Défauts de moulage sous pression de l'aluminium : 10 autres problèmes divers

Le moulage sous pression est un procédé de fabrication précis.Mais cela n'est pas sans difficultés. Obtenir une pièce parfaite à chaque fois exige un contrôle rigoureux des matériaux, des machines et des paramètres de processus. Lorsque des problèmes surviennent, ils se manifestent souvent par des défauts spécifiques et identifiables.

Les défauts courants des pièces moulées sous pression en alliage d'aluminium sont généralement classés en trois groupes principaux : défauts de surface, défauts interneset autres questions diversesCet article se concentre sur 10 de ces autres défauts. Ce guide fournit une analyse technique détaillée de ces 10 défauts courants de fonderie sous pression, présentant leurs manifestations observables, leurs causes profondes et les actions correctives recommandées afin d'aider les ingénieurs et les équipes de contrôle qualité à diagnostiquer les problèmes et à améliorer la qualité de la production.

La solution 10 Autres questions diverses Défauts de moulage sous pression

1. Composition chimique non conforme

Phénomène: L'analyse spectrométrique ou métallographique révèle que la composition élémentaire ou les niveaux d'impuretés de l'alliage sont hors des spécifications requises.

Causes communes

• Matières premières non conformes (lingots) ou déchets métalliques.
• Contrôle ou analyse de la qualité des matériaux recyclés insuffisant.
• Ajout ou proportion incorrects d'éléments d'alliage.
• Méthodes d'échantillonnage incorrectes pour les tests.
• Des procédés de fusion inappropriés (par exemple, une température incorrecte, une combustion excessive ou des temps de maintien prolongés) altèrent la composition des éléments.
• Contamination par des scories ou des outils de fusion mal nettoyés.

Analyse et solutions :

• Mettre en œuvre un contrôle strict des matières premières à réception (par exemple, analyse par spectromètre) et renvoyer les lots non conformes.
• Gérer et analyser rigoureusement tous les déchets/matériaux recyclés avant utilisation.
• Utilisez des techniques d'échantillonnage correctes et normalisées pour l'analyse.
• Contrôler strictement le processus de fusion, notamment la température, et veiller à l'élimination rapide des scories.
• Respectez scrupuleusement les procédures d'utilisation pour le nettoyage et l'utilisation des outils de fusion.

2. Propriétés mécaniques non respectées

Phénomène: La pièce moulée finale ne répond pas aux normes spécifiées en matière de résistance, de dureté ou de ductilité, ce qui est souvent constaté lors du traitement ou de l'assemblage.

Causes communes

• Composition chimique incorrecte (par exemple, les niveaux de Si, Cu, Mg, Zn, etc. sont hors spécifications).
• Défauts de moulage internes tels que porosité, retrait ou inclusions de laitier.
• Procédures de traitement thermique ou de test inadéquates.
• Conception structurelle des pièces déraisonnable.
• Des procédés de fusion inadéquats créant des oxydes ou d'autres composés.

Analyse et solutions :

• Contrôler strictement la composition chimique, en visant la valeur médiane dans la plage de spécifications.
• Respectez rigoureusement les paramètres des procédés de fusion et de moulage sous pression afin d'éviter et de minimiser les défauts internes.
• Effectuer les tests de capabilité des procédés et de traitement thermique requis.
• Améliorer la conception structurelle de la pièce moulée afin d'éviter la concentration des contraintes internes.

3. Clignotant

Phénomène: Après le cycle d'injection, un excès de matière (bavure) d'une certaine épaisseur apparaît sur la ligne de joint du moule, ce qui affecte directement les dimensions de la pièce.

Causes communes

• La ligne de joint du moule est sale, avec des résidus de bavures ou d'autres contaminants.
• Serrage du moule inégal ou insuffisamment serré.
• Force de serrage insuffisante de la machine de moulage sous pression.
• Déformation ou mauvais alignement du moule.
• Contraintes inégales exercées par les quatre barres de serrage.
• Pression d'injection excessivement élevée.
• Blocs coulissants usés ou mal ajustés.

Analyse et solutions :

• Assurez-vous que la ligne de joint du moule est propre et exempte de débris.
• Vérifiez la perpendicularité du moule et assurez-vous d'un serrage uniforme.
• Recalculez et appliquez la force de serrage correcte en fonction de la surface projetée de la pièce ; mettez à niveau la machine si nécessaire.
• Assurez-vous que la surface du moule est propre et que les plateaux de la machine sont parallèles.
• Vérifier la tension de la barre de serrage et l'ajuster pour assurer son uniformité.
• Réduisez la pression d'injection au niveau efficace le plus bas.
• Réparer ou remplacer les blocs coulissants usés et vérifier les jeux.

