La coulée d’aluminium est un procédé qui permet de fabriquer des pièces de haute qualité et à tolérances serrées en versant de l’aluminium en fusion dans un moule ou une matrice conçu avec précision.
Le procédé utilise différents alliages d’aluminium. C’est une solution efficace pour produire des pièces complexes et détaillées conformes à la précision exacte de votre conception initiale.
La coulée de l’aluminium a lieu juste après son extraction. Les pièces obtenues sont appréciées pour leur légèreté et leur capacité à résister aux températures élevées utilisées en moulage sous pression de l’aluminium.
Après avoir choisi le moulage sous pression de l’aluminium pour votre projet, vous devez sélectionner un alliage adapté.
Principaux alliages d’aluminium
L’aluminium est le troisième élément le plus courant sur Terre. Cependant, son extraction est difficile en raison des procédés complexes qu’elle nécessite.
Dans de nombreux cas, l’aluminium est allié à d’autres métaux afin d’améliorer ses propriétés et celles de l’alliage. Pour réussir votre projet, vous devez choisir l’alliage approprié.
Voici quelques types d’alliages d’aluminium :
- AA-8000: utilisé pour les fils de bâtiment conformément au National Electrical Code
- Zamak (zinc, aluminium, magnésium, cuivre)
- Alclad : tôle d’aluminium obtenue par assemblage d’aluminium de haute pureté sur un matériau de base à haute résistance
- Alnico (aluminium, nickel, cuivre)
- Al-Li (lithium, parfois mercure)
- Magnox (oxyde de magnésium, aluminium)
- Nambe (aluminium et sept autres métaux non spécifiés)
- Birmabright (aluminium, magnésium)
- Duralumin (cuivre, aluminium)
- Hindalium (aluminium, magnésium, manganèse, silicium)
- Titanal (aluminium, zinc, magnésium, cuivre, zirconium)
- L’aluminium forme d’autres alliages complexes avec le magnésium, le manganèse et le platine
- Magnalium (magnésium)
- Silumin (aluminium, silicium)
Les alliages d’aluminium étant parfois désignés par des noms communs, ils peuvent aussi être identifiés par un nombre à quatre chiffres, comme indiqué ci-dessous :
- 1000:Cette série d’alliages d’aluminium contient au moins 995 d’aluminium pur
- 2000:Le principal élément d’alliage est le cuivre. Le traitement thermique améliore la résistance de cet alliage.
- 3000:Le manganèse est l’élément principal. La série 3003 est l’alliage d’aluminium le plus courant de cette série et sert à fabriquer des ustensiles.
- 4000:Du silicium est ajouté à l’aluminium pour former cette série. Cela abaisse le point de fusion du métal sans le rendre cassant.
- 5000:Le magnésium est le principal élément d’alliage de cette série. Cet alliage résiste à l’usure et à la corrosion en milieu marin, et il est soudable.
- 6000:Ces alliages contiennent du magnésium et du silicium, qui se combinent pour former du siliciure de magnésium. Ils présentent une résistance moyenne et une excellente résistance à la corrosion.
- 7000:Le zinc est le principal élément d’alliage de la série 7. L’alliage obtenu est très résistant et peut être traité thermiquement.
- 8000:Ces alliages d’aluminium sont élaborés avec d’autres éléments.
L’alliage d’aluminium formé avec du manganèse, de la série 3000, présente une excellente aptitude au formage et une bonne résistance à la corrosion ; le manganèse est son principal élément d’alliage.
Caractéristiques des alliages d’aluminium
Pour choisir l’alliage d’aluminium adapté à vos applications, vous devez comparer leurs différentes propriétés. L’alliage choisi pour le moulage sous pression influe directement sur le procédé.
Voici quelques caractéristiques à prendre en compte pour un alliage d’aluminium destiné au moulage sous pression :
- Soudure au moule :Ce phénomène se produit lorsque la pièce moulée adhère aux parois de la matrice et que l’injection devient difficile. Il peut endommager à la fois la matrice et la pièce. Il convient donc de choisir un alliage d’aluminium présentant une forte résistance à la soudure au moule.
