Le moulage au sable de l'aluminium est un procédé de moulage dans lequel le sable de moulage et le sable de noyau sont utilisés comme matériaux de moulage, et où le métal liquide est coulé par gravité pour produire la pièce moulée. Le moulage au sable permet d'obtenir des pièces moulées en aluminium, en fer et dans la plupart des alliages non ferreux.
Les matériaux de moulage utilisés dans le moulage au sable étant peu coûteux et faciles à se procurer, le moule est simple à fabriquer et s'adapte aussi bien à la production à l'unité qu'à la production en série et à la production de masse de pièces moulées. Il s'agit depuis longtemps du procédé de base dans la production de pièces moulées. Le moule utilisé dans le moulage au sable est généralement composé d'un moule extérieur en sable et d'un noyau.
Afin d'améliorer la qualité de surface des pièces moulées, une couche de peinture est souvent appliquée sur la surface du moule en sable et du noyau. Les principaux composants de ce revêtement sont des poudres et des liants présentant une réfractarité élevée et une bonne stabilité chimique à haute température. On y ajoute également un véhicule (eau ou autres solvants) ainsi que divers additifs facilitant l'application. Les matières premières de base pour la fabrication des moules en sable sont le sable de fonderie et le liant pour sable. Le sable de fonderie le plus couramment utilisé est le sable siliceux. Lorsque les performances à haute température du sable siliceux ne répondent pas aux exigences d’utilisation, on recourt à des sables spéciaux tels que le sable de zircon, le sable de chromite, le sable de corindon, etc.
Afin que le moule et le noyau en sable artificiel présentent une résistance suffisante, ils ne doivent pas se déformer ni s'abîmer lors de la manutention, de la fermeture du moule et de la coulée du métal en fusion. En règle générale, il convient d’ajouter un liant au sable de moulage afin de lier les particules de sable libres entre elles pour former le sable de moulage. Le liant pour sable de moulage le plus couramment utilisé est l'argile, mais diverses huiles siccatives ou semi-siccatives, des silicates ou phosphates hydrosolubles, ainsi que diverses résines synthétiques peuvent également être utilisés comme liants pour sable de moulage.
Type de moulage au sable de l'aluminium
En fonction du liant utilisé dans le sable et du mode de développement de la résistance, les sables de moulage utilisés dans le moulage au sable se divisent en trois catégories : les sables à argile humide, les sables à argile sèche et les sables à durcissement chimique.
Moule en argile et sable humide
Les moules en sable humide à l'argile utilisent de l'argile et une quantité appropriée d'eau comme liants principaux pour le sable de moulage. Une fois les moules en sable réalisés, ceux-ci sont directement assemblés et coulés à l'état humide. Le moulage humide a une longue histoire et est largement utilisé. La résistance du sable humide dépend de la boue d'argile obtenue en mélangeant de l'argile et de l'eau dans une certaine proportion. Une fois le sable de moulage mélangé, il présente une certaine résistance. Une fois le sable transformé en moule, celui-ci peut répondre aux exigences du moulage et de la coulée. Par conséquent, les quantités d'argile et d'eau présentes dans le sable de moulage constituent des facteurs de processus très importants.
Moule en sable sec
Le sable utilisé pour la fabrication de ce type de moule présente une teneur en humidité légèrement supérieure à celle du sable de moulage humide. Une fois le moule de sable réalisé, la surface de la cavité doit être recouverte d'une peinture réfractaire, puis le moule doit être placé dans un four pour sécher. Une fois refroidi, le moule peut être fermé et la coulée effectuée. Le séchage d’un moule en sable argileux prend beaucoup de temps et consomme beaucoup de combustible ; de plus, le moule se déforme facilement pendant le séchage, ce qui nuit à la précision de la pièce moulée. Le moule en sable sec argileux est généralement utilisé pour la fabrication de pièces en acier moulé et de pièces en fonte de grande taille. Depuis que le sable durci chimiquement s’est largement imposé, les moules en sable sec ont tendance à être abandonnés.
Moule en sable durci chimiquement
Le sable de moulage durci chimiquement utilisé dans ce moule est appelé « sable de moulage durci chimiquement ». Le liant est généralement une substance capable de subir une polymérisation moléculaire et de former une structure tridimensionnelle sous l'action d'un durcisseur. On utilise couramment diverses résines synthétiques et du verre soluble. Il existe essentiellement trois méthodes de durcissement chimique : le durcissement par auto-durcissement, le durcissement par aérosol et le durcissement par chauffage.
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