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Dans la longue histoire de la civilisation humaine, la technologie de coulée des métaux joue sans aucun doute un rôle central. Des simples récipients en bronze de l’Antiquité aux composants mécaniques complexes et sophistiqués de l’industrie moderne, la coulée de métaux, en tant que processus de fabrication ancien et dynamique, a été témoin de la glorieuse histoire du progrès technologique humain. Cette technologie affecte non seulement profondément nos méthodes de production, mais enrichit également considérablement la culture matérielle de la société humaine. AinsiComment fonctionne la coulée de métal ?Aujourd’hui, leL’équipe de Longshengemmène tout le monde dans l’océan de connaissances sur la coulée de métal pour le découvrir.
Qu’est-ce que la coulée de métal ?
La coulée de métal est un processus de fabricationqui consiste à verser du métal en fusion dans des moules pour créer des pièces métalliques en 3D. Le moule contient des cavités de la géométrie souhaitée et le métal en fusion refroidit pour former la pièce solidifiée.
Le mot « coulée » fait également référence à des pièces fabriquées par un procédé de coulée, qui remonte à 6 000 ans. Historiquement, les procédés de moulage ont été utilisés pour créer des pièces complexes et de grande taille qui seraient difficiles ou coûteuses à créer en utilisant d’autres procédés de fabrication.
La coulée est le premier choix pour les géométries complexesparce qu’il est plus rentable et que le processus est plus simple que, par exemple,Usinage CNC.Mais le moulage est également largement utilisé pour les formes les plus simples en raison de son délai d’exécution rapide et de ses grandes capacités de production. Aujourd’hui, l’utilisation de produits coulés est si répandue que, quel que soit l’environnement dans lequel vous vous trouvez, vous ne pouvez pas éviter d’utiliser des produits coulés. Parmi les exemples de produits en métal coulé, citons les blocs moteurs, les bouches d’incendie, les moteurs électriques, les outils, les feux de circulation, les regards, les tuyaux, les vannes et divers raccords.
Quels sont les avantages et les inconvénients de la coulée de métal ?
En tant que procédé de formage des métaux avec une longue histoire,La coulée de métal joue un rôle essentiel dans la fabrication moderne. Il est non seulement capable de produire des pièces métalliques aux formes complexes et aux dimensions précises, mais il a également une utilisation élevée des matériaux et une rentabilité. ToutefoisLa coulée de métal présente également des défis et des limites inhérents.
Avantages de la coulée de métal
- Les processus de coulée de métaux peuvent fabriquer des pièces aux formes complexes, en particulier des cavités internes compliquées, telles que des boîtes, des blocs-cylindres, etc. ;
- Large gamme d’adaptations ;
- LeLe processus de coulée de métal peut utiliser du fer à faible coûtet la ferraille d’acier, les débris de broyage, etc., et le matériel de coulée sont relativement faibles.
- La taille et le poids sont presque illimités avec les pièces de coulée de métal ;
- La forme et la taille des pièces moulées sont très proches de la pièce. Par conséquent, le processus de coulée des métaux réduit la quantité de travail d’usinage supplémentaire et économise les matériaux métalliques.
Inconvénients de la coulée de métal
- Les opérations de production relativement plus complexes rendent les processus de moulage plus difficiles à contrôler entièrement ;
- Les pièces de coulée sont plus susceptibles de subir des défauts de coulée ;
- Cohérence dimensionnelle et précision relativement médiocres ;
- Par rapport aux pièces forgées de même taille et de même forme, la qualité intrinsèque des pièces moulées est plus faible et la capacité de charge est inférieure à celle des pièces forgées ;
- Mauvais environnement de travail avec une température élevée, de la poussière et une intensité de travail élevée.
Comment fonctionne la coulée de métal ?
