5 types de défauts de coulée de métal et leurs causes

Comme son nom l’indique, les défauts de coulée font référence à des irrégularités qui apparaissent lors du processus de coulée du métal. Dans cet article, nous aborderons différents défauts et causes du moulage au sable. Ce n'est qu'ainsi que vous pourrez éviter les défauts de coulée du métal et éviter les produits défectueux. Ce guide commencera par 5 types de défauts de fonderie et leurs causes pour vous aider à identifier, réparer et éviter les problèmes de fonderie. Pour la prévention des défauts de fonte, nous disposons d'un guide sur les moyens de prévenir les défauts.

Défauts et causes de coulée de métal

Les défauts courants dans les pièces moulées métalliques sont classés en cinq groupes : trous, fissures, défauts de surface, formes irrégulières, écarts de tailles et de poids, ainsi que composants, structures et propriétés non conformes.

1. Défauts de coulée perforés

Les défauts de coulée pouvant survenir dans les pièces moulées en acier comprennent les pores, les trous de retrait, la porosité de retrait, les trous de scories, le trachome et les grains de fer.

défauts de moulage

stomate

Également appelés yeux de gaz, bulles et trous, ces défauts de coulée sont causés par le gaz. Les caractéristiques des pores de coulée sont : des trous généralement ronds ou irréguliers, la surface intérieure des trous est lisse et la couleur est blanche ou avec une couche de vieille couleur sombre.

Les causes des défauts de coulée sont : le matériau du four est humide ou corrodé ; la surface n'est pas propre, la vapeur dans le gaz du four et d'autres gaz; le corps du four et la poche ne sont pas séchés après réparation ; le gaz dans la cavité et le mauvais système de coulée ; le gaz est impliqué dans la coulée, mauvaise perméabilité du moule ou du noyau de boue, etc.

défauts de moulage

Cavité de retrait

Il s’agit de défauts de coulée provoqués par le retrait. Les caractéristiques de la cavité de retrait sont une forme irrégulière, une rugosité du trou et des grains cristallins grossiers.

La raison des défauts de coulée est le retrait du métal lors du liquide et de la solidification. Les principaux points sont les suivants : déraisonnable conception de structure de coulée; système de coulée inapproprié ; la taille, la quantité et l'emplacement du fer réfrigéré ne correspondent pas à la réalité ; la composition chimique du fer fondu ne répond pas aux exigences, telles qu'une teneur excessive en phosphore. La température de coulée est trop élevée, la vitesse de fonctionnement est trop rapide, etc.

moulage en sable

rétrécissement

Également appelé relâchement, nid d'abeille sténopé. Ces défauts de coulée sont dus à la résistance au retrait. La porosité de retrait est caractérisée par :

  • Pores minuscules et disjoints
  • Grains de cristal grossiers avec des trous de maillage évidents entre les grains de cristal
  • Infiltration d’eau lors de l’essai hydraulique
défauts de moulage

Oeil d'écume

Les défauts de coulée des trous de laitier sont causés par une inclusion de laitier, un sac de laitier, un œil sale, une faible température du fer fondu et une coulée inappropriée du laitier. Les caractéristiques du trou de laitier sont : la forme du trou est irrégulière et non lisse ; tout ou partie du trou est rempli de scories.

Les causes des défauts de coulée sont : une pureté insuffisante de la fonte en fusion ; mauvaise élimination du laitier et mauvaise rétention du laitier pendant la coulée ; mauvaise rétention des scories par le système de vanne, et la vanne n'est pas pleine ou coupée lors de la coulée.

 

défauts de moulage

Trachome

Le trachome est un défaut de coulée du trachome avec du sable entre les deux. Les caractéristiques du trachome sont les suivantes : les trous sont irréguliers et les trous sont remplis de sable de moulage ou de sable de noyau.
Les raisons des défauts de moulage sont les suivantes : Le sable de moulage est endommagé et décollé lorsque la boîte est fermée. Le sable meuble ou les blocs de sable dans la cavité ne sont pas nettoyés. Le sable de moulage a une faible compacité et le noyau est cassé lors du coulage; mauvaise conception du système de porte, mauvais revêtement de surface du noyau, etc.
 

Haricots de fer

Haricots de fer, également connus sous le nom de perle de fer, œil de haricot, trachome du haricot de fer, etc. Les caractéristiques des haricots de fer sont les suivantes : les trous sont relativement réguliers et les trous contiennent de minuscules billes métalliques. De tels défauts de coulée se produisent souvent dans les pièces moulées en fonte.

 

2. Défauts de coulée fissurés

Les défauts de moulage de l'acier de fissuration comprennent le défaut de déchirure à chaud, la fissuration à chaud et le défaut de fermeture à froid.

