Lors de la production en fonderie, la qualité de surface des faces de travail des moules et noyaux en sable, en contact direct avec le métal en fusion, influe considérablement sur la qualité des pièces moulées. Le revêtement réfractaire de ces surfaces constitue une méthode rentable et très efficace pour améliorer l'état de surface des pièces moulées. Lors de la coulée, la couche de revêtement forme une barrière entre le métal en fusion et le moule, régulant et optimisant les conditions de contact ainsi que les réactions interfaciales à haute température entre le métal en fusion et le moule/noyau en sable, et prévenant ainsi de nombreux défauts de moulage. Ces dernières années, face aux exigences de plus en plus strictes en matière de qualité des pièces moulées, les fabricants, tant nationaux qu'internationaux, ont accordé une grande importance à la production et à l'application de revêtements de fonderie haute performance.

I. Fonctions essentielles des revêtements de moules

Des revêtements sont appliqués sur les surfaces de travail des moules et noyaux en sable qui entrent en contact avec le métal en fusion. Ils isolent le métal en fusion du substrat de sable, améliorant ainsi considérablement la qualité de la coulée et réduisant les coûts de production grâce à six fonctions essentielles :

1. Améliorer l'état de surface des pièces moulées et éliminer les brûlures mécaniques.

Les pièces moulées non revêtues présentent une rugosité de surface de Ra 25 à 50 μm, tandis qu'un revêtement qualifié peut la réduire à Ra 3,2 à 6,3 μm et améliorer simultanément la précision dimensionnelle de la pièce moulée.

2. Résister aux réactions chimiques à haute température pour éviter la brûlure chimique

Pour les pièces moulées de forte épaisseur coulées à haute température, l'excellente stabilité chimique à haute température du revêtement bloque les réactions chimiques entre le métal en fusion et le sable de moulage, évitant ainsi la formation de couches brûlées difficiles à nettoyer.

3. Améliorer la résistance de la surface du moule afin de réduire les inclusions de sable, les défauts de délavage et les piqûres de sable.

Pour les moules à faible résistance de surface tels que le sable d'argile verte, le sable de verre soluble compressible et le sable de résine organique, la couche de revêtement réfractaire à haute résistance résiste à l'érosion par le métal en fusion et élargit la plage de températures d'application des liants organiques.

4. Réguler la vitesse de refroidissement pour éviter les cavités de retrait, la porosité de retrait et les fissures.

En utilisant des poudres réfractaires de conductivités thermiques différentes et en ajustant l'épaisseur du revêtement, le taux de transfert de chaleur du moule est modifié afin d'équilibrer la solidification de la pièce coulée et d'éliminer les défauts de retrait et de fissuration à chaud.

5. Bloquer les éléments nocifs pour prévenir les piqûres, la carburation, l'absorption de soufre et une mauvaise nodularité.

Les pièces en acier moulées avec du sable de résine furanique ont tendance à développer des piqûres sous-jacentes ; l’acier inoxydable à faible teneur en carbone subit une carburation et une incorporation de soufre ; la fonte ductile peut présenter une nodularité de graphite localement faible. Des revêtements frittés denses empêchent la migration des éléments N, S et C du moule en sable vers le métal en fusion.

6. Personnaliser la microstructure et les performances des surfaces de coulée

• Revêtements spéciaux isolants/refroidissants : Ajuster les vitesses de refroidissement et de cristallisation pour former des couches de surface refroidies ou refroidies à l’envers afin d’obtenir la dureté de surface ciblée.

• Additifs en poudre métallique homologue : agissent comme noyaux de cristallisation pour affiner les grains de coulée.

• Additifs en poudre d'alliage à bas point de fusion : permettent l'alliage de surface par diffusion de liquide à haute température.

• Additifs en poudre à point de fusion élevé et résistants à l'usure : incorporés aux surfaces de moulage pour conférer des propriétés spécifiques telles qu'une résistance à l'usure accrue.

L'ébavurage représente environ 30 % du coût total de production des pièces moulées. Les revêtements réduisent les dépenses d'ébavurage de plus de 10 %, tandis que les coûts de revêtement et d'application ne représentent que 5 % du coût total de production. L'économie globale sur le coût de production dépasse 5 %. Parmi les autres avantages, citons une réduction drastique du taux de rebut et une amélioration des propriétés mécaniques des pièces moulées.

II. Indicateurs clés de performance des revêtements

1. Propriétés physiques et chimiques (caractéristiques intrinsèques de base)

• Densité:Masse par unité de volume. La densité est utilisée sur les chaînes de production pour évaluer rapidement la consistance du revêtement, qui varie en fonction de l'ajout de solvant.

• Stabilité de la suspension :Résistance à la sédimentation de la poudre et au décollement des couches. Critère d'essai : absence de sédimentation importante après 24 heures pour les revêtements à base d'eau et après 8 heures pour les revêtements à base d'alcool. Une faible stabilité de la suspension entraîne une épaisseur de revêtement irrégulière et une application difficile.

• Viscosité:Résistance à l'écoulement interne du revêtement. Une viscosité trop élevée entraîne une mauvaise fluidité, une application au pinceau laborieuse, une accumulation de revêtement et une pénétration insuffisante dans le moule en sable. Une viscosité trop faible favorise la sédimentation de la poudre et produit des revêtements protecteurs trop fins.

2. Propriétés de traitement et d'application

• Mouillage et pénétration :Le revêtement doit impérativement mouiller la surface du moule en sable pour pénétrer le substrat et assurer une forte adhérence. Un mouillage insuffisant entraîne un défaut de couverture et un décollement ; l’ajout de tensioactifs permet d’optimiser le mouillage et la pénétration.