Le processus de coulée de métal est un processus dans lequel le métal est fondu en un liquide qui répond à certaines exigences et versé dans un moule. Après refroidissement, solidification et nettoyage, on obtient une pièce moulée avec une forme, une taille et des performances prédéterminées. Voici une introduction détaillée à laProcédé de coulée de métal:
- Préparation du motif :Les premières étapes de laLe processus de coulée de métal implique souvent la création d’un motif, qui est une réplique exacte de la pièce finale utilisée dans la fabrication ultérieure des moules. Les modèles sont disponibles dans une variété de matériaux, y compris des types durables tels que le bois et le plastique, ainsi que des matériaux en cire à usage unique, en fonction de vos besoins de moulage.
- Conception du noyau :Pour les pièces qui doivent être coulées avec des structures creuses, la conception du noyau est cruciale. Il s’agit d’un morceau de matériau solide placé dans la cavité du moule pour définir la géométrie interne de la pièce moulée. Par exemple, lors de la coulée d’objets tubulaires, un noyau cylindrique est placé à l’intérieur d’un moule cylindrique plus grand pour s’assurer qu’une structure creuse correspondante est formée à l’intérieur de la pièce moulée.
- Formage de moules :La méthode de fabrication du moule varie en fonction du processus de coulée. Les moules métalliques permanents sont usinés avec précision à l’aide deMachines CNC, tandis que les moules en sable sont construits en appliquant un mélange de sable couche par couche à la surface du modèle. La fabrication de moules est une compétence professionnelle qui couvre l’ensemble du processus, de la conception au moulage.
- Remplissage du moule :Le métal est chauffé à l’état fondu et injecté dans la cavité du moule par gravité ou par pression. Dans la coulée par gravité, le métal en fusion s’écoule naturellement dans le moule ; Dans le moulage sous pression à haute pression, le métal est forcé dans le moule sous haute pression, ce qui nécessite une force de serrage élevée pour assurer l’intégrité et la sécurité du moule.
- Éjection de la pièce :Une fois que la pièce moulée a refroidi et s’est solidifiée, elle peut être retirée du moule. Pour le moulage au sable, cela signifie généralement la destruction du moule pour libérer le moulage ; Alors que pour les processus de coulée utilisant des moules permanents, les deux moitiés du moule peuvent être séparées pour permettre la réutilisation du moule.
- Post-traitement :Avant d’être mises en service, les pièces en métal moulé doivent être nettoyées (par exemple, en éliminant les résidus de moule) et d’autres étapes de post-traitement nécessaires pour garantir la qualité et les performances des pièces.
Quels types de méthodes de coulée de métal existent ?
1. Moulage au sable
Le moulage au sable est un procédé de coulée universel qui peut être utilisé pour couler n’importe quel alliage métallique, qu’ils soient ferreux ou non ferreux. Il est largement utilisé dans la production de masse dans les unités industrielles telles que les pièces de moulage de métaux automobiles telles que les blocs moteurs, les culasses, les vilebrequins, etc.
Le processus utilise des moules fabriqués à partir de matériaux à base de silicium, tels que du sable naturellement lié ou du sable synthétique, pour créer une surface de moule lisse. La surface du moule comporte deux parties, le moule supérieur (partie supérieure) et le moule inférieur (partie inférieure). Une tasse verseuse est utilisée pour verser le métal en fusion dans le moule, où il se solidifie pour former la forme finale. Enfin, l’excédent de métal est coupé pour compléter le produit final de coulée de métal.
2. Le casting
Alors que le moulage au sable peut faire fondre des alliages avec des points de fusion plus élevés, vous pouvez utiliser le moulage sous pression pour façonner des métaux avec des points de fusion plus bas. Après avoir changé le matériau d’un liquide solide à un liquide fondu chaud, vous pouvez l’injecter dans un moule moulé sous pression à longue durée de vie en acier trempé. Ces outils sont constitués d’une cavité, d’un noyau et parfois d’un insert. Contrairement au moulage par injection plastique, l’usinage des caractéristiques latérales après le moulage est parfois plus réalisable que l’utilisation d’actions latérales. Le moulage sous pression remonte au 19ème siècle.
