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Sylvain JACOB : Aluminium Pechiney, activité alliages de moulage
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le présent article sur le moulage des alliages d’aluminium en moules permanents fait suite à l’article Moulage des alliages d’aluminium- Généralités. Moules destructibles consacré à la présentation générale de l’ensemble des procédés de moulage et à la description du moulage en moules destructibles.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
-
Fusion des alliages d’aluminium « Fusion des alliages d’aluminium » ;
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Moulage des alliages d’aluminium- Généralités. Moules destructibles « Moulage des alliages d’aluminium. Généralités. Moules destructibles » ;
-
[M 3 637] « Moulage des alliages d’aluminium. Moules permanents » (le présent article) ;
-
Fonderie d’aluminium : défauts et conception des pièces « Fonderie d’aluminium : défauts et conception des pièces » ;
-
« Fusion, moulage et fonderie des alliages d’aluminium. Pour en savoir plus ».
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- Version courante de déc. 2013 par Michel GARAT, André LE NÉZET
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Définition7. Moulage sous pression à l’état semi-solide
7.1 Principe
Ce procédé est basé sur la propriété de thixotropie que possèdent certains alliages métalliques lorsqu’ils sont portés à une température située dans leur intervalle de solidification, c’est-à-dire à l’état semi-solide.
Un corps est dit thixotrope lorsque sa viscosité diminue sous l’effet d’une contrainte de cisaillement.
Les alliages métalliques possèdent cette propriété dans certaines conditions. Dans les années 1970, M.C. Flemings a mené aux États-Unis d’importantes recherches sur ce sujet, en particulier avec les alliages d’aluminium. Celles-ci ont permis d’aboutir au développement d’un procédé utilisant les propriétés rhéologiques particulières des alliages portés à l’état semi-solide.
C’est une troisième voie de mise en forme des métaux, à côté de la fonderie et de la forge ou du filage. Porté dans l’intervalle de solidification, l’alliage au repos peut être manipulé comme un solide, moyennant certaines précautions. Injecté aussitôt dans le conteneur d’une machine à couler sous pression, il se fluidifie grâce à son caractère thixotrope et peut ainsi remplir des cavités de forme complexe.
Afin d’obtenir une rhéologie telle que l’alliage puisse se fluidifier lorsqu’on lui impose des contraintes de cisaillement, il est nécessaire que la fraction liquide du mélange solide-liquide soit assez grande et que le solide ait une forme globulaire se rapprochant de la sphère. On peut obtenir cette structure rhéologique particulière soit à partir de solide réchauffé, soit à partir de liquide refroidi, ce qui a conduit en pratique à deux types de procédés de mise en forme de pièces, le thixomoulage et le rhéomoulage.
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Procédé semi-solide à partir de solide réchauffé ou thixomoulage[17]
La structure globulaire est obtenue par brassage électromagnétique dans l’intervalle de solidification d’une billette coulée en continu. Ce brassage, effectué à une fraction solide de l’ordre de 50 %, provoque une fragmentation et un arrondissement progressif des dendrites de la phase primaire α-Al.
Après refroidissement, la billette est découpée en lopins capables de la pièce à réaliser. Chaque lopin est alors réchauffé...
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