4. Écart dimensionnel

Phénomène: Les dimensions, les tolérances géométriques ou la forme de la pièce finie ne correspondent pas aux dessins techniques ou aux spécifications.

Causes communes

• Conception défectueuse de la pièce qui ne tient pas compte du retrait de l'alliage ni de la dilatation thermique.
• Mauvais guidage du moule (par exemple, broches de guidage usées) ou installation incorrecte.
• Durée de maintien de la pression incorrecte (trop longue ou trop courte).
• Mouvement ou déplacement des carottes ou des lames pendant l'injection.
• Usure sur les blocs coulissants ou les cales desserrées.
• Préchauffage incorrect du moule.
• Désalignement des deux moitiés du moule.

Analyse et solutions :

• Examiner la conception de la pièce et du moule ; utiliser les données réelles de retrait pour modifier les dimensions de la cavité du moule.
• Inspecter et vérifier les composants de guidage du moule (broches, bagues).
• Vérifiez et respectez le temps de maintien spécifié.
• Renforcer les noyaux mobiles ou ajouter des piliers de soutien.
• Réparer ou remplacer les glissières et les plaques d'usure usées.
• Veillez à respecter les procédures d'alignement et de préchauffage du moule.

5. Mauvaise résistance à la corrosion

Phénomène: La pièce moulée sous pression présente des signes d'oxydation ou de corrosion précoce lors de l'assemblage ou de l'utilisation.

Causes communes

• Mauvaise composition de l'alliage (par exemple, teneur élevée en Cu, faible en Mg ou teneur élevée en Ni).
• La pièce n'a pas reçu le traitement de protection de surface requis.
• La couche protectrice superficielle (par exemple, le plaquage, le revêtement) a été endommagée lors du traitement ou de la manipulation.

Analyse et solutions :

• Utiliser la spectrométrie pour contrôler strictement la composition chimique, en la maintenant dans une plage standard, idéalement proche de la médiane.
• Appliquer un traitement de surface approprié (par exemple, grenaillage, chromage, nickelage) en fonction de l'environnement de travail de la pièce.
• Contrôlez rigoureusement la qualité de toute couche protectrice afin d'éviter tout décollement, écaillage ou omission.

6. Mauvaise qualité du revêtement de surface

Phénomène: Le traitement de surface de la pièce (par exemple, le plaquage, la peinture) ne répond pas aux normes, présentant un décollement, une texture inappropriée ou une couverture incomplète.

Causes communes

• Décollement dû à un prétraitement insuffisant ou à des défauts de coulée sous-jacents (par exemple, soudures à froid, porosité).
• Couleur ou texture irrégulières dues à une mauvaise préparation de la surface (par exemple, polissage inégal, marques d'écoulement).
• Décollement ou écaillement de la peinture dû à une mauvaise qualité de la peinture ou à une application incorrecte (temps, température).

Analyse et solutions :

• Ajuster le processus de moulage sous pression pour éliminer les défauts de surface sous-jacents ; contrôler strictement toutes les étapes de prétraitement (nettoyage, polissage).
• Dans les environnements difficiles, le grenaillage ou le polissage est obligatoire ; dans les environnements moins sévères, d'autres prétraitements peuvent suffire.
• Modifier ou ajuster les matériaux de peinture/revêtement ; ajuster les paramètres du processus d'application.

7. Soudure (Adhésion au moule)

Phénomène: L'alliage adhère aux noyaux du moule, à la cavité, ou la pièce entière reste collée à l'intérieur du moule, ne parvenant pas à être éjectée correctement.

Causes communes

• Mauvaise fabrication des moules, notamment des angles de dépouille insuffisants (conicité) dans les cavités profondes ou sur les noyaux.
• Traitement de surface du moule inadéquat ou manquant (par exemple, nitruration, oxydation).
• Rapport de mélange incorrect de l'agent de démoulage (par exemple, trop d'eau).
• Application insuffisante ou irrégulière de l'agent de démoulage.
• Problèmes de conception ou d'injection de pièces pouvant entraîner le blocage de la pièce.