Depuis son émergence dans le monde manufacturier, deux types de programmes ont été développés pour votre usage. Le premier est une chambre chaude, qui comporte un four intégré à l’intérieur de la machine pour faire fondre le matériau. Si vous utilisez le procédé de la chambre froide, la deuxième procédure, vous faites fondre le matériau dans un four séparé, puis vous déplacez le matériau fondu dans la chambre d’injection. Vous pouvez mettre en œuvre le moulage sous pression pour la production en grand volume de pièces aérospatiales et automobiles, ainsi que de jouets, de meubles et d’appareils électroniques. Le moulage sous pression est fourni par les services de base de Longsheng, et les devis peuvent être créés via le moteur de devis instantané.
3. Moulage à la cire perdue
Moulage à la cire perdue, également connu sous le nom de moulage à la cire perdue, utilise un motif en cire jetable recouvert d’un matériau céramique qui se solidifie dans la forme de la pièce moulée. La première étape de ce processus de moulage consiste à créer un motif en cire, généralement en cire ou en plastique. Parce que le processus nécessite des mesures précises, de multiples essais et erreurs font du moulage de précision un processus de fabrication coûteux. La cire est versée dans le moule, soigneusement retirée, puis recouverte d’un adhésif ou d’un matériau réfractaire pour former une coquille épaisse. De plus, plusieurs modèles sont assemblés sur la porte principale. Une fois la coquille durcie, le modèle est retourné et chauffé au four pour enlever la cire. Le métal fondu est versé dans la coquille restante et se solidifie dans la forme du moule en cire. De plus, la coque réfractaire est brisée pour révéler la pièce moulée finie. Ce procédé de coulée est couramment utilisé pour fabriquer des composants de production d’énergie, automobiles et aérospatiaux.
4. Coulée centrifuge
La coulée centrifuge, également connue sous le nom de coulée par centrifugation, est un processus qui utilise la force centrifuge pour fabriquer industriellement des pièces cylindriques. Ce type de coulée de métal utilise un moule rotatif préchauffé dans lequel le métal en fusion est versé. La force centrifuge aide à disperser le métal en fusion à l’intérieur du moule à haute pression.
Il existe trois types de coulée centrifuge : le processus de coulée centrifuge véritable, le processus de coulée semi-centrifuge et le processus de coulée centrifuge verticale. La coulée semi-centrifuge diffère de la coulée centrifuge véritable en ce qu’elle utilise une porte pour remplir complètement le moule. Cependant, dans la véritable coulée centrifuge, le métal en fusion colle aux côtés en raison de la rotation continue. En revanche, la coulée centrifuge verticale, comme son nom l’indique, utilise le moulage directionnel, suivant le même processus que la véritable coulée centrifuge.
En règle générale, la coulée centrifuge produit une forme rotative qui ressemble à un cylindre. Surtout les pièces telles que les roulements, les disques d’embrayage, les segments de piston et les chemises de cylindre. De plus, le versement de métal au centre du moule permet de réduire les défauts tels que la porosité, le retrait et les poches d’air. Cependant, il ne fonctionne pas avec tous les types d’alliages métalliques.
5. Coulée continue
La coulée continue est une méthode de coulée avancée. Son principe est de verser en continu du métal en fusion dans un moule métallique spécial appelé cristalliseur. Les pièces moulées solidifiées (croûtées) sont coulées en continu à partir de l’autre extrémité du cristalliseur. , puis tirez-le d’une extrémité pour obtenir un moulage de n’importe quelle longueur ou d’une longueur spécifique.
6. Coulée de mousse perdue
Le moulage en mousse perdue est similaire au moulage de précision, sauf qu’il utilise de la mousse au lieu de la cire comme modèle. Une fois le modèle formé, il est recouvert de céramique réfractaire par trempage, enduction, pulvérisation ou brossage. Le métal en fusion est ensuite versé dans des moules pour former le produit souhaité.
