09 décembre 2009
Affinage au vanadium des alliages de magnésium
Un procédé d'affinage du grain des alliages de magnésium par du vanadium a été breveté par la société Buha Joka (Australie). La dimension moyenne des grains des alliages affinés serait réduite de 50 %.
Source : Brevet mondial WO, 29/10/2009, N° WO2009129559
14 novembre 2009
Alliage d'aluminium résistant à la fissuration à chaud
Les sociétés Questek Innovations et Kuehmann Charles (Etats-Unis) ont breveté un alliage d'aluminium de fonderie résistant à la fissuration à 4,0 - 6,9 % de Zn, 2,0 - 3,5 % de Mg, 0,6 - 1,2 % de Cu, 0,38 - 0,57 % de Sc, 0,18 - 0,28 % de Zr (% mass.).
Cet alliage est caractérisé par un intervalle de solidification inférieur à environ 150°C, une température de solidus supérieure à environ 490°C, et une fraction de phase eutectique supérieure à environ 5% aux dernières étapes de la solidification.
L'alliage est traité pour former une dispersion de particules de type L12 par inoculation de grains cfc (cubiques à faces centrées) ayant un diamètre du grain allant d'environ 40 à environ 60 micromètres, et des précipités de phase êta' permettant l'obtention d'une limite d'élasticité à température ambiante allant d'environ 410 MPa à environ 540 MPa.
Source : Brevet mondial WO, 15/10/2009, N° WO2009126347
16 avril 2009
Le Rhénium - un métal hyper-stratégique
Le rhénium est un métal argenté qui a une résistance exceptionnelle à la chaleur, à la pression et aux acides. C'est l'avant-dernier élément naturel (avant le francium) à avoir été découvert en 1925. Elément d’alliage exotique de certains superalliages aéronautiques obtenus parfois par voie de fonderie, le rhénium est, sans nul doute l’archétype du métal stratégique. En effet, pour pouvoir continuer de faire face à l'augmentation de température en entrée de turbine (où l'on peut désormais atteindre 1 650 °C), les superalliages ont dû faire l'objet de nouveaux développements. Parmi ceux-ci, on note l’introduction de rhénium, à des taux pouvant aller jusqu’à plusieurs pourcents.
L'addition de rhénium permettrait d'améliorer à la fois la résistance au fluage et la tenue en fatigue. On retrouve également du rhénium dans certains alliages moulés sophistiqués d’aluminium. La fonderie peut donc être consommatrice de rhénium pour certains marchés de niche. Or, la croûte terrestre n'en contient que très peu (0,0006 ppm !). Il s’agit, en fait, d’un sous-produit de la molybdénite, elle-même sous-produit de l'exploitation du cuivre. 65% du rhénium proviennent des Etats-Unis. La production mondiale annuelle de rhénium n’est que de 50 tonnes. Son cours peut atteindre 10 000 € le kilogramme, ce qui le place à la huitième place des métaux en termes de cherté. Le rhénium a un impact très significatif sur le prix final d’un superalliage.
Ainsi, dans le superalliage « CMXS –lo », destiné aux aubes de turbines de réacteurs d'avion, 6 % seulement de rhénium représentent environ 80 % du prix du superalliage. Mais sans rhénium, il n'y aurait pas de gros bimoteurs.
Applications
On se sert également du rhénium pour améliorer la résistance thermique du filament des fours électriques, dans la production de thermocouples et comme catalyseur dans l'industrie chimique.
Filament de four à base de Rhénium
Tenue à chaud
Le rhénium est un métal argenté qui résiste merveilleusement bien à la corrosion et a une tolérance exceptionnelle à la chaleur. Seuls le carbone et le tungstène ont un point de fusion supérieur à celui de cet élément.
Source : [Le Figaro, 25/02/2009]
07 avril 2009
Alliage d'aluminium avec état de surface amélioré
Nouvel alliage d'aluminium ayant un excellent état de surface et contenant des éléments d'addition manganèse, chrome, titane.
Tanaka Sangyo Co Ltd et Nisso Metallochemical Co Ltd (Japon) ont conjointement breveté un alliage d'aluminium pour coulée sous pression, caractérisé par le fait qu'il comprend :
0,5-2,5 % Mn
0,2-1,0 % Cr
0,1-0,5 % Ti
Les pièces moulées obtenues pourraient acquérir, après traitement de surface adapté, un excellent lustre.
Source : Brevet mondial n° WO2008117365, 02/10/2008
01 avril 2009
Diminution du prix de l'aluminium
L'Université Hiskashi (Japon) a mis au point un procédé de transformation de l'alumine en aluminium permettant de diminuer par un facteur 15 à 20 la consommation électrique lors de l'opération d'électrolyse.
