FR3080052A1 - Procede de fabrication d'une piece de fonderie sous pression - Google Patents
Procede de fabrication d'une piece de fonderie sous pression Download PDFInfo
- Publication number
- FR3080052A1 FR3080052A1 FR1853219A FR1853219A FR3080052A1 FR 3080052 A1 FR3080052 A1 FR 3080052A1 FR 1853219 A FR1853219 A FR 1853219A FR 1853219 A FR1853219 A FR 1853219A FR 3080052 A1 FR3080052 A1 FR 3080052A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- casting
- arm
- heater
- attack
- foundry
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 64
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
- B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
- B22D17/2272—Sprue channels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
- B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Le procédé est mis en œuvre dans une pièce de fonderie (2) ayant un système de coulée associé comportant une attaque de coulée (20) et un bras de coulée (31), la pièce de fonderie comprenant au moins une zone massive susceptible de présenter un défaut de retassure. Conformément à l'invention, le procédé comprend l'intégration d'au moins un réchauffeur (32) au plus près de la zone massive dans une partie terminale du bras de coulée jointive à l'attaque de coulée, le réchauffeur étant formé d'un élargissement localisé (320a) de la section du bras de coulée.
Description
PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UNE PIÈCE DE FONDERIE SOUS PRESSION [001 ] L’invention concerne de manière générale le domaine de la fonderie sous pression. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce de fonderie sous pression. La présente invention trouve une application particulière dans le moulage sous pression de pièces en aluminium telles qu’un carter cylindres de moteur thermique.
[002] Le moulage sous pression d’une pièce requiert un système d’alimentation, ou de coulée, du métal en fusion qui permette de remplir toutes les zones de la pièce, d’évacuer l'air de l'empreinte du moule et de transmettre une surpression à des zones massives ou délicates de la pièce.
[003] Le système de coulée associé à une pièce de fonderie comporte différents types d’éléments, à savoir, le bras de coulée, l’attaque de coulée, les talons de lavage et les tirages d’air, qui sont ensuite détachés du produit final. La Fig. 1 montre, à titre d’exemple, un carter cylindres en aluminium 1 de moteur thermique qui est muni de différents éléments du système de coulée, comme le bras de coulée 10, l’attaque de coulée 11 et les talons de lavage 12. Les tirages d’air ne sont pas représentés à la Fig. 1.
[004] De manière classique, la fabrication d’une pièce de fonderie sous pression, par exemple en aluminium, se déroule en trois phases principales. Dans la première phase, le piston d’injection pousse lentement le métal d’aluminium jusqu’à l’attaque de coulée qui correspond à l’entrée de l’empreinte de la pièce dans le moule. La deuxième phase correspond au remplissage complet du moule avec le métal d’aluminium. La troisième phase correspond à l’application d’une surpression sur le métal d’aluminium qui est en cours de solidification afin de le comprimer et d’augmenter la compacité de la pièce.
[005] La troisième phase d’injection dans le moule est réalisée lorsque le métal d’aluminium est encore pâteux et doit permettre d’éviter des défauts de fonderie, tels que des défauts de retassure, en limitant les phénomènes de retrait dans la pièce par la compression du métal d’aluminium dans le moule. Le défaut de retassure se caractérise par une cavité interne, de forme déchiquetée et rugueuse, et est généré par un déséquilibre thermique qui provoque un retrait volumique mal compensé du métal d’aluminium. Le défaut de retassure peut apparaître dans des pièces ayant des zones plus minces que d’autres.
Les zones plus minces se solidifient plus rapidement et peuvent empêcher, pendant la troisième phase, une compression efficace du métal d’aluminium dans des zones massives.
[006] Dans l’état de la technique, pour palier à l’apparition d’un défaut de retassure, il est utilisé un piston de surpression locale, dit en anglais « squeeze pin >> par l’homme du métier, qui est positionné dans une zone précise pour y exercer une pression supplémentaire lorsque le métal est en phase pâteuse. Cette technique du « squeeze pin >> est coûteuse et est particulièrement difficile à mettre en place dans les parties de la pièce qui sont proches de l’attaque de coulée.
