Influence de la pression 3ème phase en fonderie...
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Influence de la pression
3ème phase en fonderie sous
pression
Patrick HAIRY, CTIF Courriel : [email protected] CTIF : www.ctif.com
Paramètres étudiées
Épaisseur d’attaque
Pression 3ème phase
Retard à la pression 3ème phase
Vitesse d’injection
Température métal
Épaisseur pastille
Alliage
Pièce d’essai CTIF
Al-Si9Cu3
400 x 100 x 3.5 mm
Attaquée en bout
Bossages de 20 x 20 mm tous les 65 mm
Capteurs de pression KISTLER (capteur à
quartz type 6175A2)
Machine
Bühler 630 tonnes SC
Si Cu Mn Mg Fe Zn Ni Pb Sn Cr Ti
9,223 3,055 0,241 0,174 0,675 0,770 0,084 0,082 0,019 0,045 0,066
TH 1 a
TH 2
TH 3
TH 4
Moule
Thermorégulation par
4 circuits d’huile en PF
et PM
Bloc attaque rapportée
(1, 2 et 5 mm)
Bloc empreinte
rapportée (3.5 et 10
mm)
Moule
Courbes de pression cavité
0
200
400
600
800
1000
0 200 400 600 800 1000 1200
Temps (ms)
Pre
ssio
n (
ba
r)
Capteurs de pression dans bossage
0
200
400
600
800
1000
35 40 45 50
Temps (ms)
Pre
ssio
n (
ba
r)
Défauts bossage
Al Si9Cu3
Retard 200 ms
2,40
2,45
2,50
2,55
2,60
2,65
2,70
2,75
2,80
0 100 200 300 400
Distance à l'attaque (mm)
Den
sité
0 ms50 ms100 ms200 ms400 ms
Pression 1000 bars
Attaque 2 mm
Bossages
2,40
2,45
2,50
2,55
2,60
2,65
2,70
2,75
2,80
0 100 200 300 400
Distance à l'attaque (mm)
Den
sité
0 ms50 ms100 ms200 ms400 ms
Pression 1000 bars
attaque 2 mm
Parties planes
2,60
2,65
2,70
2,75
2,80
0 100 200 300 400
Distance à l'attaque (mm)
Den
sité
400 bars600 bars800 bars1000 bars1500 bars
Retard 0 ms
Attaque 2 mm
Bossages
2,60
2,65
2,70
2,75
2,80
0 100 200 300 400
Distance à l'attaque (mm)
Den
sité
400 bars600 bars800 bars1000 bars1500 bars
Retard 0 ms
Attaque 2 mm
Parties planes
2,60
2,65
2,70
2,75
2,80
0 100 200 300 400
Distance à l'attaque (mm)
Den
sité
Pression 800 bars
Retard 0 ms
Attaque 2 mm
Bossages
porosité moyenne 3.00 %
Parties planes (3.5 mm)
porosité moyenne 0.33 %
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 10 mm
Epaisseur attaque
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 800 et 1000 b
Profil de montée en pression carré
Température métal 680°C
Temps de remplissage 50 ms
Thermorégulation constante 200°C
2 mm5 mm
0
1
2
3
po
rosi
té
Epaisseur d'attaque
Bossage
Plaque
Épaisseur attaque pièce épaisse
Pièce de 10 mm
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 800 b
Profil de montée en pression carré
Température métal
Temps de remplissage 40 ms
Thermorégulation constante 200°C
660°C680°C
700°C
0
1
2
3
4
5
6
po
rosi
té
Bossage
Plaque
bars plaque bossage
660°C 0,267 2,259
680°C 0,335 2,998
700°C 0,685 3,135
Température de coulée
4050
7590
130
0
1
2
3
4
5
6p
oro
sité
Bossage
Plaque
remplissage plaque bossage
40 0,335 2,998
50 0,230 2,612
75 0,277 2,818
90 0,279 2,2
130 0,513 2,931
Effet du temps de remplissage
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 800 b
Profil de montée en pression carré
Température métal 680°C
Temps de remplissage
Thermorégulation constante 200°C
Alliage
Epaisseur pièce 10 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 1000 b
Profil de montée en pression carré
Température métal 680°C
Temps de remplissage 40 ms
Thermorégulation constante 150°C
Al-Si9Cu3AlSi12Cu
0
1
2
3
4
5
6
po
rosi
té
Bossage
Plaque
bars plaque bossage
Al-Si9Cu3 1,915 2,572
AlSi12Cu 4,240 4,713
Comparatif alliage
Pièce épaisse, fonderie
sous pression
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée
Profil de montée en pression carré
Température métal 680°C
Temps de remplissage
Thermorégulation constante 200°C
400600
1000
0
1
2
3
4
5
6
po
rosi
té
Après
cloquage
Avant
pression avant après
400 0,806 2,061
600 0,479 2,855
1000 0,162 2,382
En zone mince
Test cloquage à chaud
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 10 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée
Profil de montée en pression carré
Température métal 680°C
Temps de remplissage 50 ms
Thermorégulation constante 200°C
400600
8001000
1500
0
1
2
3
4
5
6
po
rosi
té
Pression (bars)
Bossage
Plaque
bars plaque bossage
400 2,147 2,671
600
800 2,048 2,919
1000 1,915 2,572
1500
Effet pression pièce épaisse
Pièce épaisse et faible
épaisseur d’attaque
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 800 bars
Profil de montée en pression
Température métal 680°C
Temps de remplissage 40 ms
Thermorégulation constante 200°C
PG 100PG 200
Norm.
