Depuis longtemps, les alliages d'aluminium moulés sont largement utilisés dans l'industrie en raison de leur faible coût, de leur légèreté et de leurs performances fiables. En particulier, face à la demande croissante de matériaux légers pour le transport ferroviaire ces dernières années, l’alliage d’aluminium A356, qui est l’alliage d’aluminium moulé le plus répandu, présente une bonne fluidité de coulée, une bonne étanchéité à l’air, un faible retrait et une faible tendance à la fissuration à chaud. Après modification et traitement thermique, il présente de bonnes propriétés mécaniques, physiques et de résistance à la corrosion, ainsi que de bonnes aptitudes à l’usinage, comparables à celles des moyeux de roue en acier. Par rapport à ces derniers, les moyeux de roue en alliage d’aluminium offrent les avantages de la légèreté, de la sécurité, du confort et des économies d’énergie, et sont largement utilisés dans les secteurs de l’automobile et de l’aéronautique.
Cependant, en raison de son retrait de solidification et de la facilité avec laquelle l'hydrogène se dissout à l'état fondu, l'alliage d'aluminium moulé contient inévitablement un certain nombre de défauts, tels que des vides, des oxydes et des inclusions non métalliques. Ces défauts ont un impact considérable sur les propriétés mécaniques des composants : par exemple, les vides représentant une fraction volumique de 1% entraîneront une fatigue de 50% et une réduction de la limite de fatigue de 20%. Il est donc essentiel d’étudier l’influence de la nature, de la quantité, de la taille et de la répartition des défauts sur les propriétés mécaniques.
Analyse des défauts dans les alliages d'aluminium moulés
L'analyse des défauts de rupture constitue un moyen important d'étudier le mécanisme de rupture des alliages d'aluminium. Les défauts observés dans les échantillons comprennent la porosité de retrait, les cavités de retrait, les piqûres, les inclusions non métalliques et les inclusions de scories, ainsi que le film d'alumine. L'hydrogène et les impuretés sont les principales causes de ces défauts. AdTech propose unité de dégazage en ligne pour l'élimination de l'hydrogène, et Unité de filtration CFF pour éliminer les impuretés.
Pour réduire la teneur en gaz de la masse fondue, par exemple en procédant à un séchage complet au four, agent de raffinage et les outils nécessaires pour assurer une cuisson complète, réduire la teneur en eau des différents matériaux, éviter que la masse fondue ne reste trop longtemps dans le four, empêcher sa surchauffe, etc.
Afin de réduire la taille de la zone de transition dans le lingot, il convient notamment d'utiliser un entonnoir adapté pour assurer un écoulement uniforme, d'augmenter de manière appropriée la température de coulée et de réduire la vitesse de coulée, d'augmenter de manière appropriée la pression de l'eau pour améliorer la résistance au refroidissement du lingot, et de réduire de manière appropriée la différence de température.