La porosité due aux gaz pénétrants représente plus de 60 % de toutes les porosités gazeuses dans les pièces moulées en fonte, ce qui en fait le type de porosité le plus fréquent et le plus problématique en production de fonderie. Caractérisée par une grande taille et des parois internes lisses, elle apparaît principalement en surface et est difficile à corriger une fois formée. En s'appuyant sur les causes profondes, cet article présente de manière systématique les stratégies clés pour prévenir la porosité due aux gaz pénétrants, vous aidant ainsi à réduire le taux de rebuts pour porosité à moins de 8 %.

I. Principes de base : Comment la porosité due aux gaz pénétrants pénètre-t-elle dans les pièces moulées ?

L'essence de la porosité due aux gaz pénétrants réside dans le gaz généré par les moules ou noyaux en sable sous l'action du métal en fusion à haute température. Lorsque la pression du gaz à l'interface moule-métal dépasse la résistance à l'écoulement du métal en fusion, le gaz s'infiltre de force dans le métal liquide. Incapable de remonter à la surface et de s'échapper à temps, le gaz est finalement emprisonné à l'intérieur de la pièce moulée lors de sa solidification.

II. Couper les sources de gaz – Réduire le dégagement gazeux du sable de moulage et de noyau

• Contrôlez strictement le taux d'humidité du sable de moulage

  L'humidité du sable vert ne doit pas être excessive, notamment pour la fonderie d'alliages d'aluminium ; elle doit être maintenue en dessous de 6,0 %. L'évaporation de l'eau provoque une dilatation exponentielle de son volume, engendrant une brusque montée en pression des gaz à l'interface moule-métal. Pour les pièces en acier, l'humidité du sable de moulage ne doit pas dépasser 5,5 %, et un contrôle plus strict est requis pour les pièces en fonte ductile.

• Limiter les substances génératrices de gaz

  La teneur en matières dégageant du gaz, telles que la poudre de charbon et le pétrole lourd, doit être correctement contrôlée, car un ajout excessif entraîne des effets néfastes au lieu d'avantages.

  Réduisez au minimum l'utilisation du pinceau à eau lors du dessin des motifs et de la réparation des moules afin d'éviter une humidité excessive localisée.

  Les gaz de décomposition de l'azote et de l'hydrogène provenant du sable de résine furanique sont la principale cause de la porosité pénétrante dans les pièces moulées en alliage d'aluminium. L'utilisation de liants à faible teneur en azote peut constituer une alternative.

• Garantie d'un séchage complet

  Les moules secs et les moules séchés en surface doivent être parfaitement secs. Ils doivent être assemblés et coulés immédiatement après séchage, sans stockage prolongé afin d'éviter la réabsorption d'humidité et l'adsorption de gaz. Cette exigence est particulièrement critique pour la production de pièces moulées de grande taille : toute réabsorption d'humidité rendrait vains tous les travaux précédents.

• Les frissons et les chapelets doivent répondre à la norme des trois non "

  Exempt de rouille, de contamination par l'huile et d'humidité, et maintenu parfaitement au sec. 

III. Déboucher les conduits de ventilation – Améliorer la perméabilité aux moisissures

1. Contrôler raisonnablement le degré de compaction des moisissures

   Plus le degré de compactage est élevé, plus la perméabilité est faible et plus le risque de formation de porosités dues aux gaz pénétrants est important. Il convient de réduire le degré de compactage autant que possible tout en garantissant une résistance suffisante du moule.

   Position	Exigence de compactage	Raison
   Mur de moisissure, barre de moisissure	Relativement dense	Assurez-vous d'une résistance suffisante pour éviter l'affaissement du moule lors du levage et de la manutention.
   Partie inférieure du moule à sable	Plus dense que la partie supérieure	Résister à l'érosion causée par le métal en fusion
   surface de la cavité du moule	Relativement dense	Résister à l'abrasion par le métal en fusion
   Zones éloignées de la cavité du moule	Relativement lâche	Faciliter l'évacuation des gaz

2. Percer de nombreux trous d'aération – une mesure simple mais très efficace

   Après avoir tassé et nivelé le moule de chape, percez des trous d'aération à l'aide d'aiguilles. Le diamètre des aiguilles varie de 2 mm à 8 mm, avec au moins 4 à 5 trous par décimètre carré.

