Dans le processus de production par fonderie, la qualité de la surface de travail des moules en sable (noyaux) en contact direct avec le métal en fusion exerce une influence critique sur la qualité de la fonderie.RevêtementLe revêtement des moules de fonderie ou des noyaux de sable constitue une méthode économique, pratique et très efficace pour améliorer la qualité de surface des pièces moulées. Lors de la coulée, la couche de revêtement se situe entre le métal en fusion et le moule, régulant et optimisant l'état de contact interfacial et les réactions à haute température entre le métal en fusion et le moule (noyau) en sable, et prévenant ainsi la formation de divers défauts de fonderie. Ces dernières années, face aux exigences de plus en plus strictes en matière de qualité des pièces moulées, la production et l'application de revêtements de haute qualité ont suscité un vif intérêt tant au niveau national qu'international.

I. Fonctions des revêtements

1. Amélioration de la qualité de surface

Les revêtements empêchent la pénétration mécanique, améliorent la précision dimensionnelle des pièces moulées et permettent d'obtenir une rugosité de surface optimale. Grâce à une couche de revêtement de qualité, la rugosité de surface des pièces moulées peut être réduite de Ra = 25–50 μm (sans revêtement) à Ra = 3,2–6,3 μm.

2. Prévenir la pénétration des produits chimiques

Pour les pièces moulées coulées à haute température avec une épaisseur de section importante, des revêtements de haute qualité présentant une excellente stabilité chimique à haute température et des additifs spéciaux peuvent empêcher les réactions chimiques entre le métal en fusion et les moules en sable, évitant ainsi la formation de couches de pénétration et permettant d'obtenir des surfaces de moulage lisses.

3. Amélioration de la résistance de la surface du moule et réduction des défauts tels que l'écaillage, l'érosion par le sable et les inclusions de sable

Les moules en sable (noyaux) à faible résistance superficielle (par exemple, les moules en sable vert argileux et les moules en sable soluble nécessitant une bonne compressibilité) ou les liants à basse température de décomposition thermique (par exemple, divers liants organiques) sont sujets à l'écaillage, à l'érosion du sable et aux inclusions de sable lors du coulage. Les revêtements à haute résistance et réfractarité contribuent à atténuer, voire à éliminer, ces défauts, élargissant ainsi la plage de températures d'utilisation des liants organiques.

4. Contrôle de la vitesse de refroidissement des pièces moulées pour prévenir les retassures, la porosité, les fissures et autres défauts

En utilisant des réfractaires de conductivités thermiques différentes et en ajustant l'épaisseur du revêtement, le taux de transfert de chaleur du métal en fusion vers le moule en sable peut être contrôlé, régulant ainsi la vitesse de refroidissement de la pièce coulée et prévenant les fissures et les défauts liés au retrait.

5. Protection contre les éléments nocifs pour éviter la porosité gazeuse, la carburation, l'absorption de soufre, la détérioration par nodularisation locale et autres défauts

Lors du moulage avec des résines furaniques azotées ou des sables de résine furanique durcis à l'acide benzènesulfonique et agents similaires, les pièces en acier sont sujettes à la porosité sous-cutanée ; les pièces en acier inoxydable à faible teneur en carbone peuvent subir une absorption de soufre et une carburation ; et les pièces en fonte ductile peuvent présenter une nodularisation localisée. Un revêtement fritté dense constitue une barrière efficace contre la réaction de l'azote, du soufre et du carbone provenant du moule en sable (noyau) avec le métal en fusion, éliminant ainsi la porosité sous-cutanée, la carburation, l'absorption de soufre dans les pièces en acier et la détérioration par nodularisation localisée dans les pièces en fonte ductile.

6. Modification de la composition de surface, de la microstructure et des propriétés des pièces moulées

Des revêtements isolants et réfrigérants spécialisés modifient les vitesses de refroidissement et de cristallisation du métal en fusion, produisant des microstructures de fonte blanche et de fonte inversée sur les surfaces des pièces moulées afin d'obtenir la dureté et les propriétés mécaniques souhaitées. L'ajout de poudres métalliques de même composition que le métal coulé ou présentant des paramètres de maille similaires aux revêtements fournit des sites de nucléation pour l'affinage du grain. L'incorporation d'éléments métalliques ou de poudres d'alliage dont le point de fusion est légèrement inférieur à la température de coulée du métal en fusion permet l'alliage de surface des pièces moulées par diffusion en phase liquide. Lorsque des éléments métalliques ou des poudres d'alliage sont ajoutés et que leur point de fusion est supérieur à la température de coulée, ils ne s'allient pas à la surface de la pièce moulée mais s'y incorporent, lui conférant des propriétés de surface spécifiques telles que la résistance à l'usure.