Contexte
L'électrolyse est très consommatrice d'énergie électrique. Le coût énergétique impacte de manière importante sur le prix de revient de l'aluminium de 1er fusion.
L'innovation
Naogi Kyuto et Kiu Katanaben, les 2 jeunes chercheurs de l'Université Hiskashi (Kyoto/Japon) ont découverts par hasard qu'un courant pulsé spécifique de faible intensité combiné avec un activateur en très faible quantité (base Al-Ti-Zr-Tg) avait le même effet que les courants habituellement utilisés jusqu'à présent. Ce type de courant permet de diminuer d'un facteur 15 à 20 la consommation d'énergie.
Simulation numérique d'une cuve d'électrolyse
Les conséquences
Des cuves d'électrolyse industrielles utilisant ce principe ont permis de confirmer la réduction drastique de consommation énergétique.
De plus, toutes les cuves d'électrolyse actuelles pourraient être transformées très rapidement (2 ans) pour bénéficier de cette invention révolutionnaire. Le prix de revient de production de l'aluminium primaire pourraît être réduit d'un facteur 3 dès 2011. Tous les grands groupes de production d'aluminium (Rio Tinto, Chalco, Russal, Alcoa, ..) ont achetés l'invention et verseront des royalties aux 2 japonnais sur leurs productions futures.
Naogi Kyuto et Kiu Katanaben pourraient devenir rapidement les premières fortunes mondiales. 
Source : Hiskashi Unniversity Newsletter
19 janvier 2009
Microstructure AlSi9Cu3
Une microstructure traditionnelle d'alliage d'aluminium Al Si9Cu3(Fe) en fonderie sous pression présente des dendrites assez hétérogènes en taille. On peut distinguer à fort grossissement des composés intermétalliques (en gris) et des aiguilles de fer.
Microstructure Al Si9Cu3 faible grossissement
Microstructure à fort grossissement (composés intermétalliques en gris, aiguilles de fer allongées et dendrites en blanc)
Janvier 2009
05 décembre 2008
Les procédés et alliages de fonderie
Au delà de la fonderie sous pression, il existe de nombreux autres procédés de fonderie très utilisés ou plus exotiques. Ces procédés sont plus ou moins bien adaptés aux différents alliages et posssèdent des particularités en terme de coût d'outillage, d'état de surface pièce obtenue, de série mini possible, de choix d'alliage et d'autres critères qui devront être pris en compte lors du choix initial par le client.
Ferreux et non ferreux :
- Les alliages ferreux (fonte, acier) sont transformés en moulage sable (sable à vert ou prise chimique)
- Les alliages non ferreux (aluminium, zinc, magnésium, ..) sont transformés en moule métallique (coquille, basse pression ou fonderie sous pression).
La cire perdue permet de transformer n'importe quel type d'alliage y compris des super alliage et le titane (TA6V)
Procédés courants et exotiques
Les procédés courants sont le moulage en sable (sable à vert ou à prise chimique) le moulage en en coquille , la fonderie sous pression et la cire perdue.
D'autres procédés sont plus exotiques (V process, Rhéocasting, Pore Free, fonte en coquille, squeeze casting, Thoxomaolding, ...) ou réservés à des types de pièces bien particulier pouvant faire l'objet quelquefois de très fort tonnage (centrifugation pour les tuyaux en fonte, basse pression pour les culasses et les jantes, Cobapress pour les pièces de liaison au sol, ...).
Il est difficile d'être exshaustif en terme de procédés tant le nombre de process différents de part le monde est important. On pourrait le chiffrer en première approche à une bonne dizaine de process courants et une centaine de process exotiques plus ou moins répandus (selon les zones géographiques)
La fonderie sous pression est quelquefois en concurrence avec certains de ces process qui permettent :
- De faire des pièces très précises avec contre dépouille (cire perdue)
- De réaliser des pièces unitaires avec un outillage peu onéreux (moulage sable)
- ...
Source : CTIF
Décembre 2008
24 novembre 2008
Questionnaire - Alliage en développement ?
C'est le questionnaire du Lundi (traditionnel maintenant sur ce blog)...
L'alliage AlSi9Cu3(Fe) est l'alliage conventionnelle très répandu en fonderie sous pression aluminium.
Quel nouvel alliage d'aluminium, selon vous, qui peut être amené à se développer davantage dans le futur (5-10 ans) :
Synthèse de vos réponses (au 7 février 2009):
Nombre de réponses : 25
- Hypersilicié 12 %
- bas fer (type Silafont) 8 %
- AlSi12 20 %
- AlSi10Mg 12 %
- Composite 48 %
Commentaires :
Les composites arrivent de manière très surprenante en tête avec presque de 50 % des réponses. Etonnant quand on songe que la production de pièces en composites à matrice métallique est presque nulle à ce jour.
