R&D et Innovation au 113ème congrès Metalcasting à las Vegas

L'AFS et la NADCA organisait du 7 au 10 avril 2009 au Paris Hotel à Las Vegas (Nevada) le 113ème Metalcasting congress où de nombreuses conférences techniques présentaient les innovations en fonderie non ferreux ou ferreux dans différents domaines (métallurgie, process, ...).

Sans vouloir être exhaustif, nous avons repris certains sujets innovants en les classant par métallurgie.

Aluminium Gravité
Cuivreux Gravité
Aluminium Fonderie sous pression
Zinc et Magnésium Fonderie sous pression
Simulation numérique et divers

 
Metalcasting congress (AFS and NADCA) at Paris Hotel Las Vegas in April 2009

Aluminium gravité
- Alliage E357 (Magma Foundy Technologies)
Des données statistiques ont été établies (MMPDS Handbook) ainsi que l'impact des conditions des opérations de soudure pour l'alliage E357 (sans Béryllium) pour des applications fonderie sable sur des marchés aéronautiques.

- Tenue en fatigue et relations propriétés/micro-structure pour l'alliage AA 206
Une étude (Rio Tinto Alcan) a investigué l'impact des variations de compositions chimiques sur la tenue en fatigue de l'alliage AA 206 en les comparant avec les effets sur la microstructure.

- Fissuration dans les culasses aluminium de moteur diesel
Les modes de fissuration des culasses en A357 (affiné et modifié en moulage coquille) ont été analysées (Institute for technological Research-IPT Sao Paulo) et les causes de défaillance et paramètres critiques identifiés.

- Lignes de soudure dans les pièces en aluminium
Un projet hispano-nord américain (Mississipi State University et CIDAUT Foundation) a mis en évidence, par simulation et essais de coulée avec un alliage A356, que les lignes de soudure oxydées résultent d'attaques multiples.

- Effet de l'injection d'hélium en tests industriels en aluminium moulé en coquille
L'hélium ayant un coefficient de transfert thermique (h) cinq fois supérieur à l'air peut amener des gains importants. Ces effets ont été mesurés par l'Université de Wisconsin sur pièces d'essais et au niveau industriel (gain de productivité).

- Transfert du métal et technique de versement du métal
Une enquête a permis de mettre en évidence les différentes techniques (avantages/limitations et coûts) de transfert de métal et de versement (louche, pompe, four doseur). Une base de données a été constituée avec les pratiques des fondeurs sous pression et gravité aluminium.

Cuivreux gravité
- Moulage d'alliage cuivreux low-cost à gradients fonctionnels
Après des essais avec des alliages zinc-aluminium, des essais ont été réalisés (Midson Group Inc.) avec un mélange de 2 alliages de cuivre à la coulée par le process CDC(Cast-Decant-Cast). La microstruture et les applications commerciales sont discutées.

- Développement d'un alliage de frottement cuivreux sans plomb
Le bismuth a été utilisé (CANMET-MTL, ...) en remplacement du plomb pour l'alliage cuivreux C 93700 pour des applications en frottement à haute vitesse et forte charge.

Aluminium fonderie sous pression
- Injection de gaz en fonderie sous pression
L'université d'Aalen (Allemagne) étudie l'injection de gaz pendant l'injection pour réaliser des pièces creuses. Ce process est déjà utilisé en injection plastique.

-Application du PSC en fonderie sous pression
La méthode PSC consiste à compenser la variation d'un paramètre en faisant varier volontairement un ou plusieurs autres paramètres afin de compenser l'impact négatif du premier paramètre sur la qualité des pièces. Plusieurs applications en atelier du Process Setting Compensation (PSC) étaient présentées.

- Composite à matrice métallique aluminium
Coulée de pièces (Vforge) en aluminium composite (20 % à 60 % de céramique TiC) par le process SHS (synthèse exothermique in-situ des céramiques) en fonderie sous pression pour des applications de transport terrestre et aéronautique.

- Etat de l'art de la récupération des crasses en fonderie
Le prix élevé de l'énergie et de l'aluminium rend intéressant la récupération des crasses. Différents process permettent de traiter les crasses pour en récupérer l'aluminium inclus.

- Fonderie sous pression assistée par ultrasons
L'injection d'ultrasons à haute intensité dans le conteneur machine (Purdue University) permet de créer des germes dans l'alliage d'aluminium et produire des structures globulaires (non dentritiques) qui augmentent la viscosité de l'alliage et provoque un remplissage moins turbulent et une diminution des porosités dans les pièces.

Zinc en fonderie sous pression
- Alliage de zinc à haute fluidité
Développement (Teck Cominco Metals, ...) d'une nouvel alliage de zinc, HF (High Fluidity) à haute coulabilité, de composition 4.5 % Al, 0.008 % Mg et 0.046 % Cu. Meilleure remplissage et taux de porosité moindre par rapport au zamak 3 et 5 conventionnels.

Magnésium en fonderie sous pression
- Dévellopement du process SVDC (Super-Vacuum die casting) pour les alliages de magnésium
Des essais ont été conduits dans le cadre du projet MFERD ( Magnesium Front End Research and development) pour produire des pièces automobile en magnésium (Shock Tower) AZ91D et AM60B avec le procédé SVDC (sous vide poussé) qui permet de réduire significativement les porosités et d'améliorer les propriétés mécaniques des pièces.

Simulation numérique
- Propriétés et caractéristiques des pièces pendant et après la coulée
L'avancée de la technologie de simulation (ESI Group) permet aujourd'hui d'envisager la simulation des déformations de pièces pendant la solidification et durant les opérations après la coulée.

Prospective
- Les 100 prochaines années de technologie de fonderie
Les progrès de la science et des nouveaux matériaux pourront-elles rendre réelles certaines descriptions de la Science Fiction (vaisseau Entreprise de la série Star Trek). Dans 100 ans, les fonderies réaliseront-elles les pièces des vaisseaux de transport de demain ?

 Résumé des conférences

Source : Magazine DCE (mars 2009)