7. Coulée de coquille
Le nom de coulée de coquilles fait référence à un processus qui consiste à couler une coquille de silice, de sable et de résine autour d’un motif métallique chauffé. Vous pouvez ensuite retirer la coquille et verser le métal en fusion dans la cavité. Vous vous demandez peut-être pourquoi le moulage en coquille est choisi plutôt que le moulage au sable, d’autant plus que le moulage en coquille est plus cher dans certains cas. Le moulage en coquille peut vous donner des dimensions de produit plus précises, des finitions plus belles et de plus grandes quantités tout en réduisant la main-d’œuvre.
8. Moulage sous pression
Il s’agit d’une méthode de solidification et d’écoulement formant du métal liquide ou semi-solide sous haute pression pour obtenir directement des pièces ou des ébauches. Il présente les avantages d’un taux d’utilisation élevé de métal liquide, d’un processus simplifié et d’une qualité stable. Il s’agit d’une technologie de formage des métaux économe en énergie avec des perspectives d’application potentielles.
9. Moulage sous vide
Le moulage sous vide est un procédé de moulage sous pression avancé qui améliore les propriétés mécaniques et la qualité de surface des moulages sous pression en éliminant ou en réduisant considérablement les pores et les gaz dissous dans les moulages sous pression en pompant le gaz dans la cavité du moule de moulage sous pression pendant le processus de moulage sous pression.
10. Moulage sous pression par gravité
Ce processus tire parti de la loi de la physique que nous connaissons tous les jours. Le moulage sous pression par gravité vous permet d’enduire la cavité d’un moule, d’y verser du métal chaud et d’attendre que la gravité fasse son travail, c’est-à-dire diriger le matériau pour qu’il s’écoule vers l’intérieur et vers le bas, et lui permet de refroidir et de se solidifier. Qu’il soit effectué manuellement ou automatiquement, ce processus prend un peu plus de temps que les autres, mais vous constaterez qu’il est relativement moins cher et idéal pour créer des finitions lisses. C’est un excellent choix si vous souhaitez fabriquer de petites pièces qui fonctionnent bien dans les ustensiles de cuisine, l’éclairage et les automobiles.
11. Coulée à haute pression
Cette méthode tire pleinement parti de la pression, de la vitesse et de la chaleur élevées, ce qui en fait un choix approprié pour toute industrie dans laquelle vous travaillez.Coulée à haute pressionVerse rapidement le métal en fusion dans un moule à des réglages de pression et de volume spécifiques, ce qui permet d’obtenir un produit impeccable, efficace et facilement reproductible. Vous devez porter une attention particulière aux bons réglages de votre machine pour vous assurer que les formes sont remplies et refroidies correctement et rendues comme vous le souhaitez.La coulée à haute pression peut être utilisée dans une variété d’applications, de la fabrication de jouets à la fabrication de pièces pour voitures ou d’appareils électroménagers.
12. Coulée à basse pression
Par rapport à la technologie de coulée à haute pression,La coulée à basse pression utilise une pression relativement basse pour terminer la couléeet le processus de refroidissement du métal en fusion. Ce procédé est particulièrement adapté à la production de pièces nécessitant une résistance et une durabilité accrues. Dans le moulage à basse pression, le flux continu de métal assure une forme précise de la pièce et un remplissage uniforme. Si les caractéristiques de la pièce que vous recherchez incluent la complexité structurelle, la douceur de la surface, ainsi que des arêtes et des contours tranchants, alors la coulée à basse pression est certainement une option qui vaut la peine d’être considérée. Cependant, si vous avez des exigences strictes pour les conceptions à paroi mince et les cycles de production rapides, la coulée à basse pression peut ne pas être la méthode la plus appropriée. EncoreLa coulée à basse pression est utilisée dans un large éventail d’applications, produisant des pièces allant des emporte-pièces à pression pour les cuisines aux roues de véhicules en passant par les culasses de machines.
Quelles sont les applications courantes de la coulée de métal ?
