Influence de la pression

3ème phase en fonderie sous

pression

Patrick HAIRY, CTIF Courriel : hairy@ctif.com CTIF : www.ctif.com

Paramètres étudiées

Épaisseur d’attaque

Pression 3ème phase

Retard à la pression 3ème phase

Vitesse d’injection

Température métal

Épaisseur pastille

Alliage

Pièce d’essai CTIF

Al-Si9Cu3

400 x 100 x 3.5 mm

Attaquée en bout

Bossages de 20 x 20 mm tous les 65 mm

Capteurs de pression KISTLER (capteur à

quartz type 6175A2)

Machine

Bühler 630 tonnes SC

Si Cu Mn Mg Fe Zn Ni Pb Sn Cr Ti

9,223 3,055 0,241 0,174 0,675 0,770 0,084 0,082 0,019 0,045 0,066

TH 1 a

TH 2

TH 3

TH 4

Moule

Thermorégulation par

4 circuits d’huile en PF

et PM

Bloc attaque rapportée

(1, 2 et 5 mm)

Bloc empreinte

rapportée (3.5 et 10

mm)

Moule

Courbes de pression cavité

0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000 1200

Temps (ms)

Pre

ssio

n (

ba

r)

Capteurs de pression dans bossage

0

200

400

600

800

1000

35 40 45 50

Temps (ms)

Pre

ssio

n (

ba

r)

Défauts bossage

Al Si9Cu3

Retard 200 ms

2,40

2,45

2,50

2,55

2,60

2,65

2,70

2,75

2,80

0 100 200 300 400

Distance à l'attaque (mm)

Den

sité

0 ms50 ms100 ms200 ms400 ms

Pression 1000 bars

Attaque 2 mm

Bossages

2,40

2,45

2,50

2,55

2,60

2,65

2,70

2,75

2,80

0 100 200 300 400

Distance à l'attaque (mm)

Den

sité

0 ms50 ms100 ms200 ms400 ms

Pression 1000 bars

attaque 2 mm

Parties planes

2,60

2,65

2,70

2,75

2,80

0 100 200 300 400

Distance à l'attaque (mm)

Den

sité

400 bars600 bars800 bars1000 bars1500 bars

Retard 0 ms

Attaque 2 mm

Bossages

2,60

2,65

2,70

2,75

2,80

0 100 200 300 400

Distance à l'attaque (mm)

Den

sité

400 bars600 bars800 bars1000 bars1500 bars

Retard 0 ms

Attaque 2 mm

Parties planes

2,60

2,65

2,70

2,75

2,80

0 100 200 300 400

Distance à l'attaque (mm)

Den

sité

Pression 800 bars

Retard 0 ms

Attaque 2 mm

Bossages

porosité moyenne 3.00 %

Parties planes (3.5 mm)

porosité moyenne 0.33 %

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 10 mm

Epaisseur attaque

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 800 et 1000 b

Profil de montée en pression carré

Température métal 680°C

Temps de remplissage 50 ms

Thermorégulation constante 200°C

2 mm5 mm

0

1

2

3

po

rosi

té

Epaisseur d'attaque

Bossage

Plaque

Épaisseur attaque pièce épaisse

Pièce de 10 mm

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 800 b

Profil de montée en pression carré

Température métal

Temps de remplissage 40 ms

Thermorégulation constante 200°C

660°C680°C

700°C

0

1

2

3

4

5

6

po

rosi

té

Bossage

Plaque

bars plaque bossage

660°C 0,267 2,259

680°C 0,335 2,998

700°C 0,685 3,135

Température de coulée

4050

7590

130

0

1

2

3

4

5

6p

oro

sité

Bossage

Plaque

remplissage plaque bossage

40 0,335 2,998

50 0,230 2,612

75 0,277 2,818

90 0,279 2,2

130 0,513 2,931

Effet du temps de remplissage

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 800 b

Profil de montée en pression carré

Température métal 680°C

Temps de remplissage

Thermorégulation constante 200°C

Alliage

Epaisseur pièce 10 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 1000 b

Profil de montée en pression carré

Température métal 680°C

Temps de remplissage 40 ms

Thermorégulation constante 150°C

Al-Si9Cu3AlSi12Cu

0

1

2

3

4

5

6

po

rosi

té

Bossage

Plaque

bars plaque bossage

Al-Si9Cu3 1,915 2,572

AlSi12Cu 4,240 4,713

Comparatif alliage

Pièce épaisse, fonderie

sous pression

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée

Profil de montée en pression carré

Température métal 680°C

Temps de remplissage

Thermorégulation constante 200°C

400600

1000

0

1

2

3

4

5

6

po

rosi

té

Après

cloquage

Avant

pression avant après

400 0,806 2,061

600 0,479 2,855

1000 0,162 2,382

En zone mince

Test cloquage à chaud

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 10 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée

Profil de montée en pression carré

Température métal 680°C

Temps de remplissage 50 ms

Thermorégulation constante 200°C

400600

8001000

1500

0

1

2

3

4

5

6

po

rosi

té

Pression (bars)

Bossage

Plaque

bars plaque bossage

400 2,147 2,671

600

800 2,048 2,919

1000 1,915 2,572

1500

Effet pression pièce épaisse

Pièce épaisse et faible

épaisseur d’attaque

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 800 bars

Profil de montée en pression

Température métal 680°C

Temps de remplissage 40 ms

Thermorégulation constante 200°C

PG 100PG 200

Norm.