   La profondeur du trou doit être de 2 à 10 mm par rapport à la surface du motif.

   Des orifices d'aération borgnes doivent être percés au-dessus des sections de coulée, et des orifices d'aération ouverts doivent être disposés aux points les plus hauts de la cavité du moule.

   La surface totale de la section transversale de tous les évents doit être supérieure ou égale à la surface totale de la section transversale de toutes les entrées afin de garantir une évacuation des gaz sans obstruction.

3. Ventilation du noyau – Priorité absolue

   Type de noyau	Schéma de ventilation
   petit noyau simple	Percer des trous d'aération en position centrale
   Noyau complexe/courbe	Incorporer des fils de cire ou des cordes de paille, qui brûlent sous l'effet de la chaleur pour former des passages à gaz.
   Noyau rectangulaire lourd	Remplir l'intérieur de coke/laitier pour réduire l'épaisseur de la couche de sable et relier les trous d'aération percés sur les empreintes de carottes à la cavité intérieure.
   Noyau cylindrique long	Utiliser un tube en fer comme structure centrale, percer de petits trous radiaux dans le tube, enrouler une corde de paille à l'extérieur.

   
   

1. Augmenter la température de coulée de manière appropriée

   Après élévation de la température de coulée : la viscosité du métal en fusion diminue, améliorant sa fluidité ; le temps de formation de la croûte est prolongé, laissant aux gaz pénétrants le temps de remonter et de s’échapper. Les alliages d’aluminium sont particulièrement sensibles ; une coulée à basse température provoque presque inévitablement des défauts de porosité gazeuse.

2. Réduisez la vitesse de versement et obtenez un remplissage de moule régulier.

   Un coulage trop rapide entraînera l'entraînement de gaz et la formation de bulles d'air, que les noyaux de sable ne pourront pas évacuer à temps. Recommandations :

   Ralentir la vitesse à laquelle l'aluminium en fusion recouvre les noyaux de sable ;

   Réduisez au minimum la distance entre la louche et le godet de coulée ;

   Remplacez les buses de coulée coniques par des buses ovales plates pour éviter la formation de vortex ;

   Évitez les coudes brusques dans le canal d'alimentation afin de garantir que le métal en fusion remplisse la cavité du moule en douceur et sans à-coups.

3. Augmenter la hauteur du canal d'alimentation

   Cela augmente la pression statique du métal en fusion et accroît sa résistance à la pénétration des gaz. C'est un réglage simple, souvent négligé en production.

Recouvrir la surface des moules en sable de revêtements présentant une faible émission de gaz et une faible perméabilité, qui forment une barrière de gaz entre le métal en fusion et le sable de moulage pour empêcher le gaz de pénétrer dans la cavité du moule.

Pour prévenir la formation de piqûres sous la surface des pièces moulées en acier, il est possible d'ajouter une quantité appropriée de poudre de charbon ou d'huile lourde au sable de moulage afin de former un film gazeux réducteur et isolant à l'interface moule-métal. Parallèlement, la teneur en humidité du sable de moulage doit être maintenue à 5 % maximum et sa perméabilité au-dessus de 200. Dans ces conditions, l'application du revêtement de fonderie Xinda améliorera considérablement la protection contre la porosité.

Les revêtements de moules de la série Xinda sont conçus sur mesure pour répondre aux exigences de production anti-porosité. Grâce à leur très faible dégagement gazeux et à leur capacité à former un film compact, ils créent une couche isolante plus dense que les revêtements ordinaires, supprimant ainsi efficacement la formation de pores gazeux pénétrants et de micro-perforations sous-jacentes dans les pièces moulées en acier. Compatibles avec les procédés de moulage au sable argileux, au sable résineux furanique et au noyau à froid, les revêtements Xinda s'associent parfaitement à la poudre de charbon et à l'huile lourde pour réduire le taux de rebut dû aux défauts gazeux, améliorant considérablement l'état de surface et le rendement des pièces moulées en fer et en acier.