Fonderie
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Introduction
C’est un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler un métal ou un alliage liquide dans un moule pour reproduire, après refroidissement, une pièce donnée (forme intérieure et extérieure)en limitant au maximum les travaux ultérieurs de finition.
La fonderie comprend la fonderie des métaux ferreux, fonte (NAF 275A), et acier (NAF 275C). Elle intègre également la fonderie des métaux non ferreux, aluminium et autres alliages légers (NAF 275E), et cuivre, zinc et alliages (NAF 275G).
Les techniques employées dépendent de l’alliage fondu, des dimensions, des caractéristiques et des quantités de pièces à produire. C’est une industrie de sous-traitance très dépendante des secteurs acquéreurs : automobile, sidérurgie, matériel de manutention, équipement industriel, matériel électrique, etc.
On distingue principalement la fonderie effectué avec des moules dits non-permanents en sable et la fonderie avec des moules permanents en métal.
Moules Non-permanents
Introduction
Pour la fonderie avec moule non-permanents, celui-ci est fait en sable le plus souvent silico-argileux. Le démoulage de la pièce détruit le moule, celui-ci étant donc à usage unique.
Le sable
Caractéristiques
Un sable de fonderie doit satisfaire à deux exigences fondamentales qui sont :
— la mise en forme au contact d’un modèle mère en épousant tous les détails. Le compactage est effectué soit par simple gravité, soit par un effort mécanique de serrage (pression, secousse, vibration, projection mécanique ou pneumatique)
— la conservation de cette forme jusqu’à la solidification complète du métal ; cela sous-entend l’acquisition d’une résistance mécanique importante pour résister à la pression statique du métal liquide ainsi qu’à la pression dynamique (afin d’éviter les phénomènes d’érosion) sans pour autant faire obstacle au retrait du métal en cours de solidification.
D’autres propriétés sont également nécessaires :
— la réfractarité, car le sable doit présenter une température de ramollissement supérieure à la température de fusion de l’alliage considéré
— la perméabilité, qui permet l’évacuation des gaz contenus dans l’empreinte du moule ou générés à la coulée
— l’absence des réactions moule-métal susceptibles de créer des défauts d’inclusions solides ou gazeuses dans le métal
— la facilité de décochage, afin de pouvoir séparer facilement le métal de son moule
Composition
La satisfaction de l’ensemble des exigences ci-dessus fait qu’un sable de fonderie est très généralement composé de trois catégories de matériaux qui sont :
— un matériau granuleux ou sable de base qui en constitue la masse principale, en quelque sorte son squelette
— un liant destiné à agglomérer les grains entre eux et qui doit obligatoirement pouvoir évoluer de l’état liquide ou plastique à l’état solide ; c’est le phénomène de durcissement
— un certain nombre d’adjuvants, sans pouvoir liant, destinés à conférer des propriétés secondaires, mais néanmoins nécessaires à la réussite d’un moulage ; ils seront examinés par la suite d’après leurs propriétés.
Le modèle
Afin "d'imprimer" dans le sable la forme de la pièce recherchée (et donc de faire le moule), on fabrique un modèle, généralement en bois.
Celui-ci a la forme de la pièce et permet de fabriquer le moule désiré.
Le moule
Le moule de fonderie de base est constitué de deux demi-moule assemblés au niveau du plan de joint.