[007] Il est souhaitable d’apporter une solution aux inconvénients susmentionnés de l’état de la technique en fournissant une technique économique et de mise en oeuvre aisée pour prévenir l’apparition d’un défaut de retassure dans une pièce de fonderie, notamment dans les parties massives de la pièce proches de l’attaque de coulée.
[008] Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce de fonderie sous pression, la pièce de fonderie ayant un système de coulée associé comportant une attaque de coulée et un bras de coulée, et la pièce de fonderie comprenant au moins une zone massive susceptible de présenter un défaut de retassure. Conformément à l’invention, le procédé comprend l’intégration d’au moins un réchauffeur au plus près de la zone massive dans une partie terminale du bras de coulée jointive à l’attaque de coulée, le réchauffeur étant formé d’un élargissement localisé de la section du bras de coulée.
[009] Selon une caractéristique particulière, l’élargissement localisé comprend deux portions d’élargissement qui sont agencées en regard sur des faces opposées de la partie terminale du bras de coulée.
[0010] Selon une autre caractéristique particulière, l’élargissement localisé représente entre 10% et 30% de la section du bras de coulée.
[0011] Selon d’autres aspects, l’invention concerne aussi une pièce de fonderie sous pression fabriquée par la mise en oeuvre du procédé tel que décrit brièvement ci-dessus, notamment un carter cylindres de moteur thermique en aluminium.
[0012] D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous d’un mode de réalisation particulier de l’invention en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
la Fig. 1 est une vue en perspective montrant une pièce de fonderie et son système de coulée associé ;
la Fig.2 est une vue plane partielle d’un carter cylindres de moteur thermique ;
la Fig.3 montre un exemple de défaut de retassure apparaissant dans un orifice d’une zone massive ;
les Fig.4A et 4B sont des vues partielles en perspective montrant un réchauffeur intégré dans un bras de coulée conformément au procédé selon l’invention ; et la Fig.5 est une section du bras de coulée des Figs.4A et 4B montrant l’intégration du réchauffeur dans celui-ci.
[0013] Un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l’invention dans une pièce de fonderie 2, sous la forme d’un carter cylindres de moteur thermique, est maintenant décrit ci-dessous. La pièce 2 est réalisée en fonderie sous pression, en aluminium AISi9Cu3.
[0014] La Fig.2 montre une vue partielle de la pièce 2 dans laquelle sont visibles l’attaque de coulée 20 et une zone 21. La zone 21 est une zone massive, proche de l’attaque de coulée 20, et qui comporte un orifice 210.
[0015] Avant la mise en oeuvre du procédé selon l’invention dans la pièce de fonderie 2, un défaut de retassure est apparu dans l’orifice 210. Ce défaut de retassure, montré schématiquement à la Fig.3 avec la référence 210a, et apparu dans 70% des pièces 2 produites.
[0016] Pour prévenir la formation du défaut de retassure 210a, l’invention préconise l’intégration d’un réchauffeur dans le bras de coulée au plus près de la zone massive 21 susceptible de présenter le défaut. Dans cet exemple d’application de l’invention, le réchauffeur a été intégré dans la zone référencée 22 à la Fig.2, zone 22 qui est la plus proche de la zone massive 21.
[0017] Le réchauffeur intégré dans le bras de coulée est montré aux Figs.4A et 4B. Le réchauffeur, référencé 32, est formé par un élargissement localisé du bras de coulée, référencé 31, dans la zone 22 sélectionnée pour son implantation.
[0018] Comme visible aux Figs.4A et 4B, le réchauffeur 32 est formé localement dans la partie terminale du bras de coulée 31, partie terminale qui est jointive avec la pièce 2 au niveau de l’attaque de coulée 20.
[0019] Le réchauffeur 32 permet de garder plus chaude la portion de la pièce 2 se prolongeant de l’attaque de coulée 20 jusqu’à la zone massive 21 qui est proche. Cet apport de chaleur ralentit la solidification du métal d’aluminium qui reste ainsi pâteux dans la zone massive 21. Il en découle une compression plus efficace du métal d’aluminium dans la zone d’attaque de coulée et la zone massive 21 lors de la troisième phase de la fabrication de la pièce 2. L’apparition d’un défaut de retassure est ainsi évitée dans la pièce de fonderie 2.