Analyse et solutions :

• Polir la surface du moule ou réparer les zones d'adhérence ; modifier le moule pour assurer un angle de dépouille d'au moins 1.5°.
• Appliquer un traitement de surface approprié (nitruration, etc.) à la cavité du moule et aux noyaux.
• Utilisez un agent de démoulage de meilleure qualité et assurez-vous d'un mélange correct.
• Veillez à pulvériser l'agent de démoulage de manière uniforme et suffisante, notamment dans les zones chaudes ou sujettes à l'adhérence.
• Ajustez l'application du spray ou ajoutez/augmentez la taille des broches d'éjection.

8. Décalage du noyau / Désalignement des trous

Phénomène: Le positionnement incorrect du noyau ou sa déformation entraînent un défaut d'alignement. Il peut en résulter la présence de « peau noire » (surface brute de fonderie non usinée) après l'usinage d'un trou, ou des interférences lors de l'assemblage.

Causes communes

• Erreurs de fabrication du moule (position du noyau incorrecte).
• Taux de retrait incorrect utilisé lors de la conception du moule.
• Dommages ou usure des éléments de positionnement, ou déformation des pièces.
• Broches de noyau tordues.
• Erreurs dans le programme d'usinage.

Analyse et solutions :

• Mesurez et ajustez la position du noyau dans le moule.
• Une fois le processus stabilisé, mesurez les pièces pour confirmer le taux de retrait réel.
• Contrôler rigoureusement le processus de production afin d'éviter toute déformation des pièces ; réparer les surfaces de positionnement.
• Vérifiez et remplacez les noyaux tordus.
• Examiner et ajuster le programme d'usinage.

9. Goupille centrale cassée

Phénomène: Les noyaux, notamment ceux servant à former de petits trous ronds ou de formes complexes, se fracturent ou se cassent.

Causes communes

• Soudure sévère (collage) sur le noyau, provoquant des forces de traction élevées.
• Mauvaise qualité du noyau, résistance insuffisante ou traitement thermique inadéquat.
• Mauvais emplacement de la porte d'injection, ce qui provoque un impact direct de l'alliage fondu sur le noyau.
• La pièce se déforme lors de l'éjection, ce qui exerce une contrainte angulaire sur le noyau.
• La pièce adhère au moule et le noyau se casse lors du démoulage manuel.

Analyse et solutions :

• Augmenter la quantité d'agent de démoulage en spray et polir le noyau ; surveiller les signes de soudure.
• Renforcer le contrôle des noyaux à réception ; refaire les noyaux si nécessaire.
• Ajustez l'emplacement du portail ou modifiez sa structure pour éviter tout impact direct.
• Utilisez des broches d'éjection courtes et uniformes pour éviter la déformation des pièces.
• Contrôlez le processus pour éviter qu'il ne colle.

10. Surface brute de coulée exposée après usinage (« peau noire »)

Phénomène: Après une opération d'usinage, la surface usinée n'est pas entièrement « nettoyée », laissant apparaître des zones de la surface brute de coulée d'origine, sombre.

Causes communes

• Une goupille centrale tordue.
• Références/localisateurs d'outillage incorrects ou usés.
• Surépaisseur d'usinage insuffisante prévue dans le moule.
• Déformation de la pièce (gauchissement) entraînant un positionnement incohérent lors de l'usinage.
• Accumulation de débris ou d'alliage sur les repères du moule, entraînant des erreurs dimensionnelles sur la pièce.
• Dommages causés à la pièce (par exemple, bosses, éraflures) lors de la manutention.
• Défaillance du dispositif de fixation ou chargement incorrect des pièces pendant l'usinage.

Analyse et solutions :

• Vérifiez et remplacez rapidement tout noyau tordu.
• Réparer le moule pour augmenter la surépaisseur d'usinage.
• Réparer le moule pour combler les creux ou corriger les points de référence.
• Augmenter le temps de maintien pour réduire la déformation des pièces ; corriger toute déformation ultérieure.
• Contrôlez et nettoyez régulièrement les moisissures, en particulier les surfaces de référence.
• Veillez à protéger les pièces contre les dommages pendant le transport et la manutention.

Conclusion

La réussite du moulage sous pression repose sur une compréhension approfondie des interactions entre la science des matériaux, la conception des moules et le contrôle des procédés. En identifiant systématiquement les causes profondes de défauts de moulage sous pression— de la composition des matériaux aux réglages des machines — les équipes de production peuvent mettre en œuvre des solutions ciblées, réduire les taux de rebut et garantir que le produit final réponde à toutes les normes de qualité et de performance.