0

1

2

3

4

po

rosi

té

Bossage

Plaque

3ème phase progressive

Temps de montée progressif

en pression

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 1 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 1000

bars

Profil de montée en pression carré

Température métal 680°C

Temps de remplissage 50 ms

Thermorégulation constante 200°C

0 ms50 ms

100 ms200 ms

0

2

4

6

8

10

12p

oro

sité

Retard (ms)

Bossage

Plaque

retard plaque bossage

0 ms 0,685 2,996

50 ms 0,782 2,638

100 ms 4,525 8,109

200 ms 5,111 10,966

Effet Retard

Attaque mince

Retard à la compression

Bossage Evolution de la densité dans les bossages

avec différents retards à la compression

2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

2,750

2,800

0 11 21 31 41 51 61

Repère des bossages

De

ns

ité

400 ms

200 ms

100 ms

50 ms

0 ms

Attaque bas de pièce haut de pièce

Alliage AS9U3

Température bain 680°C

Epaisseur attaque 2mm

Epaisseur plaque 3.5mm

Pression 1000 bars

Retard à la compression

Plaque

Evolution de la densité dans les plaques

avec différents retards à la compression

2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

2,750

2,800

0 1 2 3 4 5 6

Repère des plaques

De

ns

ité

400 ms

200 ms

100 ms

50 ms

0 ms

Attaque bas de pièce haut de pièce

Alliage AS9U3

Température bain 680°C

Epaisseur attaque 2mm

Epaisseur plaque 3.5mm

Pression 1000 bars

Effet de la pression

Evolution de la densité dans les bossages

avec différentes pressions

2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

2,650

2,700

2,750

2,800

0 11 21 31 41 51 61

Repère des bossages

De

ns

ité

400b

600b

800b

1000b

Attaque bas de pièce haut de pièce

Alliage AS9U3

Température bain 680°C

Epaisseur attaque 2mm

Epaisseur plaque 3.5mm

Retard 0ms

Bossage

400 b600 b

800 b1000 b

1500 b

0

1

2

3

4

5

6

po

rosi

té

Pression (bars)

Bossage

Plaque

bars plaque bossage

400 b 0,976 3,816

600 b 0,634 3,089

800 b 0,335 2,998

1000 b 0,162 2,184

1500 b 0,040 2,426

Effet de la pression

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 2 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Température métal 690°C

Temps de remplissage 40 ms

Thermorégulation constante 200°C

Retard à la multiplication

0 50 100 200 400

0

2

4

6

8

10

po

rosi

té

Retard (ms)

Bossage

Plaque

retard plaque bossage

0 0,162 2,184

50 0,487 1,931

100 0,715 1,938

200 1,681 5,424

Retard de compression

Pression appliquée 1000 b

Profil de montée en pression carré

Épaisseur pastille

1530

50

0

1

2

3

4

po

rosi

té

Epaisseur pastille

Bossage

Plaque

pastille plaque bossage

15 0,592 3,093

30 0,335 2,998

50 0,168 2,337

Alliage Al-Si9Cu3

Epaisseur pièce 3,5 mm

Epaisseur attaque 1 mm

Epaisseur pastille 30 mm

Retard de compression 0 ms

Pression appliquée 800 bars

Profil de montée en pression

Température métal 680°C

Temps de remplissage

Thermorégulation constante 200°C

50 ms75 ms

0

1

2

3

4

5

6

po

rosi

té

Temps de remplissage

Bossage

Plaque

V = 42 m/s V = 70 m/s

plaque bossage

50 ms 1,208 4,059

75 ms 0,709 2,636

Influence de la pression

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 200 400 600 800 1000

Temps (ms)

Pre

ss

ion

(b

ar)

Retard 0 ms

Attaque 2 mm

600 bars

1000 bars

1500 bars

Influence du retard

0

200

400

600

800

1000

0 200 400 600 800 1000

Temps (ms)

Pre

ss

ion

(b

ar)

0 ms

50 ms

100 ms

200 ms

400 ms

Pression 1000 bars

Attaque 2 mm

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 200 400 600 800 1000

Temps (ms)

Pre

ss

ion

(b

ar) Attaque

2 mm

Attaque

1 mm

Pression : 1000 bars

Retard : 0 ms

400 b600 b

800 b1000 b

1500 b

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

po

rosi

té

Pression

Attaque

1 mm

Attaque

2 mmPlaques (3,5 mm)

Retard 0 ms

Influence de la pression

400 b600 b

800 b1000 b

1500 b

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

po

rosi

té

Pression

Attaque

1 mm

Attaque

2 mmBossages

Retard 0 ms

Influence attaque

050

100200

400

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9p

oro

sité

Retard (ms)

Bossage

Parties planes

Pression 1000 bars

attaque 2 mm

Influence du retard

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 100 200 300 400 500

Retard (ms)

Capteur proche des attaques

Pression 1000 bars

Attaque 2 mm

Pre

ss

ion

tra

ns

mis

e (

ba

r)