Prenons l'exemple du moulage en sable : selon des statistiques approximatives, les coûts de nettoyage des pièces moulées représentent généralement environ 30 % du coût total de production. L'utilisation de revêtements réduit ces coûts de plus de 10 %, tandis que les dépenses liées au revêtement et à son application ne représentent qu'environ 5 % du coût total de production. Par conséquent, les revêtements permettent de réduire les coûts globaux de production par moulage de plus de 5 %, sans compter les avantages supplémentaires liés à la réduction des taux de rebut et à l'amélioration des propriétés mécaniques.

II. Méthodes de sélection des revêtements pour moules (noyaux) en sable

III. Précautions d'application du revêtement

1. Agitation et dilution des enrobages

Les revêtements doivent être soigneusement agités avant utilisation, puis dilués avec une quantité appropriée de solvant jusqu'à l'obtention de la viscosité requise en fonction des conditions d'application. Les viscosités faibles sont recommandées pour la pulvérisation, l'immersion, le revêtement par coulée ou pour les moules en sable à faible perméabilité et faible résistance ; les viscosités élevées conviennent au revêtement au pinceau ou aux moules en sable à haute perméabilité et résistance.

2. Épaisseur du revêtement

Une couche de revêtement trop mince ne permet pas d'obtenir une qualité de surface satisfaisante, même avec d'excellentes performances de revêtement, tandis qu'une couche trop épaisse engendre un gaspillage inutile. L'épaisseur du revêtement doit être minimisée tout en assurant une protection optimale contre la pénétration, afin de préserver les matériaux et d'améliorer la résistance à la fissuration. L'épaisseur de revêtement standard se situe entre 0,15 et 1 mm, et entre 1 et 2 mm pour les pièces moulées très lourdes. Les valeurs les plus faibles s'appliquent aux pièces en fonte, tandis que les valeurs les plus élevées sont utilisées pour les pièces en acier et en cuivre moulés. L'épaisseur par application ne doit pas dépasser 0,3 mm. Les revêtements épais nécessitent plusieurs passes : la première couche doit être semi-séchée (pour les revêtements à base d'eau) ou calcinée, séchée et refroidie à température ambiante (pour les revêtements à base d'alcool) avant l'application de la seconde couche.

3. Durcissement du revêtement

Les revêtements à base d'eau doivent être appliqués avant le séchage ou le séchage superficiel des moules (noyaux) en sable de silicate de sodium. Les sables résineux à prise à chaud et les sables bitumineux sont généralement revêtus après séchage, en utilisant la chaleur résiduelle ou en subissant une seconde cuisson. Les moules (noyaux) en argile sèche ou séchés en surface peuvent être revêtus avant ou après séchage. Les températures de séchage des revêtements à base d'eau varient de 100 à 450 °C. Lors du séchage superficiel au chalumeau, au gaz ou à la flamme oxyacétylénique, il convient d'éviter de concentrer la chaleur sur des zones localisées afin de prévenir la surchauffe des liants. Les revêtements à base d'alcool doivent être enflammés et séchés immédiatement après application pour éviter une pénétration et une évaporation excessives du solvant. Si l'allumage échoue ou si la combustion est incomplète en raison d'un temps de repos prolongé, une petite quantité d'alcool peut être pulvérisée sur le revêtement pour faciliter la combustion. Pour les grands moules (noyaux) en sable, un séchage localisé peut être envisagé.

4. Stockage du revêtement

Les revêtements à base d'eau doivent être protégés du rayonnement solaire direct et du gel pendant le stockage. Les revêtements à base d'alcool nécessitent un stockage hermétique, une protection contre le feu et l'humidité.

De plus, pour obtenir une adhérence optimale du revêtement, le support en sable (noyau) doit présenter une surface relativement lisse, une compacité uniforme et une résistance suffisante. Dans le cas contraire, l'application sera difficile et le revêtement risque de se fissurer ou de s'écailler.

En conclusion, le choix du bon revêtement et son application correcte sont essentiels pour obtenir des pièces moulées de haute qualité.Revêtements de fonderie XindaNous proposons des solutions fiables et sur mesure pour différents systèmes de moulage au sable, vous aidant à minimiser les défauts, à réduire les coûts de nettoyage et à optimiser l'efficacité de la production.