Le moulage pneumatique et le moulage par glissement d'air permettent de produire des lingots de haute qualité et constituent des méthodes de formage de lingots de pointe. Cependant, cette méthode de moulage est plus sensible aux variations de pression atmosphérique ; celle-ci doit donc être contrôlée avec précision, et elle impose des exigences plus élevées quant à la qualité du gaz de moulage. Plus la teneur en eau est faible, mieux c'est. L'anneau en graphite poreux utilisé s'use rapidement et est coûteux. De plus, cette technologie de coulée est exigeante et difficile à maîtriser.
Le moulage pneumatique à tête chaude consiste à faire passer un gaz sous une certaine pression entre les capuchon supérieur chauffant et le cristalliseur, et sa pression est exactement en équilibre avec la pression statique de la masse fondue à cet endroit, formant ainsi un espace d'air entre la masse fondue et la paroi du moule. La masse fondue utilise cet espace d’air pour glisser vers le bas et se solidifier, ce qui réduit considérablement la conduction thermique par contact du moule (refroidissement 1), rend la surface du lingot lisse, limite l’épaisseur de la couche refroidie et améliore également la structure cristalline interne.
La différence entre le « hot top » à glissement d'air et le « hot top » à pression d'air réside dans le fait qu'un anneau en graphite microporeux est intégré au moule ; l'huile et le gaz pénètrent à travers l'interstice de cet anneau pour former un espace d'air qui permet à la masse fondue de glisser vers le bas, de se solidifier et de prendre forme, ce qui permet d'obtenir des lingots moulés de haute qualité.
Avantages du moulage par glissement d'air
- La qualité de surface du lingot est excellente. À mesure que le refroidissement primaire s'affaiblit et que le refroidissement secondaire s'intensifie, la cavité de la masse fondue s'aplatit, ce qui élimine pratiquement les conditions propices à l'apparition de taches de ségrégation en surface. Comme il subsiste une calotte chaude au sommet du lingot, le risque de formation de couches est considérablement réduit lorsque la vitesse de coulée est augmentée. Grâce à la couche de lubrification huile/gaz présente entre l'enveloppe du lingot et la paroi du moule, la tendance à la formation de fissures et de rayures superficielles est également considérablement réduite. Par conséquent, la qualité de surface des lingots issus de la coulée à glissement d'air est supérieure à celle des lingots issus de la coulée à tête chaude.
- La tendance à la fissuration des lingots est réduite. La forme plus plate de la cavité de métal en fusion rend la répartition des contraintes thermiques plus uniforme, ce qui réduit la tendance à la fissuration des lingots. Il est ainsi possible d'utiliser une vitesse de coulée plus élevée, ce qui améliore le rendement de production.
- Les grains sont plus fins et plus uniformes. Une résistance au refroidissement plus élevée et une vitesse de coulée plus rapide augmentent toutes deux la vitesse moyenne de cristallisation du lingot. Par conséquent, la structure cristalline du lingot est plus fine et plus uniforme, ce qui améliore les performances globales de l'ensemble du lingot.
- L'intensité en main-d'œuvre est faible.