Fonte injectée en aluminium et zamak. Industrias DOJE S.L.

Une pièce de fonderie possède des propriétés mécaniques en statique et dynamique et des propriétés d'usage (tenue à la corrosion, tenue à chaud, ...) qui résultent d'un certain nombre de paramètres liés à la conception (design fonctionnel), au CDC d'approvisionnement et à la fabrication de la pièce (maîtrise des éléments d'alliage, finesse de la microstructure).

Les facteurs importants

Les principaux facteurs qui impactent sur les caractéristiques fonctionelles d'une pièce sont :

• La teneur en éléments d'alliage (fourchette min-max) qui entrent dans la composition chimique de la matière
• La teneur en impuretés (S, P pour les fontes et Fe pour les alliages d'aluminium), en oxydes ou en éléments dits "poison" non désirables dans la composition chimique (fourchette maxi autorisée)
• L'absence de défauts internes (retassures, soufflures) ou externes (criques) dans les parties de pièces sollicitées. On spécifie généralement, dans le CdC pièce, des ZD (Zones Désignées) et des ZND (Zones Non Désignées). L'impact des défauts sur les caractéristiques mécaniques peut être appréhendé finement par la détermination des abattements
• Le tracé de la pièce (et par exemple l'absence de zones de concentration de contraintes ou de zones massives isolées). Le design pièce doit être optimisé en fonction des enjeux et des séries. La simulation numérique du process (remplissage, solidification) en amont permet de faire "bon du premier coup", de raccourcir les délais de mise au point et de fiabiliser la qualité des pièces de production sur leur durée de vie
• Le type de microstructure obtenue. La forme du graphite (lamellaire, sphéroïdale, vermiculaire) ou de la matrice (perlitique, ferritique, austénitique, bainitique) pour les fontes ou la forme du silicium (aciculaire ou lamellaire) ou des composés inter-métalliques (Al-Fe-Si) pour les alliages d'aluminium
• La finesse de la microstructure (résultant de la vitesse de solidification). Pour certaines applications, on spécifie ainsi le SDAS (Secondary Dendritic Arm Spacing) dans certaines zones de pièce pour les alliages d'aluminium et la taille des nodules de graphite pour les fontes Les micro-éléments d'addition en très faibles quantités (quelques ppm versus quelques % pour les éléments d'alliage traditionnels)
• Un traitement thermique ultérieur (trempe/revenu/...) qui modifie la microstructure (transformation de l'austénite en martensite pour les aciers par exemple). Pour les alliages d'aluminium Al-Si, c'est l'addition de magnésium qui permet, lors du traitement thermique, d'augmenter les caractéristiques mécaniques
• Les opérations d'usinage ultérieures qui peuvent soit éliminer la peau de pièce, soit faire déboucher en surface des porosités sous-jacentes ou encore amener des contraintes résiduelles
• Un traitement de surface mécanique: shot peening, CIC (Compression Isostatique à Chaud) qui va éliminer les imperfections de fonderie et doper les caractéristiques d'usage
• Un traitement de surface de conversion chimique (nitruration, anodisation dure) qui va protéger la pièce ou amener un élément de décoration (anodisation de couleur, peinture)

Source : CTIF

Une pièce de fonderie, qu'elle soit en fonte en aluminium ou en acier, possède des propriétés mécaniques en statique (Rm, Rp0.2, allongement) et en dynamique (limite d'endurance en fatigue) qui résultent d'un certain nombre de paramètres (conception de la pièce, éléments d'alliage, ..., finesse de la microstructure).

Les facteurs importants

Les principaux facteurs qui impactent sur les caractéristiques mécaniques (en statique comme en dynamique) d'une pièce sont :

• La teneur en éléments d'alliage qui entrent dans la composition chimique de la pièce (Al-Si7Cu3Mg pour un aluminium ou 2.7 % C, 0.6 Si, 4.2 % Ni et 1.6 % Cr pour une fonte Ni-Hard)
• L'absence de défauts internes ou externe dans les parties de pièces sollicitées mécaniquement. On spécifie généralement un niveau de défaut acceptable (classe 1 pour les retassures en zone désignée par exemple) dans le CdC pièce. L'impact des défauts sur les caractéristiques mécaniques peut être appréhendé finement
• Le tracé de la pièce (et par exemple l'absence de zones de concentration de contraintes ou de zones massives isolées)
• Le type de microstructure obtenue. Par exemple, la forme du graphite (lamellaire, sphéroïdale, vermiculaire) ou de la matrice (perlitique, ferritique, austénitique, bainitique) pour les fontes ou la forme du silicium (aciculaire ou lamellaire) ou des composés intermétalliques (Al-Fe-Si) pour les alliages d'aluminium
• La finesse de la microstructure (résultant de la vitesse de solidification). Pour certaines applications, on spécifie ainsi le DAS (Dendritic Arm Spacing) en µm pour les alliages d'aluminium
• Les micro-éléments d'addition en très faibles quantités (quelques ppm versus quelques % pour les éléments d'alliage traditionnels)
• Un traitement thermique ultérieur qui modifie la microstructure (transformation de l'austénite en martensite pour les aciers par exemple). Pour les alliages Al-Si par exemple, c'est l'addition de magnésium qui permet lors du traitement thermique d'augmenter les caractéristiques mécaniques
• Les opérations d'usinage qui peuvent faire déboucher en surface des porosités ou amener des contraintes résiduelles
• Un traitement ultérieur (shot peening local ou compression isostatique à chaud par exemple)

Source : CTIF

Source: My little blog fonderie

Ford a ravi la vedette au dernier Salon de Detroit avec la nouvelle génération de son pick-up F-150 dotée d’une carrosserie en alliage d’aluminium. Il a indiqué que le nouveau modèle pèserait entre 250 et 320 kilos de moins que l’actuel, pour une large part grâce à l’utilisation d’aluminium, et qu’il prévoyait de le commercialiser à des prix proches de ceux de l’actuel (qui s’échelonnent de 24 500 à 55 000 dollars). Le nouveau F-150 s’inscrit dans la stratégie de réduction de la consommation des véhicules du constructeur. Ford n’a pas donné d’indication concernant la consommation du véhicule, mais selon des informations parues dans la presse, il viserait une consommation de carburant sur route de 7,8 litres aux 100 kilomètres.

Des coûts de matériaux plus importants

La décision de remplacer la carrosserie en acier du véhicule le plus vendu aux États-Unis et le plus rentable de Ford par une carrosserie en aluminium pourrait révolutionner le marché américain des utilitaires, mais aussi réduire les bénéfices du constructeur. Elle implique en effet des coûts de matériaux plus élevés, d’importants investissements dans les outils de production et l’ingénierie, ainsi que le risque d’une mise en fabrication compliquée et troublée et d’une possible résistance de la clientèle. Se pose également le problème des coûts de réparation des panneaux de carrosserie et par ricochet du montant des primes d’assurance.

Une réparation facile des panneaux endommagés

Ford a souligné à cet égard que le modèle avait été conçu pour être réparé facilement. Il s’est en outre engagé à aider financièrement ses concessionnaires et les ateliers de réparation pour que les panneaux de carrosserie endommagés puissent être remplacés ou réparés à un coût compétitif. Eric Noble, président de la société de conseil The CarLab, a estimé que l’utilisation d’aluminium augmenterait le coût du nouveau F-150 d’au moins 1 000 dollars, sachant que l’aluminium est environ trois fois plus cher que l’acier.

Source : www.ccfa.fr

Source: My little blog fonderie