En tant que processus de fabrication important, la coulée de métaux a une pénétration étendue et profonde dans des applications pratiques. Ce qui suit est une introduction détaillée àLes domaines d’application pratiques de la coulée de métaux:
1. Industrie automobile
Dans l’industrie automobile,La technologie de coulée de métaux a été largement utilisée pour produire une variété de pièces automobiles, y compris, mais sans s’y limiter, les blocs moteurs, les culasses, les vilebrequins, les bielles, les carters de transmission, les carters de pompe à eau, les tuyaux d’échappement et les jantes en alliage léger, etc. En outre, il comprend également d’autres pièces de forme complexe, telles que des arbres, des engrenages, des roulements, etc. Ces pièces constituent une partie critique de la voiture et nécessitent un haut degré de résistance, de précision et une longue durée de vie. En raison du développement continu de la technologie de construction automobile, des exigences plus élevées sont imposées à la qualité des pièces moulées, et des méthodes de traitement avancées doivent être utilisées pour s’assurer que leurs performances répondent aux exigences de conception. La technologie de coulée de métaux peut répondre aux normes ci-dessus, apportant une méthode de fabrication stable à l’industrie de la production automobile.
2. Industrie aérospatiale
Dans le domaine de l’aérospatiale, l’application de la technologie de coulée des métauxest également cruciale. Avec le développement de la science et de la technologie modernes, des exigences plus élevées ont été imposées à la précision et à la résistance des pièces d’aviation. Cet équipement est capable de fabriquer une variété de formes complexes et de composants très précis, y compris, mais sans s’y limiter, des aubes de moteur d’avion, des disques de turbine, des chambres de combustion de turboréacteurs, des carters de nacelle de moteur et des structures globales du fuselage. Dans le même temps, étant donné que de nombreuses pièces des produits aéronautiques sont en métal, des exigences plus élevées sont également imposées aux matériaux. Ces composants doivent être légers, à haute résistance, à haute stabilité et avoir une excellente résistance à la corrosion. Par conséquent, l’industrie de la fonderie de métaux est l’un des processus clés indispensables dans le domaine aérospatial. La méthode de coulée du métal garantit la haute qualité et les excellentes performances de ces pièces, fournissant un support solide pour l’avancement de l’industrie aérospatiale.
3. Fabrication de machines et industrie de l’énergie électrique
Dans la production de machines et l’industrie de l’énergie, la technologie de coulée des métaux a également été largement utilisée. Avec l’amélioration de la science et de la technologie, l’industrie de la coulée de métaux s’est développée rapidement. L’équipement est capable de fabriquer une variété de composants moulés complexes et à grande échelle, y compris, mais sans s’y limiter, des poupées de machines-outils, des cadres pivotants, des carters de turbines à vapeur, des supports pour soutenir les câbles de terrassement, des traversées de câbles d’alimentation et des cadres d’enroulement de transformateur. attendre. Avec le développement de la science et de la technologie, en particulier l’application généralisée de la technologie informatique dans l’industrie de la fabrication de machines, l’industrie de la fonte des métaux s’est développée rapidement. Ces pièces moulées doivent répondre à une résistance élevée, à l’usure et à haute température, et la technologie de coulée de métaux peut répondre à ces normes, fournissant un outil de fabrication efficace pour la fabrication de machines et l’industrie de l’énergie.
4. Fabrication d’équipements médicaux
Dans le domaine de la production de dispositifs médicaux, la technologie de coulée des métaux joue également un rôle extrêmement critique.Par exemple, les implants médicaux comprennent des prothèses et des os, qui peuvent être fabriqués en appliquant des méthodes de moulage du métal. Tous ces dispositifs implantés nécessitent une excellente biocompatibilité et des propriétés mécaniques pour assurer la sécurité et le confort du patient. La méthode de coulée des métaux peut répondre de manière satisfaisante à ces besoins, ce qui fournit un outil stable et fiable pour la production de dispositifs médicaux.
5. Nécessités quotidiennes et équipements industriels
De plus,La technologie de coulée de métaux est également utilisée par les gens pour les besoins quotidiens et la fabrication d’équipements industriels. Par exemple, les équipements courants tels que les robinets, les robinets, les réservoirs de bière et de gaz, ainsi que diverses pièces et composants de transmission dans les équipements industriels, peuvent tous être fabriqués par le processus de coulée de métal. Cet ensemble de produits doit avoir d’excellentes propriétés de durabilité et d’esthétique, et la technologie de coulée de métaux peut répondre à ces normes, apportant ainsi une grande commodité à notre vie quotidienne et à la production industrielle.
Foire aux questions
1. Comment fonctionne la coulée de métal ?
LeLe processus de coulée de métal est un processusdans lequel le métal est fondu dans un liquide qui répond à certaines exigences et versé dans un moule. Après refroidissement, solidification et nettoyage, on obtient une pièce moulée avec une forme, une taille et des performances prédéterminées.
2.Quelles sont les cinq principales étapes du processus de coulée de métal ?
LeCinq étapes principales du processus de coulée de métalsont : (1) Préparation du moule : Les moules de coulée peuvent être divisés en moules en sable, moules métalliques, moules en céramique, moules en argile, moules en graphite, etc. selon les matériaux utilisés. Ils peuvent être divisés en types jetables et types semi-permanents en fonction du nombre d’utilisations. type et le type permanent. (2) Fusion et coulée des métaux coulés : Les métaux coulés (alliages coulés) comprennent principalement la fonte, l’acier moulé et les alliages non ferreux moulés. (3) Solidification et refroidissement de la coulée : Le métal est refroidi et solidifié dans le moule de coulée pour former la forme de coulée requise. (4) Traitement de coulée : Le traitement de coulée comprend l’élimination des corps étrangers à la surface du noyau et du moulage, l’enlèvement de la colonne montante, le pelletage des bavures et des coutures et d’autres saillies, ainsi que le traitement thermique, la mise en forme, le traitement antirouille et l’usinage grossier. (5) Inspection de la coulée : Effectuez une inspection de la qualité sur les pièces moulées pour vous assurer qu’elles répondent aux exigences de conception. Le contenu de l’inspection comprend la précision dimensionnelle, la qualité de surface, les défauts internes, etc.
3.Quelle est la meilleure méthode de coulée de métal pour les débutants ?
La meilleure méthode de coulée de métal pour un débutant dépend de l’objectif de l’apprentissage, des ressources disponibles et de la complexité et des exigences de performance de la coulée souhaitée. D’une manière générale, cependant, le moulage au sable est une méthode de moulage relativement simple et facile à apprendre. Le moulage au sable est peu coûteux, relativement simple à utiliser et peut produire des pièces moulées dans une variété de formes et de tailles. De plus, le moulage au sable a également une bonne flexibilité et adaptabilité, et peut être modifié et ajusté selon les besoins.
4.Quelles industries utilisent le plus la coulée de métal ?
La coulée de métal est largement utilisée dans de nombreuses industries, mais les industries les plus utilisées comprennent principalement la construction automobile, la fabrication de machines, l’aérospatiale et la fabrication de matériel électrique. Ces industries ont des exigences élevées en matière de qualité et de performance des pièces moulées et doivent produire de grandes quantités de pièces moulées de formes et de tailles complexes. La coulée de métaux répond à ces exigences et joue un rôle essentiel dans ces industries.
Résumé
En tant que procédé de fabrication ancien et important,La coulée de métal joue toujours un rôle irremplaçable dans l’industrie moderne. Avec l’avancement continu de la science et de la technologie, les processus de coulée de métaux innovent et se développent constamment pour s’adapter à des besoins de production plus complexes et diversifiés. Qu’il s’agisse d’unmoulage au sable ou diverses méthodes de coulée spéciales, la coulée de métaux a apporté d’importantes contributions au développement de l’industrie moderne de la fabrication de machines avec ses caractéristiques de processus uniques et son large éventail de domaines d’application.
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