: La température du moule ou de l'alliage est trop élevée, ce qui favorise la réaction chimique.
• Mauvais brouillon : Angle de dépouille insuffisant dans le moule.
• Chimie des alliages : Faible teneur en fer (Fe) dans les alliages d'aluminium.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Vérifier la surface du moule :

• Solution: Polir la surface du moule. S'assurer que le moule est correctement nitruré ou doté d'un revêtement PVD adapté.

2. Ajuster la porte et le débit :

• Solution: Ajustez l’emplacement de l’entrée et le sens du flux pour éviter de créer des points chauds.

3. Profil thermique équilibré :

• Solution: Utilisez l'analyse thermique pour identifier les points chauds. Ajoutez un refroidissement localisé ou augmentez la pulvérisation de lubrifiant dans ces zones.

4. Vérifiez et réduisez les températures :

• Solution: Réduire la température globale du moule et la température de coulée.

5. Vérifier le collage :

• Solution: Ajoutez plus de lubrifiant (agent de démoulage) sur la zone affectée.

20. Matières étrangères (inclusions)

Qu'est-ce que c'est :

Ce défaut se caractérise par la présence de particules étrangères, métalliques ou non métalliques, incrustées à la surface de la pièce moulée. Ces inclusions ne font pas partie de l'alliage de base et peuvent engendrer des faiblesses structurelles et des problèmes de finition de surface.

Causes communes

• Mauvaise propreté de la fonte :

• Le métal en fusion dans le four de maintien est « sale » et contient des oxydes (scories), des scories ou d’autres impuretés.
• La masse fondue n'est pas correctement écrémée ou fluxée.

• Introduction matérielle: Débris provenant du manchon d'injection (par exemple, lubrifiant carbonisé) ou fragments provenant du revêtement réfractaire de la poche/du four.
• Contamination du lubrifiant : L'agent de démoulage est sale.
• Débris de moisissures : Des débris (par exemple, des bavures, un éclat cassé) sont laissés dans la cavité du moule à partir du tir précédent.

Comment diagnostiquer et réparer :

1. Inspecter la fonte : Vérifiez la surface du métal en fusion dans le four et la poche.

• Solution: Mettre en place un programme strict de nettoyage du four et des poches de coulée. Écumer les scories de la surface métallique avant chaque poche et appliquer régulièrement du flux sur la masse fondue.

2. Vérifiez le manchon/la louche de tir :

• Solution: Nettoyer le fourreau et la poche. S'assurer que le revêtement de la poche est intact et ne s'écaille pas.

3. Vérifier le lubrifiant :

• Solution: Assurez-vous que le lubrifiant est propre et correctement mélangé.

4. Mettre en œuvre le nettoyage des moisissures :

• Solution: Assurez-vous que le cycle de soufflage d’air automatisé fonctionne correctement et vise toutes les poches profondes et les coins du moule pour éliminer tous les débris résiduels.

Conclusion

Ces défauts de surface de moulage sous pression sont rarement le résultat d'un problème isolé. Ils sont plutôt le symptôme d'un processus déséquilibré où la conception des pièces, l'ingénierie des outils et les paramètres du procédé ne sont pas en harmonie.

Une approche systématique est primordiale. En identifiant d'abord correctement le défaut, les ingénieurs peuvent formuler une hypothèse, vérifier les causes les plus probables une par une et mettre en œuvre des solutions ciblées. Une pièce présentant simultanément une marque de fluage à froid, une cloque et une bavure indique un problème complexe impliquant la température, la ventilation et la force de serrage.

La maîtrise du moulage sous pression est un processus continu de diagnostic de ces relations de cause à effet. En analysant méticuleusement défauts de surface de moulage sous pression, une fonderie peut passer d'une résolution réactive des problèmes à un contrôle proactif des processus, garantissant que chaque pièce répond aux normes de qualité les plus élevées.