[0020] Une section droite du bras de coulée 31 au niveau du réchauffeur 32 est montrée à la Fig.5. La section sans réchauffeur du bras de coulée 31 est montrée par les traits en pointillé.
[0021] Comme montré à la Fig.5, le réchauffeur 32 comprend deux portions d’élargissement 320a et 302b qui forment ensemble l’élargissement localisé de la section du bras de coulée 31. Les portions d’élargissement 320a et 302b sont agencées en regard sur des faces opposées de la partie terminale du bras de coulée 31. La portion d’élargissement 320a est la partie du réchauffeur 32 qui est visible dans la vue en perspective de la Fig.4A. La portion d’élargissement 320b est la partie du réchauffeur 32 qui est visible dans la vue en perspective de la Fig.4B.
[0022] Des essais et simulations thermiques réalisés par l’entité inventive ont mis en évidence qu’un réchauffeur tel que préconisé par l’invention et représentant un élargissement entre 10% et 30% de la section du bras de coulée permet de réduire de manière sensible la survenue d’un défaut de retassure proche de l’attaque de coulée dans des pièces de fonderie sous pression.
[0023] Ainsi, pour la pièce 2, traitée ici à titre d’exemple, il a été possible d’obtenir une conformité de 97% alors qu’elle n’était que de 30 % avant l’implantation du réchauffeur 32.
[0024] Bien entendu, l’invention ne se limite pas au mode de réalisation particulier qui a été décrit ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.
Claims (5)
1. Procédé de fabrication d’une pièce (2) de fonderie sous pression, ladite pièce de fonderie (2) ayant un système de coulée associé comportant une attaque de coulée (20) et un bras de coulée (31), et ladite pièce de fonderie (2) comprenant au moins une zone massive (21) susceptible de présenter un défaut de retassure (210a), caractérisé en ce qu’il comprend l’intégration d’au moins un réchauffeur (32) au plus près (22) de ladite zone massive (21) dans une partie terminale dudit bras de coulée (32) jointive à ladite attaque de coulée (20), ledit réchauffeur (32) étant formé d’un élargissement localisé (320a, 320b) de la section dudit bras de coulée (31).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élargissement localisé comprend deux portions d’élargissement (320a, 320b) qui sont agencées en regard sur des faces opposées de ladite partie terminale dudit bras de coulée (31).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élargissement localisé (320a, 320b) représente entre 10% et 30% de la section dudit bras de coulée (31).
4. Pièce de fonderie sous pression (2), ladite pièce de fonderie (2) ayant un système de coulée associé comportant une attaque de coulée (20) et un bras de coulée (31), et ladite pièce de fonderie (2) comprenant au moins une zone massive (21), caractérisée en ce qu’une partie terminale dudit bras de coulée (32) jointive à ladite attaque de coulée (20) comprend au moins un réchauffeur (32) intégré au plus près (22) de ladite zone massive (21), ledit réchauffeur (32) étant formé d’un élargissement localisé (320a, 320b) de la section dudit bras de coulée (31).