- Fissuration à chaud :Également appelée fissuration à la solidification, cette défectuosité du moulage sous pression peut provoquer des fissures ou des déchirures dans les parties internes ou externes d’une pièce en alliage d’aluminium. Certains alliages de fonderie y sont plus sensibles que d’autres ; il faut en tenir compte.
- Résistance à l’usure :Cette propriété permet de distinguer les différents alliages de fonderie. Si vous fabriquez des pièces soumises à des frottements constants, tenez-en compte lors du choix de l’alliage pour vos pièces moulées sous pression.
- Résistance à la corrosion :La résistance à la corrosion varie selon les alliages d’aluminium. Faites votre choix en fonction de l’environnement auquel la pièce moulée sera exposée. La série 5000 présente une forte résistance à la corrosion en milieu marin.
- Usinabilité et traitements de surface :Les pièces moulées sous pression en aluminium nécessitent souvent un traitement ou une mise en forme après démoulage. Certains alliages se prêtent plus facilement que d’autres aux opérations de finition ; tenez compte de leur usinabilité avant de choisir l’alliage de fonderie.
Il n’existe pas d’alliage universel adapté à toutes les applications. Choisissez-le donc avec soin selon les caractéristiques de moulage décrites ci-dessus.
Traitements thermiques des alliages d’aluminium
Selon les exigences de ductilité et de résistance, les traitements thermiques peuvent accroître la dureté, la résistance et d’autres propriétés mécaniques. Les alliages traités thermiquement peuvent être utilisés dans des applications structurelles.
Le recuit est réalisé après le procédé de moulage à cire perdue. Il consiste à chauffer l’alliage pendant jusqu’à trois heures afin de recristalliser l’aluminium moulé et de faciliter l’usinage du composant.
Le traitement thermique de mise en solution est similaire au recuit, mais comprend une trempe qui refroidit l’alliage d’aluminium après chauffage afin de préserver la répartition des éléments.
Après le refroidissement de l’alliage, un vieillissement est choisi selon le temps nécessaire pour usiner la pièce moulée.
Avantages de la coulée d’aluminium
Voici quelques avantages des alliages d’aluminium :
- Entièrement recyclable
- Excellente étanchéité sous pression
- Excellente conductivité thermique
- Conductivité thermique et électrique élevée
- Excellente résistance à la corrosion
- Meilleure résistance au fluage
- Maintien d’une grande stabilité dimensionnelle
Le moulage sous pression de l’aluminium présente de nombreux avantages ; ceux-ci n’en sont que quelques exemples. D’autres avantages spécifiques dépendent de la série choisie.
Options d’usinage et de finition de la coulée d’aluminium
L’aluminium est apprécié pour son aspect esthétique et son fort pouvoir réflecteur. Cette propriété peut être mise à profit pour concevoir des produits dotés d’une finition de surface nette.
Les revêtements et finitions suivants peuvent donner à l’aluminium un aspect brillant et durable :
- Revêtements PVDF
- Revêtements en poudre
- Peintures liquides
- Anodisation
- Traitement thermique
- Travail à froid
- Principalement le laminage
La surface de l’aluminium peut être améliorée par la formation naturelle d’une couche d’oxyde. L’anodisation permet d’épaissir cette couche.
Applications du moulage de l’aluminium
Le moulage sous pression de l’aluminium offre de nombreuses applications grâce à la diversité des alliages. En voici quelques exemples :
- Amélioration du rendement énergétique des véhicules grâce à la réduction du poids des moteurs et des panneaux de carrosserie
- Les pièces moulées sous pression apportent aux outils à main une résistance, un blindage et une rigidité face aux interférences RFI/EMI
- L’aluminium moulé sous pression convient aux boîtiers électroniques et aux connecteurs grâce à ses excellentes propriétés de blindage et à ses performances électriques
- Utilisation dans les infrastructures et les équipements réseau des secteurs de l’informatique et des télécommunications
- Utilisation dans l’industrie aérospatiale pour fabriquer différentes pièces d’aéronefs
Choisissez un alliage dont les propriétés conviennent le mieux à votre secteur d’activité.