Les 4 autres types d'alliages sont quasiment à égalité (8 % à 20 %). L'AlSi12 arrivent un peu devant (20 %) car faisant déjà l'objet d'une production industrielle (limitée cependant par rapport à l'AlSi9Cu3).
21 octobre 2008
La récupération en France
Un rapport du sénat met en évidence l'importance de la filière de recyclage dans l'approvisionnement de l'industrie, aussi bien pour les matières plastiques que pour les métaux.
Recyclage des boîte boisson
Extrait
La plupart des produits en fin de vie peuvent être récupérés cinq, dix ou quarante ans après leur mise sur le marché.
Dans la plupart des cas, la filière suit un processus éprouvé : collecte, récupération, compactage, apport à l'industrie, tri, broyage, fusion, affinage...
Dans la plupart des cas, également, la filière est entièrement maîtrisée par les circuits professionnels. Six cents entreprises se sont spécialisées dans la récupération des déchets métalliques. Non seulement les gisements de MNF (Métaux Non Ferreux) dans les déchets ménagers sont faibles, mais, jusqu'à ces dernières années, leur traitement n'était pas organisé pour fournir un apport en MNF, même d'appoint.
Ces six cent entreprises fournissent les cinquante affineurs (deux mille personnes) qui utilisent exclusivement les produits de récupération, et une trentaine de transformateurs qui utilisent les matières premières secondaires en complément de leur approvisionnement en métal neuf.
Cette organisation professionnelle a permis d'obtenir un taux de recyclage (pourcentage de métal recyclé / gisement total) élevé sur certains produits : 95 à 100 % des lignes électriques, 95 % du zinc de toiture, 85 à 90 % des batteries automobiles.
On observera, d'une part que la collecte d'aluminium commande les autres -en cherchant et en isolant l'aluminium, on peut aussi collecter les autres métaux-, d'autre part, les filières et les produits ne sont pas indépendants. Les alliages métalliques sont courants (acier + nickel, plomb + zinc, acier + zinc, cuivre + zinc, aluminium + cuivre...), et même de plus en plus fréquents. La recherche de performances techniques conduit à l'utilisation de matériaux composites qui rendent le recyclage plus onéreux, voire impossible.
Au total, la récupération assure 37 % des besoins nationaux en MNF. La seule récupération des produits en fin de vie assure 20 % des besoins.
Octobre 2008
14 octobre 2008
Choix d'un matériau et process
Le choix d'un matériau (Al, Zn, ..) dépend en première approche de 4 familles de critères; technique (intrinsèque lié au matériau), économique (coût matière, VA, outillage), technologique (lié au process de transformation) et d'éco-conception.
En fonderie sous pression, comme dans d'autres technologies, les critères de choix d'un matériau, pour une pièce (ou application donnée), peuvent se diviser globalement en 4 catégories :
- Critère technique
- Critère économique
- Critère technologique
- Critère éco-conception
Les critères techniques:
Ils peuvent intégrer :
· le module d'Young
· la densité (possibilité d'allègement)
· la tenue au fluage
· la résistance à la fatigue
· la dureté
· la tenue à la corrosion
· ...
Les critères économiques:
Sous le critère économique, on peut intégrer plus généralement la maîtrise des approvisionnements, la disponibilité des sources, l'état de la concurrence, l'évolution prévisible des prix.
Il est donc nécessaire de prendre en compte :
· le prix matière du matériau (et son évolution possible)
· la facilité de trouver un fournisseur (sources d'approvisionnement)
· les coûts récurrents (VA process) et coûts non récurrents (outillage) et la durée de vie des outillages
Les critères technologiques:
Les critères technologiques influent sur la facilité et la fiabilité de réalisations.
Il est donc nécessaire de prendre en compte les critères suivants :
· l'assemblage (avec d'autres matériaux)
· l'usinabilité ou la possibilité de déformation (assemblage par sertissage par exemple)
· la possibilité d'automatisation du process de fabrication
· les traitements thermiques
Les critères d'éco-conception
Ces critères sont plus récents (et lié au développement durable) et plus difficiles à évaluer de manière pertinente faute de recul.
Ces critères peuvent intégrer :
- L'impact en émission de CO2 du matériau et du process retenu (en intégrant le transport, ...)
- L'impact en terme de facilité de recyclage ou de facilité de démontage en fin de vie du produit
- L'épuisement (ou non) de la réserve mondiale de matériau et la possibilité de trouver facilement des matériaux de substitution pour remplir la fonction.
Octobre 2008
