Le moulage par glissement d'air est également appelé « moulage à tête chaude sous pression de gaz ». Il s'agit d'une nouvelle technologie de coulée développée à partir du procédé « hot top », qui consiste à injecter un mélange d'air et d'huile lubrifiante à la jonction entre le bord inférieur du « hot top » et le moule, de manière à former un rideau thermique lubrifiant à base de ce mélange huile/gaz entre la masse fondue ou le lingot et le moule.
L'huile et le gaz constituent un système de lubrification en continu, formant un rideau d'air de lubrification mixte huile/gaz entre le moule et la masse fondue, ce qui permet de contrôler la pression et le débit de l'huile et du gaz, de sorte que le rideau huile/air ainsi généré reste stable et statique par rapport à la masse fondue. Les variations de pression sont équilibrées. Sous l’action de la pression du gaz, le métal liquide ou le lingot n’entre pas en contact avec la paroi du moule, et l’huile elle-même fait office d’isolant. La perte de chaleur de la masse fondue à travers la paroi du moule est ralentie, et même le refroidissement primaire provoqué par la paroi du moule est éliminé. Le refroidissement secondaire entraîne la solidification en lingot, ce qui permet d’obtenir des grains cristallins fins et une surface lisse.
Facteurs influençant la coulée à chaud « hot top » avec glissement d'air
Précision du cristalliseur. Le moulage à tête chaude à glissement d'air consiste à utiliser la contre-pression générée par l'huile ou le gaz pour équilibrer la pression statique de la masse fondue dans la tête chaude, afin de favoriser la formation de la masse fondue. La masse fondue est directement refroidie et se solidifie en un lingot sans entrer en contact avec le moule ; le point de refroidissement se situant à proximité de l'interface solide-liquide, le profil de solidification du moule de coulée à glissement d'air est similaire à celui de la coulée électromagnétique. Par conséquent, le moulage par glissement d'air La fabrication d'un moule exige une grande précision.
Hauteur du cristallisoir. Dans le cristallisoir, toute variation du taux de dissipation thermique au point de solidification initial du lingot affecte de manière sensible la formation de l’enveloppe de condensat. Lorsque la solidification entraîne un retrait, un espace d’air se forme entre l’enveloppe de condensat et le cristallisoir, ce qui peut facilement provoquer une ségrégation et altérer la qualité de surface du lingot. La réduction de l'inclinaison du cristallisoir permet de diminuer la surface de contact entre l'enveloppe semi-solide et le cristallisoir, ce qui raccourcit le temps de séjour de la masse fondue dans la zone de refroidissement primaire, réduit la refusion secondaire et garantit une bonne qualité de surface du lingot.
Intensité du refroidissement. Le cristalliseur de coulée à glissement d’air présente un degré élevé sur une courte durée, et il n’y a pratiquement pas de refroidissement primaire. Lorsque la masse fondue se solidifie, la chaleur est presque entièrement évacuée par l’eau de refroidissement secondaire. Afin de garantir une hauteur stable de la cavité liquide et d'empêcher la remontée de la ligne de solidification ainsi que l'apparition de fusion et de fuites d'aluminium, il est nécessaire que le débit d'eau de refroidissement secondaire soit uniforme, que l'eau soit pulvérisée avec précision sur la position du lingot et que l'intensité de refroidissement soit appropriée.
La quantité et la pression de l'huile de lubrification. Un système de lubrification huile-air adapté constitue le cœur du moulage par glissement d'air. En raison de la variation du niveau de la masse fondue d'aluminium et d'alliages d'aluminium dans la partie supérieure chaude et de la transformation de l'alliage, la pression statique exercée directement sur le moule varie également en conséquence. Une force de frottement importante est générée entre l'enveloppe de condensation et le moule, et le refroidissement primaire varie en conséquence.
Afin d'éliminer ces effets indésirables, il est nécessaire de créer un film isolant et lubrifiant adapté entre le moule et la matière fondue. Le moulage par glissement à l'air utilise un système de lubrification composé d'huile lubrifiante et d'air comprimé pour établir dans le moule une contre-pression stable d'huile lubrifiante et de gaz, compatible avec l'environnement. Cette contre-pression peut être comparée à une précontrainte permettant de former un rideau d’air lubrifiant composé d’un mélange huile/gaz, d’équilibrer la pression statique de la masse fondue sur le moule, et d’utiliser l’eau de refroidissement secondaire pour pulvériser directement sur la partie amont de l’enveloppe du lingot, où se produit la conduction thermique, afin de contrôler la solidification et la forme, et d’obtenir la qualité requise pour le lingot. Si aucun air comprimé n’est injecté dans le cristalliseur, la masse fondue agit directement sur la paroi interne de celui-ci, et la chaleur de la masse fondue est évacuée par le refroidissement primaire pour former une enveloppe de solidification. Lorsque de l’air comprimé est introduit, la masse fondue n’entre pas en contact direct avec la paroi du moule, formant ainsi un rideau d’air.