5. Moteur thermique comprenant un carter cylindres en aluminium (2), caractérisé en ce que ledit carter cylindres est une pièce selon la revendication 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1853219A FR3080052B1 (fr) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | Procede de fabrication d'une piece de fonderie sous pression |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1853219 | 2018-04-12 | ||
| FR1853219A FR3080052B1 (fr) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | Procede de fabrication d'une piece de fonderie sous pression |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3080052A1 true FR3080052A1 (fr) | 2019-10-18 |
| FR3080052B1 FR3080052B1 (fr) | 2021-05-21 |
Family
ID=63490538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1853219A Active FR3080052B1 (fr) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | Procede de fabrication d'une piece de fonderie sous pression |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3080052B1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0327226A1 (fr) * | 1988-01-30 | 1989-08-09 | Foseco International Limited | Moules pour la coulée de métaux comportant des manchons pourvus d'un filtre |
| US5697422A (en) * | 1994-05-05 | 1997-12-16 | Aluminum Company Of America | Apparatus and method for cold chamber die-casting of metal parts with reduced porosity |
| WO2002016062A1 (fr) * | 2000-08-25 | 2002-02-28 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Coulage sous pression d'aluminium |
| US9364890B2 (en) * | 2013-03-11 | 2016-06-14 | Ati Properties, Inc. | Enhanced techniques for centrifugal casting of molten materials |
-
2018
- 2018-04-12 FR FR1853219A patent/FR3080052B1/fr active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0327226A1 (fr) * | 1988-01-30 | 1989-08-09 | Foseco International Limited | Moules pour la coulée de métaux comportant des manchons pourvus d'un filtre |
| US5697422A (en) * | 1994-05-05 | 1997-12-16 | Aluminum Company Of America | Apparatus and method for cold chamber die-casting of metal parts with reduced porosity |
| WO2002016062A1 (fr) * | 2000-08-25 | 2002-02-28 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Coulage sous pression d'aluminium |
| US9364890B2 (en) * | 2013-03-11 | 2016-06-14 | Ati Properties, Inc. | Enhanced techniques for centrifugal casting of molten materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3080052B1 (fr) | 2021-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2823455A1 (fr) | Procede et dispositif pour former des elements positionneurs sur un noyau ceramique | |
| CN104475698B (zh) | 一种多点加压的液态模锻方法 | |
| FR2504828A1 (fr) | Procede de fabrication, par moulage, d'un corps creux de formes complexes | |
| US20020121250A1 (en) | Cylinder block of multi-cylinder engine and process of molding same | |
| CA3014022C (fr) | Procede de formation de trous de depoussierage pour aube de turbine et noyau ceramique associe | |
| FR3080052A1 (fr) | Procede de fabrication d'une piece de fonderie sous pression | |
| CN105537557A (zh) | 制造气缸体的方法 | |
| JP2637813B2 (ja) | 金型鋳造法 | |
| WO2009050382A2 (fr) | Procede de fabrication de pieces forgees creuses et pieces ainsi obtenues | |
| JP2004122146A (ja) | 厚肉製品の高圧鋳造法 | |
| CN115488319B (zh) | 一种铝合金轮毂低压铸造模具的排气机构 | |
| JP2003010953A (ja) | ダイカスト鋳造機用スプールブッシュ | |
| FR3032204B1 (fr) | Piece en alliage d'aluminium bas silicium | |
| US8276644B2 (en) | Mold and casting method using the mold and design method of the mold | |
| JPH0547304B2 (fr) | ||
| JPH08300132A (ja) | 鋳造方法及び鋳造装置 | |
| JP3079753B2 (ja) | 内燃機関用ピストンの製造方法 | |
| CA2960059C (fr) | Procede de production d'un noyau ceramique | |
| JP4091808B2 (ja) | 車両用ホイール向け鋳造用金型 | |
| CN106141141A (zh) | 一种大型铝合金挤压铸造的活塞及其铸造技术 | |
| FR2483275A1 (fr) | Procede pour la fabrication en serie, par coulee unique, d'elements de machines pourvus de cages de protection solidaires de ces elements | |
| FR2504425A1 (fr) | Procede de fabrication d'une piece en metal fritte a partir d'un melange pateux moule, et moule pour la mise en oeuvre du procede | |
| KR100232079B1 (ko) | 자동차용 파워스티어링 베인 펌프 하우징 주조공법 | |
| EP0301928A1 (fr) | Dispositif et procédé de moulage en fonderie pour la coulée sur refroidisseur, du type avec modèle gazéifiable et moule en sable sans liant | |
| FR2529505A1 (fr) | Procede pour la realisation par moulage de pieces en resine thermodurcissable et moules pour la mise en oeuvre de ce procede |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20191018 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
| CD | Change of name or company name |
Owner name: STELLANTIS AUTO SAS, FR Effective date: 20240423 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |