Moulage des alliages d’aluminium - Moules permanents : coquille, sous pression et apparentés

Le moulage en moules permanents (métalliques, fonte ou acier) permet de produire un grand nombre de pièces avec un seul moule métallique, capable de résister aux chocs thermiques cycliques, à l’érosion et à l’attaque chimique (dissolution partielle ou étamage) résultant du contact avec l’aluminium liquide, sans se déformer. Le moule doit posséder une bonne résistance mécanique et son maintien fermé pendant la coulée (qui peut se faire soit par gravité, soit sous pression) doit être assuré par le banc ou la machine de coulée.

La fonderie d’aluminium en moules métalliques permanents se divise en deux grands groupes de procédés que nous appellerons par commodité la fonderie coquille et la fonderie sous pression.

D’une façon générale, ces procédés de coulée en moule métallique présentent une supériorité sur le moulage au sable en ce qui concerne les points suivants :

• finesse de structure métallurgique ;

• caractéristiques mécaniques statiques et dynamiques via la vitesse de refroidissement, sauf en coulée sous pression classique où la turbulence du remplissage dégrade considérablement la compacité et la teneur en inclusions ;

• précision dimensionnelle ;

• état de surface (fonction du poteyage).

Ces procédés exigent des tracés de pièces très bien étudiés et des moules de bonne qualité. Ils demandent une grande rigueur dans la mise en œuvre et nécessitent le suivi de certains paramètres tels que la régularité des cycles de production, les températures du moule et du métal coulé. Les alliages Al-Si sont de très loin les mieux adaptés à ces procédés. Les alliages sensibles à la crique à chaud, comme les AlCu5 et AIMg3 à 6 sont utilisables en coquille dans des pièces à la géométrie adaptée, de même que l’AlMg5Si2 en sous pression.

Globalement, un choix judicieux du couple alliage/procédé permet de satisfaire les exigences requises par la majorité des applications, et il est estimé que plus de 90 % (en volume) des pièces moulées en aluminium sont produites à partir de ces procédés en moule permanent.

Pour compléter son approche, le lecteur est invité à consulter les articles suivants :

• [M 3 635] Fusion des alliages d’aluminium ;

• [M 3 636] Moulage des alliages d’aluminium – Sable, moulage de précision et procédés apparentés ;

• [M 3 638] Fonderie d’aluminium : défauts et conception des pièces.