Fissure chaude (défaut de déchirure à chaud)

Les défauts de coulée de fissuration thermique se produisent à une température plus élevée et près de la température de solidification. Les caractéristiques de la fissuration thermique sont des fissures pénétrantes ou non pénétrantes sur la pièce moulée ; il est courbé et la surface de la fissure est oxydée.

Les raisons des défauts de coulée de métal sont une teneur excessive en soufre ou des impuretés excessives dans le fer; mauvaise performance de retrait du moule de moulage au sable ; mauvais contrôle de la température de coulée ; la transition sévère de la transition d'épaisseur de paroi de coulée ; porte, fer froid, nervures de rétrécissement, trous d'aération Taille et emplacement inappropriés, etc.

Fissure chaude

La fissuration thermique est également appelée fissuration par traitement thermique. Ces défauts de coulée de métal sont causés par une coupe, un soudage ou un traitement thermique inappropriés. Les caractéristiques de la fissuration à chaud sont les suivantes : il existe des fissures pénétrantes ou non pénétrantes sur la pièce moulée ; la surface métallique de la fissure est oxydée.

Fissure à froid (défaut de fermeture à froid)

Les fissures à froid sont des défauts de coulée de fissures produits par des coulées à des températures plus basses. Les caractéristiques de la fissuration à froid sont des fissures pénétrantes ou non pénétrantes sur la pièce moulée ; elle est linéaire et la surface de la fissure n'est pas oxydée.

Les raisons des défauts de moulage (défauts de moulage avec images) sont :

    • Structure de coulée déraisonnable, épaisseur inégale.
    • Mauvaise performance de retrait du moule de moulage au sable ou du noyau de boue.
    • Refroidissement incohérent de diverses parties de la coulée, tendance à la contrainte élevée de l'alliage lui-même.

3. Défauts de coulée de surface

Les défauts de coulée d'acier de surface comprennent l'adhérence du sable, les cicatrices, l'inclusion de sable et l'isolement à froid.

Isolement au froid

Le compartiment froid est aussi appelé anti-incendie, recevant le feu, etc.

Les caractéristiques de la cloison froide sont les suivantes : il existe des lignes linéaires descendantes irrégulières et évidentes à la surface de la pièce (il existe deux types de pénétration et de non-pénétration).

Sa forme est petite, longue et étroite, et elle a une tendance à se développer sous une force externe. À en juger par les caractéristiques de la barrière froide, il est facile de causer des dommages au corps de la mère. Les défauts de coulée de fissures causés par la barrière dure n'apparaîtront pas immédiatement. Lors de son utilisation, des fissures de fatigue se produisent sous l'action de l'appui et de l'impact.

Raison des défauts de moulage:

    • Une liaison métallique inadéquate peut être un problème courant, survenant lors des processus de coulée simultanés et séquentiels de plusieurs poches de coulée. Elle est souvent causée par divers facteurs, notamment une température de coulée basse, une vitesse de coulée lente et des temps de coulée prolongés. De plus, les propriétés des alliages et les géométries de coulée spécifiques peuvent contribuer à ce problème.

4. Défauts de coulée de métal de taille, de forme et de poids non qualifiés

Les défauts de coulée de métal de taille, de forme et de poids non qualifiés comprennent : coulée charnue et insuffisante, chute de sable, levage de boîte, excentricité, déformation, mauvaise boîte, dommages, incohérence de forme, de taille et de poids, etc.

5. Défauts de coulée de fonderie avec une composition et des performances non qualifiées

Les défauts de coulée d'acier de composition et de performances non qualifiées incluent la composition chimique non qualifiée ; métallographie sans réserve ; ségrégation sans réserve, dureté excessive et propriétés physiques et mécaniques sans réserve.

Traitement des défauts de coulée d'acier

Traitement des défauts de coulée d'acier
moulage en acier au carbone
Une fois que vous avez identifié ces défauts grâce à une inspection manuelle de systèmes systématiques méthodes d'inspection de moulage de qualité, le traitement des défauts de fonderie d'acier est plus critique, notamment lorsqu'il s'agit de fissures. Ne pas prêter attention à un maillon du processus entraînera de nouvelles fissures. Par conséquent, nous devons prêter attention aux détails du traitement, mettre en œuvre strictement le processus et garantir la qualité.

1. Le principe de la réparation des défauts des pièces moulées en acier de fonderie :

La réparation des défauts de moulage doit être effectuée sans affecter la qualité du produit. La réparation doit être effectuée conformément aux normes et réglementations techniques applicables. Par exemple, si les défauts de moulage existants peuvent être réparés et les exigences techniques pertinentes pour l'amélioration.