• Facilité de brossage et de nivellement :L'application au pinceau est facilitée par la glisse du revêtement, qui glisse sans effort. Ce revêtement humide résiste aux craquelures et au fendillement, et s'étale naturellement pour former une surface lisse et uniforme.

3. Performance du service pendant le service

• Résistance et adhérence du revêtement :Le revêtement ne doit pas libérer de poudre, s'écailler ou se détacher lors de la manipulation du moule, de sa fermeture et de l'érosion par le métal en fusion à haute température.

• Résistance aux chocs thermiques et aux fissures :Aucune fissure de retrait ne se forme lors du séchage à l'air ou au four, et aucune fissuration ne se produit sous l'effet d'un choc thermique instantané dû au métal en fusion afin d'éviter les défauts de piqûres causés par des fragments de revêtement.

• Performance anti-brûlure :L'indicateur principal des revêtements. Les revêtements doivent correspondre au matériau de fonderie, à l'épaisseur de la section et à la température de coulée afin d'éliminer complètement tout type de défauts de brûlure.

III. Sélection du revêtement selon le type de moule

IV. Spécifications d'exploitation standard sur site pour l'application de revêtements

1. Agitation, dilution et ajustement de la viscosité

Bien mélanger le contenu du seau de revêtement avant utilisation. Diluer avec un solvant (eau/alcool) jusqu'à obtenir la viscosité souhaitée en fonction de la méthode d'application et de la résistance du moule.

• Faible viscosité (dilution plus fine) :Pour la pulvérisation, le trempage, le revêtement par écoulement ; moules à faible perméabilité et à faible résistance de surface.

• Viscosité élevée (dilution minimale, consistance plus épaisse) :Pour le brossage manuel ; moules denses à haute résistance de surface.

2. Contrôle de l'épaisseur du revêtement

• Moulages standard :Épaisseur du revêtement : 0,15 à 1 mm ; pièces moulées lourdes et de grande taille : 1 à 2 mm. Utiliser la limite inférieure pour les pièces moulées en fonte et la limite supérieure pour les pièces moulées en acier et en cuivre.

• Épaisseur maximale d'une seule couche :≤ 0,3 mm. Plusieurs couches sont nécessaires pour obtenir des couches épaisses :

  Revêtements à base d'eau : n'appliquez la couche suivante qu'après que la première couche ait légèrement séché à l'air libre.

  Revêtements à base d'alcool : Ne réappliquer qu'une fois la première couche complètement séchée à la flamme et refroidie à température ambiante.

• Principe:Réduire l'épaisseur du revêtement au minimum tout en respectant les exigences anti-brûlure afin d'économiser les matières premières et d'améliorer la résistance aux fissures dues aux chocs thermiques.

3. Procédé de séchage et de durcissement du revêtement

• Revêtements à base d'eau :

Application du revêtement : Appliquer le revêtement sur le sable de silicate de sodium avant séchage au four ou séchage en surface. Appliquer le revêtement sur le sable de résine thermodurcissable et le sable huilé après séchage, en utilisant la chaleur résiduelle ou en effectuant un second séchage au four. Le revêtement peut être appliqué avant ou après séchage pour les moules et noyaux en argile séchés au four ou en surface.

Plage de température de séchage : 100 à 450 °C. Éviter un chauffage localisé prolongé à la flamme afin de prévenir la surchauffe et la dégradation des liants de sable.

• Revêtements à base d'alcool :

Enflammer et sécher le revêtement immédiatement après application afin d'éviter une pénétration excessive de solvant et une perte de composés volatils.

En cas d'application tardive entraînant une combustion incomplète, vaporisez légèrement d'alcool sur le revêtement pour favoriser une combustion complète. Pour les grands moules, procédez à un séchage localisé à la flamme par sections.

4. Exigences de stockage des revêtements

• Revêtements à base d'eau :Conserver à l'abri de la lumière directe du soleil et protéger du gel en hiver afin d'éviter la sédimentation et la détérioration de la poudre.

• Revêtements à base d'alcool :Conserver hermétiquement fermé pendant le stockage ; mettre en œuvre des mesures strictes de prévention des incendies et d'étanchéité afin d'éliminer les risques pour la sécurité.

5. Exigences préalables (Prérequis pour une performance optimale du revêtement)

Le support du moule/noyau en sable doit présenter une surface lisse, un compactage uniforme et une résistance générale suffisante. Un sable meuble ou une surface très irrégulière peuvent facilement entraîner des fissures, un décollement et un écaillage du revêtement, même avec des revêtements haute performance.

Revêtements de moules et de noyaux XindaNos revêtements représentent des matériaux auxiliaires économiques et performants pour les opérations de fonderie. Notre gamme complète de revêtements à base d'eau et d'alcool s'adapte précisément à divers procédés de moulage. Pour obtenir des résultats de fonderie optimaux, il est essentiel de contrôler rigoureusement quatre étapes critiques : le mélange et la dilution, l'épaisseur du revêtement, le séchage et le durcissement, ainsi que le stockage standardisé. Grâce à leurs performances réfractaires supérieures, les revêtements Xinda éliminent les défauts de fonderie courants tels que les brûlures, les piqûres, les porosités et les fissures thermiques, améliorant considérablement la qualité de surface des pièces finies tout en réduisant drastiquement les coûts de main-d'œuvre d'ébarbage et les pertes de rebuts pour les fonderies du monde entier.