Bibliographie & annexes
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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 1706 (A57-220) du 22/04/2020 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1706+A1 d'août 2021 : Aluminium et alliages d'aluminium - Pièces moulées - Composition chimique et propriétés mécaniques
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2109 (Septembre 2021).
La norme NF EN 1676 de mai 2010 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1676 (A57-130) : Aluminium et alliages d'aluminium - Lingots pour refusion en alliages
d'aluminium - Spécifications (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2005 (Juin 2020).
La norme NF EN 1706 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1706 (A57-220) : Aluminium et alliages d'aluminium - Pièces moulées - Composition
chimique et propriétés mécaniques (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2004 (Mai 2020).
Cet article est la réédition actualisée de l’article M3635 intitulé "Fusion des alliages d'aluminium " paru en 2003, rédigé par Jean-Jacques PERRIER et relu par Sylvain JACOB
RÉSUMÉ
Cet article résume les critères de qualité des alliages d'aluminium de fonderie, tels que leur composition chimique, la propreté inclusionnaire, le gazage, l’affinage, la modification de la structure eutectique, ou encore l’homogénéité. Sont également indiqués les règles de base de fusion et les traitements métallurgiques permettant d'atteindre des niveaux satisfaisants, vis-à-vis de ces différents critères, ainsi que les moyens de contrôle correspondants. Sont finalement abordés les moyens de fusion industriels actuels.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Michel GARAT : Ingénieur ESPCI - Ingénieur consultant
INTRODUCTION
Les propriétés de l’aluminium ont été mises en évidence dès son apparition parmi les métaux industriels à la fin du XIXe siècle : faible masse volumique, bonnes caractéristiques mécaniques, excellente conductivité électrique et thermique, bonne résistance à la corrosion, usinage facile, bonnes propriétés d’aspect. À l’état pur, l’aluminium n’est utilisé pratiquement que pour les applications électriques. Mais, il est le plus souvent associé à d’autres métaux, pour former une gamme étendue d’alliages s’adaptant remarquablement à tous les procédés de mise en forme par moulage et répondant à des exigences variées de propriétés physiques, chimiques et mécaniques.
Les alliages de fonderie utilisés industriellement contiennent au moins 50 % en masse d’aluminium et sont fabriqués à partir de métal pur d’électrolyse ou d’aluminium recyclé. Les propriétés de ces alliages dépendent de leur composition, de leur état structural, du procédé de mise en forme retenu et des traitements thermiques effectués sur les pièces. En particulier, l’aluminium est un métal très sensible à l’oxydation et demande des précautions très particulières lors de son élaboration à l’état liquide.
Après avoir défini la nature des alliages d’aluminium, leurs propriétés de comportement au moulage et leurs caractéristiques techniques, cet article décrit tous les soins à apporter aux opérations de fusion pour respecter les critères de qualité métallurgique requis.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 2003 par Jean-Jacques PERRIER
DOI (Digital Object Identifier)
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Nature des alliages d’aluminium
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6. Conclusion
L'industrie de la fonderie d'aluminium doit d'une façon générale progresser dans deux grandes directions : baisse des coûts et amélioration des propriétés des pièces.
En ce qui concerne la fusion et le traitement des alliages, ces objectifs peuvent se traduire par :
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la diminution de la consommation d'énergie de la fusion-maintien et également de la perte au feu. Cette dernière ne doit surtout pas être négligée, car l'aluminium contient plus de 15 000 kWh/t et coûte de l'ordre de 2 000 €/t. Une économie de 1 % sur la perte au feu représente donc 150 kWh/t et 20 €/t d'économie. Le choix de la technologie de four la mieux adaptée au mélange de matières premières et retours, la bonne préparation des déchets pollués, la bonne conduite des fours et l'emploi de flux de décrassage adaptés sont des points clés ;
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l'optimisation de la qualité inclusionnaire et du dégazage des bains. Les moyens de traitement (rotors, flux, filtres) et les techniques de mesure de la qualité du métal ont considérablement évolué dans les dernières années et permettent d’obtenir juste après traitement une qualité très satisfaisante. Mais dans les conditions industrielles courantes, il faut encore progresser sur la constance de cette qualité jusqu’à l’aval ultime, c’est-à-dire la pièce. En effet, dans les fours de maintien, les méthodes de verse demeurent le plus souvent primitives et turbulentes, et le prélèvement répété à la louche y génère beaucoup d’oxydes et favorise le regazage. Des dispositifs très pratiques (pipe de remplissage, cinématique de louche optimisée, système d’écrémage superficiel du bassin de puisage, dégazage complémentaire dans le four de maintien, etc.) sont encore à développer pour éviter que des pollutions en aval annulent partiellement les excellents résultats du traitement en amont.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PORTALIER (R.) - Influence des principaux éléments présents en faible teneur dans les alliages d’aluminium de moulage - Hommes et Fonderie n° 273, p. 8-11 (1997).
-
(2) - * - Les Super Calypso, alliages type A-S7G03 et A-S7G06 à très haute pureté, document technique publié par Aluminium Pechiney (1990).
-
(3) - RANSLEY (C.E.), NEUFELD (H.) - The solubility of hydrogen in solid and liquid aluminium - J. Inst. of metals, vol. 74 (1948).
-
(4) - GOBRECHT (J.) - « Schwereseigerungen von Eisen, Mangan und Chrom in Aluminium-Silicium-Gusslegierungen » - Teil 1 : Giesserei 62 (1975) Nr. 10 – Teil 2 : Giesserei 63 Nr. 20 (1976).
-
(5) - BERCOVIVI (S.) - Contrôle des structures de solidification et des propriétés des alliages Al-Si - Hommes et Fonderie, n° 93, mars 1979. Également reproduit sous forme de document technique publié par Aluminium Pechiney (juillet 1980).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Brochure ANALYZEIT ALSCANTM publiée par ABB, référence AlSCAN B4195 2004-10.
Brochure ANALYZEIT PoDFA publiée par ABB, référence PoDFA B4198 2004-11.
Documentation technique Insertec :
Brochure Insertec « Aluminium chips recycling ».
HAUT DE PAGE
NF EN 1676 (mai 2010), Aluminium et alliages d’aluminium – Lingots pour refusion en aluminium allié.
NF EN 1706 (mai 2010), Aluminium et alliages d’aluminium – Pièces moulées.
NF EN 1780, Aluminium et alliages d’aluminium – Désignation.
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