2. Méthode de traitement des fissures de coulée d'acier

La réparation par soudage est l'un des principaux processus de production des pièces moulées en acier. Presque tous les défauts de coulée sur les pièces moulées en acier peuvent être réparés par soudage. Le soudage à l'arc est largement utilisé.
Principaux points de réparation par soudage : afin d'assurer la qualité de la réparation par soudage, nous devons soigneusement nettoyer le sable collant, le tartre d'oxyde, les inclusions, etc., des défauts de moulage ; ouvrir la rainure; effectuer un préchauffage avant soudage et un traitement thermique après soudage en fonction de la soudabilité de l'acier.

(1) Arrêter les fissures et éliminer les fissures

Les fissures peuvent être éliminées par gougeage à l'arc, meulage angulaire de la meule et méthode d'élimination à froid du moulin à vent. Il est suggéré que l'élimination des fissures des pièces essentielles soit éliminée par le froid autant que possible pour réduire au maximum l'échauffement. Les fissures superficielles ne doivent pas être utilisées comme trous d'arrêt de fissures. La profondeur et la largeur de la fissure sont relativement importantes et le trou d'arrêt de fissure de 5 à 8 mm doit être préfabriqué à moins de 10 mm de l'extrémité de la fissure avant le traitement pour empêcher la fissure de s'étendre.

(2) Rainure et espace préfabriqués

Lorsque nous traitons des fissures dans les pièces moulées des réparations en usine, des sièges de biellette de boîte d'essieu, des roulements latéraux, etc., les soudures doivent être soudées. Généralement, une rainure en forme de V à 60 degrés est utilisée, avec un jeu de 2 mm. Pour les pièces essentielles, les joints en forme de T ou les joints d'angle présentant de graves fissures, il est recommandé d'ouvrir une rainure en forme de V à 30 degrés sur la plaque verticale pour garantir la qualité de la fusion.

(3) Préparation avant le soudage

Pour traiter les fissures, nous vous recommandons d'utiliser des électrodes alcalines pour améliorer la résistance aux fissures et la ténacité. Avant le soudage, il est nécessaire de préchauffer l'électrode à 200-250℃, et la température de fonctionnement ne doit pas être inférieure à 150℃. La température ambiante n'est pas inférieure à 5 degrés.
Il est nécessaire de meuler la meule à moins de 20 mm de la surface de la rainure et de la surface de soudage. La surface rainurée ne doit pas avoir plus de 2 mm de rainures. La surface métallique est exempte de taches d'huile, d'oxydes et de rouille.
Il est recommandé de préchauffer la matrice de coulée en acier avant le soudage. Il est préférable d'utiliser le préchauffage global. Si le préchauffage global n'est pas possible, un préchauffage partiel peut être utilisé. La plage de préchauffage local est d'au moins trois fois la largeur de l'épaisseur de section de la soudure des deux côtés de la soudure.

Processus de soudage

Un personnel qualifié, ayant passé avec succès les tests de soudage à plat, est requis pour le soudage. Choisissez des spécifications de soudage appropriées, évitez d'endommager la surface de coulée par l'arc et évitez d'allumer l'arc dans les zones non soudées. Minimisez le flux d’air artificiel autour des pièces à souder et adoptez le soudage multicouche avec un minimum de trois couches. Utilisez une électrode de plus petit diamètre pour la première couche afin d'éviter les fissures thermiques. Retirez les scories entre les couches et maintenez la température intercouche non inférieure à la température de préchauffage. Pour les soudures d'une longueur supérieure à 200 mm, utilisez une approche segmentée avec des positions de début et de fin d'arc décalées pour éviter les angles morts.

3. Réparation par soudage de pièces en fonte

Si les défauts de moulage tels que les pores, les trous de sable, les inclusions de laitier, les fissures et les fuites sur les pièces moulées en fonte ne dépassent pas la plage autorisée de réparations par soudage, ils peuvent être réparés par soudage. Cependant, les performances de soudage de la fonte sont médiocres. Après le soudage, des pores, des déformations, des ruptures faciles, des traitements difficiles et d'autres problèmes apparaissent souvent. Par conséquent, vous devez être très prudent lors du soudage et de la réparation de la fonte.
(1) Méthode de réparation par soudage : La méthode de réparation par soudage de la fonte est généralement classée en fonction de la température de préchauffage de la pièce
(2) Le soudage à froid est appelé soudage à froid s'il n'est pas préchauffé avant le soudage ou seulement préchauffé à moins de 250 ℃ ; le préchauffage à 250~450℃ avant le soudage est appelé soudage semi-chaud ; le préchauffage à 500~700℃ avant le soudage est appelé soudage à chaud.

Conclusion

Nous avons présenté ici les bases de la porosité, du retrait, des matériaux de moulage, de la coulée du métal, de la métallurgie et des défauts de forme de coulée. Des exemples spécifiques de défauts pouvant survenir dans les pièces moulées sont inclus. Maintenant que vous êtes plus familier avec les types de pannes qui peuvent survenir lors des moulages, êtes-vous prêt à commencer à acheter ? 

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