0
1
2
3
4
po
rosi
té
Bossage
Plaque
3ème phase progressive
Temps de montée progressif
en pression
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 1 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 1000
bars
Profil de montée en pression carré
Température métal 680°C
Temps de remplissage 50 ms
Thermorégulation constante 200°C
0 ms50 ms
100 ms200 ms
0
2
4
6
8
10
12p
oro
sité
Retard (ms)
Bossage
Plaque
retard plaque bossage
0 ms 0,685 2,996
50 ms 0,782 2,638
100 ms 4,525 8,109
200 ms 5,111 10,966
Effet Retard
Attaque mince
Retard à la compression
Bossage Evolution de la densité dans les bossages
avec différents retards à la compression
2,400
2,450
2,500
2,550
2,600
2,650
2,700
2,750
2,800
0 11 21 31 41 51 61
Repère des bossages
De
ns
ité
400 ms
200 ms
100 ms
50 ms
0 ms
Attaque bas de pièce haut de pièce
Alliage AS9U3
Température bain 680°C
Epaisseur attaque 2mm
Epaisseur plaque 3.5mm
Pression 1000 bars
Retard à la compression
Plaque
Evolution de la densité dans les plaques
avec différents retards à la compression
2,400
2,450
2,500
2,550
2,600
2,650
2,700
2,750
2,800
0 1 2 3 4 5 6
Repère des plaques
De
ns
ité
400 ms
200 ms
100 ms
50 ms
0 ms
Attaque bas de pièce haut de pièce
Alliage AS9U3
Température bain 680°C
Epaisseur attaque 2mm
Epaisseur plaque 3.5mm
Pression 1000 bars
Effet de la pression
Evolution de la densité dans les bossages
avec différentes pressions
2,400
2,450
2,500
2,550
2,600
2,650
2,700
2,750
2,800
0 11 21 31 41 51 61
Repère des bossages
De
ns
ité
400b
600b
800b
1000b
Attaque bas de pièce haut de pièce
Alliage AS9U3
Température bain 680°C
Epaisseur attaque 2mm
Epaisseur plaque 3.5mm
Retard 0ms
Bossage
400 b600 b
800 b1000 b
1500 b
0
1
2
3
4
5
6
po
rosi
té
Pression (bars)
Bossage
Plaque
bars plaque bossage
400 b 0,976 3,816
600 b 0,634 3,089
800 b 0,335 2,998
1000 b 0,162 2,184
1500 b 0,040 2,426
Effet de la pression
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 2 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Température métal 690°C
Temps de remplissage 40 ms
Thermorégulation constante 200°C
Retard à la multiplication
0 50 100 200 400
0
2
4
6
8
10
po
rosi
té
Retard (ms)
Bossage
Plaque
retard plaque bossage
0 0,162 2,184
50 0,487 1,931
100 0,715 1,938
200 1,681 5,424
Retard de compression
Pression appliquée 1000 b
Profil de montée en pression carré
Épaisseur pastille
1530
50
0
1
2
3
4
po
rosi
té
Epaisseur pastille
Bossage
Plaque
pastille plaque bossage
15 0,592 3,093
30 0,335 2,998
50 0,168 2,337
Alliage Al-Si9Cu3
Epaisseur pièce 3,5 mm
Epaisseur attaque 1 mm
Epaisseur pastille 30 mm
Retard de compression 0 ms
Pression appliquée 800 bars
Profil de montée en pression
Température métal 680°C
Temps de remplissage
Thermorégulation constante 200°C
50 ms75 ms
0
1
2
3
4
5
6
po
rosi
té
Temps de remplissage
Bossage
Plaque
V = 42 m/s V = 70 m/s
plaque bossage
50 ms 1,208 4,059
75 ms 0,709 2,636
Influence de la pression
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 200 400 600 800 1000
Temps (ms)
Pre
ss
ion
(b
ar)
Retard 0 ms
Attaque 2 mm
600 bars
1000 bars
1500 bars
Influence du retard
0
200
400
600
800
1000
0 200 400 600 800 1000
Temps (ms)
Pre
ss
ion
(b
ar)
0 ms
50 ms
100 ms
200 ms
400 ms
Pression 1000 bars
Attaque 2 mm
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 200 400 600 800 1000
Temps (ms)
Pre
ss
ion
(b
ar) Attaque
2 mm
Attaque
1 mm
Pression : 1000 bars
Retard : 0 ms
400 b600 b
800 b1000 b
1500 b
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
po
rosi
té
Pression
Attaque
1 mm
Attaque
2 mmPlaques (3,5 mm)
Retard 0 ms
Influence de la pression
400 b600 b
800 b1000 b
1500 b
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
po
rosi
té
Pression
Attaque
1 mm
Attaque
2 mmBossages
Retard 0 ms
Influence attaque
050
100200
400
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9p
oro
sité
Retard (ms)
Bossage
Parties planes
Pression 1000 bars
attaque 2 mm
Influence du retard
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 100 200 300 400 500
Retard (ms)
Capteur proche des attaques
Pression 1000 bars
Attaque 2 mm
Pre
ss
ion
tra
ns
mis
e (
ba
r)