La coulée sous pression est un processus de coulée de métal qui se caractérise par le fait de forcer du métal fondu sous haute pression dans une cavité de moule . La cavité du moule est créée à l'aide de deux matrices en acier à outils trempées qui ont été usinées en forme et fonctionnent de manière similaire à un moule d'injection au cours du processus. La plupart des pièces moulées sous pression sont fabriquées à partir de métaux non ferreux , notamment le zinc , le cuivre , l' aluminium , le magnésium , le plomb , l' étain et les alliages à base d' étain . Selon le type de métal coulé, une machine à chambre chaude ou froide est utilisée.
L'équipement de moulage et les matrices métalliques représentent des coûts d'investissement importants, ce qui tend à limiter le processus à une production à volume élevé. La fabrication de pièces utilisant le moulage sous pression est relativement simple, impliquant seulement quatre étapes principales, ce qui maintient le coût différentiel par article bas. Il est particulièrement adapté à une grande quantité de pièces moulées de petite à moyenne taille, c'est pourquoi la coulée sous pression produit plus de pièces coulées que tout autre procédé de coulée.Les pièces moulées sont caractérisées par une très bonne finition de surface (selon les normes de coulée) et une cohérence dimensionnelle.
Matière et dureté des composants et composants pour divers métaux coulés
Composant de matrice
Inserts de cavité
Noyaux
Broches de noyau
Pièces de carotte
Buse
Broches d'éjection
Douille de tir pour plongeur
Bloc de support
Deux matrices sont utilisées dans le moulage sous pression; l'un est appelé la "moitié de la matrice de couverture" et l'autre la "moitié de la matrice d'éjection". Où ils se rencontrent est appelé la ligne de séparation . La matrice de couverture contient la carotte (pour les machines à chambre chaude) ou le trou de grenaille (pour les machines à chambre froide), qui permet au métal en fusion de s'écouler dans les matrices; cette caractéristique correspond à la buse de l'injecteur sur les machines à chambre chaude ou à la chambre de tir dans les machines à chambre froide. La filière d'éjection contient les broches d'éjection et généralement le coulisseau , qui est le chemin entre la carotte ou le trou de grenaille jusqu'à la cavité du moule. La matrice de couvercle est fixée à la platine fixe ou avant de la machine de coulée, tandis que la matrice d'éjecteur est fixée à la platine mobile. La cavité du moule est découpée en deux inserts de cavité , qui sont des pièces séparées qui peuvent être remplacées relativement facilement et boulonnées dans les moitiés de matrice.
Les matrices sont conçues pour que la pièce moulée finie glisse hors de la moitié du couvercle de la matrice et reste dans la moitié d'éjection lorsque les matrices sont ouvertes. Cela garantit que la pièce moulée sera éjectée à chaque cycle car la moitié d'éjecteur contient les broches d'éjection pour pousser la pièce moulée hors de cette moitié de filière. Les broches d'éjection sont entraînées par une plaque de broches d'éjection , qui entraîne avec précision toutes les broches en même temps et avec la même force, de sorte que la pièce moulée n'est pas endommagée. La plaque à broches de l'éjecteur rétracte également les broches après avoir éjecté la pièce moulée pour se préparer au tir suivant. Il doit y avoir suffisamment de goupilles d'éjection pour maintenir la force globale sur chaque goupille faible, car la pièce moulée est encore chaude et peut être endommagée par une force excessive. Les broches laissent toujours une marque, elles doivent donc être situées à des endroits où ces marques n'entraveront pas le but du casting.
D'autres composants de matrice comprennent des noyaux et des glissières . Les noyaux sont des composants qui produisent généralement des trous ou des ouvertures, mais ils peuvent également être utilisés pour créer d'autres détails. Il existe trois types de noyaux: fixes, mobiles et lâches. Les noyaux fixes sont ceux qui sont orientés parallèlement à la direction de traction des matrices (c'est-à-dire la direction dans laquelle les matrices s'ouvrent), par conséquent, ils sont fixes ou fixés de manière permanente à la matrice. Les noyaux mobiles sont ceux qui sont orientés autrement que parallèlement à la direction de traction. Ces noyaux doivent être retirés de la cavité de la matrice après la solidification du tir, mais avant l'ouverture des matrices, en utilisant un mécanisme distinct. Les diapositives sont similaires aux noyaux mobiles, sauf qu'elles sont utilisées pour former des surfaces de contre-dépouille . L'utilisation de noyaux et de glissières mobiles augmente considérablement le coût des matrices. [16] Les noyaux lâches, également appelés prélèvements , sont utilisés pour lancer des fonctions complexes, telles que des trous filetés . Ces noyaux lâches sont insérés à la main dans la filière avant chaque cycle puis éjectés avec la pièce en fin de cycle. Le noyau doit ensuite être retiré à la main. Les noyaux en vrac sont le type de noyau le plus cher, en raison du travail supplémentaire et de la durée de cycle accrue. Les autres caractéristiques des matrices comprennent des passages de refroidissement par eau et des évents le long des lignes de séparation . Ces évents sont généralement larges et minces (environ 0,13 mm ou 0,005 pouces) de sorte que lorsque le métal fondu commence à les remplir, le métal se solidifie rapidement et minimise les rebuts. Aucune colonne montante n'est utilisée car la haute pression assure une alimentation continue en métal de la porte.
Les propriétés matérielles les plus importantes des matrices sont la résistance aux chocs thermiques et le ramollissement à température élevée; d'autres propriétés importantes comprennent la trempabilité , l' usinabilité , la résistance à la vérification thermique, la soudabilité, la disponibilité (en particulier pour les matrices plus grandes) et le coût. La longévité d'une filière dépend directement de la température du métal en fusion et du temps de cycle. Les matrices utilisées dans la coulée sous pression sont généralement fabriquées à partir d' aciers à outils trempés , car la fonte ne peut pas résister aux hautes pressions impliquées, par conséquent les matrices sont très chères, entraînant des coûts de démarrage élevés. Les métaux coulés à des températures plus élevées nécessitent des matrices en aciers alliés supérieurs.
