Le moulage fonctionne en chauffant un métal ou un alliage jusqu'à l'état fondu, puis en le versant dans un moule d'une forme spécifique. Après refroidissement et solidification, la forme et les propriétés souhaitées du produit métallique (c'est-à-dire une pièce moulée) sont obtenues. Ce processus utilise l'excellente fluidité du métal à l'état fondu, lui permettant de remplir des cavités complexes et, finalement, de former des ébauches de pièces ou des produits finis à structure complexe.
Le processus de base peut être résumé dans les étapes clés suivantes :
Préparation du moule : en fonction de la forme, de la taille et des exigences en matière de matériaux de la pièce, un moule correspondant est créé. Les matériaux de moulage couramment utilisés comprennent les moules en sable (tels que le sable de quartz, l'argile, la résine, etc.), les moules en métal et les moules en céramique. Le moulage au sable est la forme la plus élémentaire et la plus largement utilisée, représentant plus de 70 % de la production mondiale de pièces moulées.
Fusion des alliages : le matériau métallique sélectionné (tel que la fonte, l'acier moulé, les alliages d'aluminium, etc.) est chauffé dans un four jusqu'à ce qu'il soit complètement liquéfié, et sa composition chimique et sa température de coulée (généralement entre 1 100 degrés et 1 600 degrés) sont contrôlées pour garantir une bonne fluidité et une bonne qualité de moulage.
Coulée et moulage : le métal en fusion est versé dans la cavité du moule via le système de portes. Selon le processus, la coulée par gravité, la coulée sous pression ou la coulée sous vide peuvent être utilisées. La température et la vitesse de coulée doivent être strictement contrôlées : des températures trop élevées peuvent facilement provoquer des cavités de retrait et de la porosité ; des températures trop basses peuvent entraîner un remplissage incomplet ou des défauts de fermeture à froid.
Solidation et refroidissement : Le métal liquide refroidit et se solidifie progressivement dans la cavité du moule. Au cours de ce processus, la répartition du champ de température affecte la formation de défauts tels que la porosité de retrait et les fissures. Une séquence de solidification raisonnable (telle qu'une solidification séquentielle ou une solidification simultanée) contribue à améliorer la densité de la pièce moulée.
Enlèvement du sable et nettoyage : Après refroidissement, la pièce moulée est retirée du moule. La surface est nettoyée du sable de moulage, des portes, des contremarches et des bavures. Les équipements couramment utilisés comprennent les grenailleuses et les machines de découpe. Le nettoyage des pièces moulées en sable est un processus-à forte intensité de main d'œuvre et l'une des étapes environnementales les plus difficiles dans la production de pièces moulées.
Post-traitement : un traitement thermique (tel que le recuit, la normalisation), le façonnage, la prévention de la rouille ou l'usinage sont effectués selon les besoins pour améliorer les propriétés mécaniques et la précision dimensionnelle des pièces moulées.
