Qu'est-ce qu'un squeeze pin ?

En fonderie sous pression, les retassures (retrait de solidification en zone massive) sont normalement compensés et supprimés par la pression de 3ème phase appliquée. Dans certains cas (zone loin de l'attaque, zone trop massive, attaque trop fine, ...), la pression P3 ne suffit plus et on peut être amené à positionner un squeeze pin dans une zone précise. Le "squeeze pin" est un piston sur-presseur local qui appuie (par l'intermédiaire d'une broche) sur la zone. L'application de la pression doit se faire en phase pâteuse.

Les paramètres à contrôler sont :

• Le niveau de pression appliqué
• Le retard avant application (après la fin du remplissage)
• Le diamètre et la forme de la broche et la zone d'implantation

Il y a souvent lieu de faire un traitement de surface sur la broche (type PVD TiAlN) pour éviter le collage

Expérience chez Ford Australie
Ford Australie a étudié l’influence du retard avant application de la pression de squeeze pin. Les conditions étaient les suivantes : alliage Al Si9Cu3 (CA 313 australien), machine 2000 t, grappe 8 empreintes avec tirage d’air massif. Zone à problème (volume 105 cm3) en bout de pièce ou est usiné 3 passages d’huile (fuite en cas de porosité de type retassure dans ce cas), volume squeeze pin 2.83 cm3, soit 2.7 % de la zone à traiter,

Les données sont :

• Epaisseur d'attaque de coulée : 2 mm
• Course totale du squeeze pin : 25 mm
• Proximité de la zone d'attaque
• Pression sur la broche de squeeze (3000 bars)

Les résultats sont les suivants :

• Si le délai (après la fin remplissage) avant application de la pression squeeze pin est supérieur à 4 s, la course du squeeze pin de 25 mm n’est pas totale (hors tolérance pièce). Si le délai est inférieur à 1s, le squeeze pin est inefficace. Le délai optimal trouvé est de 1.5 s
• Le niveau de porosité (retassure) dans la zone à défaut passe de 2.7 % (sans squeeze pin) à 0.5 % (avec squeeze pin et retard 1.5 s). Il y assez peu de différence sur la santé pièce entre un délai de 1 s et de 3 s
• Les zones épaisses alimentées par le squeeze pin ont un temps de solidification 5 fois plus grand (calcul par simulation) que les attaques de coulée. Les attaques de coulée auraient un temps de solidification de 4s, et pendant 20 % de ce temps, la pression 3ème phase serait efficace (soit 1s), ce qui justifierait un délai d'au moins 1.5 avant application de la pression locale

Les valeurs de délai déterminés sont à notre avis fonction de l’épaisseur d’attaque et de l’épaisseur moyenne de pièce.
Ainsi pour 4 mm d’attaque, l’optimum du délai sera sans doute plus important: 2 s ou 3 s. De la même manière, une zone loin des attaques pourra voir ce délai sans doute raccourci.

Source : "Porosity reduction in a high pressure die casting through the use of squeeze pin", M. Binney and ali, NADCA Die casting congress (2003)

Comments

[formfond]

selon mon expérience avec les squeeze-pin, le retard avant de le faire avancer est en effet tres important :

trop tôt pas d'effet et aussi difficulté pour le faire revenir (tirage, collage)

trop tard pas de course donc pas d'effet.

nous déterminions le temps par essai : départ avec un temps long et réduction de ce temps progressivement pour obtenir la course maximun.

ensuite il faut aussi régler le temps de maintien avant retour du piston presseur: trop court : l'alliage peut recouler dans la cavité. trop long : défaut de démoulage .

[Bernard]

il existe aussi des pistons presseurs sur masselotte, la compensation se fait à travers une attache épaisse.ils sont utilisés lorsqu'il n'est pas possible de le placer directement sur la piéce.
le piston presseur réalise un trou sans dépouille, j'ai connu une application où cette propriété était utilisée:centreur