Une étude japonaise (Japan Die casting Association) récente portant sur l'obtention de pièce mince en sous pression zamak a mis en évidence que 2 facteurs conditionne la bonne venue et la réalisation de pièce mince : la vitesse d'injection (V2) et le poteyage dilué ou non (thermique moule).

Pour obtenir des épaisseurs de 0.2 mm, il s'est avéré nécessaire d'utiliser le produit de poteyage non dilué.

Impact_V2
Influence de la vitesse de piston (V2) sur le remplissage pièce

Contexte
La recherche d'allègement et l'impact sur le prix pièce (part matière) pousse à alléger les pièces en fonderie sous pression aluminium comme en sous pression des alliages de zinc.
Naturellement, les pièces en zamak sont dèjà plus minces que celles en aluminium du fait de la très bonne fluidité du zamak (eutectique).
S'il est courant de réaliser des pièces de l'ordre du mm, aller plus bas peut s'avérer délicat et nécessite de connaître les paramètres adéquats à modifier.

Die_casting_conditions
Conditions d'essai

Résultats de l'étude
L'étude a investigué des pièces (70 x 100 mm) de moins de 0.5 mm d'épaisseur. Les pièces en ZDC2 (ASTM-AG40A) de 1.5 mm, 0.4 mm et 0.2 mm d'épaisseur ont été réalisées sur machine chambre chaude de 20 tonnes (marque Hishinuma). Les épaisseurs d'attque étaient respectivement 0.8, 0.38 et 0.2 mm. La pression d'injection était de 10 MPa. L'alimentation de la pièce est un éventail (après simulation numérique). Produit de poteyage standard du commerce dilué avec du "kérosène" (500 fois).

impact_V2_et_poteyage
Impact de V2 et du type de poteyage utilisé sur le remplissage pièce

La température du métal a été modifié de 395°C à 435°C, la température du moule de 110°C à 200°C et la vitesse d'injection (V2) de 0.3 à 2.0 m/s.

Il a été mis en évidence :
- le faible impact de la température du moule et de l'alliage sur le remplissage de la pièce
- le fort impact de la vitesse d'injection
- le fort impact du taux de dilution du poteyage,

DAS_et_Ep_pi_ce
DAS (finesse de microstruture) et épaisseur de pièce

Entre 0.2 et 0.4 mm, l'utilisation de poteyage dilué ne permet pas de sortir les pièces. Seul, un poteyage non dilué permet de réaliser les pièces à 0.2 mm. En effet, un poteyage dilué semble conduire à un taux de refoidissement bien plus important en surface de moule qu'un poteyage non dilué.

Le DAS (finesse de la microstructure) est également fonction de l'épaisseur de pièce.


Analyse_thermogravim_trie_poteyage
Analyse thermogravimétrique (perte de poids fonction de la température) du produit de poteyage

Une analyse thermogravimétrie du produit de poteyage a permis de mesurer que 80 % du poteyage se décompose au dessus de 350°C. En injectant l'alliage à 430°C, avec un produit de poteyage non dilué, le film en surface se décomposerait presque instantanément et générerait un flm de gaz en surface de moule s'interposant entre le zamak et le moule empêchant une solidification trop rapide et améliorant la fluidité de l'alliage et la possibilité de remplir des pièces aussi minces que 0.2 mm.

Source : Die casting Engineer (Challenge to Ultra Thin-Wall zinc die casting under 0.5 mm Thickness - Naomi Nishi - Sept. 2007)


Novembre 2008