Aperçu détaillé des exigences en matière de pièces moulées et de fonte brute de l'industrie automobile

Les pièces moulées pour l'industrie automobile sont des composants essentiels utilisés dans la fabrication de véhicules, allant des pièces de moteur aux composants structurels. Voici une explication détaillée des principaux produits de fonderie automobile et des exigences spécifiques en matière de fonte brute utilisée dans leur production.

Principaux produits des pièces moulées pour l'industrie automobile

Les pièces moulées automobiles sont essentielles à la production de diverses pièces automobiles. Ces pièces sont généralement moulées à partir de fer brut et d’autres alliages, et chaque produit remplit une fonction distincte dans le véhicule. Vous trouverez ci-dessous les principales catégories de pièces moulées automobiles :

Composants du moteur :

Blocs moteur : ceux-ci abritent les pistons, le vilebrequin et d’autres composants, subissant des contraintes mécaniques extrêmement élevées. Ils nécessitent une grande solidité et une bonne résistance aux vibrations.

Culasses : celles-ci scellent la chambre de combustion et supportent des pressions thermiques et mécaniques élevées. Ils sont généralement fabriqués à partir de fonte ou d’alliages d’aluminium et doivent posséder une excellente résistance aux températures élevées et à la fatigue.

Vilebrequins et bielles : Ces composants transfèrent la force entre les pièces du moteur et supportent des charges importantes. Ils nécessitent une résistance élevée à la flexion et à la traction.

Sièges de soupape et soupapes : Ceux-ci résistent aux températures élevées et aux contraintes mécaniques. Ils doivent offrir une résistance à l’usure, à la corrosion et une stabilité thermique.

Carters d'huile : ils stockent l'huile moteur et sont généralement fabriqués à partir de fonte ou d'alliages d'aluminium. Ils nécessitent une résistance à la corrosion et une résistance suffisante.

Composants du système de transmission :

Carters de transmission : Ces boîtiers abritent les engrenages et les arbres de la transmission. Des alliages de fonte ou d'aluminium sont utilisés pour fabriquer ces composants, qui doivent avoir de bonnes propriétés de résistance, de résistance à l'usure et à haute température.

Engrenages et arbres : les engrenages et les arbres transfèrent le couple et nécessitent une résistance élevée et une résistance à l’usure. Ils sont généralement moulés à partir d’alliages à haute teneur en carbone ou d’acier.

Pièces du système de suspension et de direction :

Bras de commande : ceux-ci relient les roues du véhicule au châssis et doivent résister au poids et aux vibrations du véhicule. Ils nécessitent une ténacité et une résistance à la fatigue élevées.

Essieux et moyeux : ces pièces transfèrent le couple et supportent la charge du véhicule. Les composants moulés nécessitent une excellente résistance à la traction et aux chocs.

Boîtier du mécanisme de direction : Ces pièces doivent être rigides et stables pour une direction précise.

Composants du système de freinage :

Disques et tambours de frein : ce sont des composants essentiels du système de freinage et doivent avoir une excellente résistance à l'usure, à la chaleur et une excellente stabilité thermique pour un freinage efficace.

Composants du système d'échappement :

Collecteurs d'échappement : ces pièces collectent les gaz d'échappement du moteur et nécessitent une résistance aux températures élevées, à la corrosion et une résistance structurelle.

Boîtiers de convertisseur catalytique : Ces boîtiers renferment le convertisseur catalytique et nécessitent une bonne résistance à la corrosion et une stabilité à haute température.

Autres pièces structurelles :

Cadres de châssis et composants intérieurs : ceux-ci incluent des pièces telles que les cadres de porte et les supports de moteur. Ils nécessitent une bonne résistance, ténacité et précision.

Supports de support : les composants tels que les supports de moteur nécessitent une rigidité et une capacité de charge suffisantes.

Exigences relatives à la fonte brute utilisée dans les pièces moulées automobiles

La fonte brute est l’un des principaux matériaux utilisés pour les pièces moulées automobiles. La qualité de la fonte affecte directement les performances et la longévité des composants en fonte. Vous trouverez ci-dessous les exigences détaillées concernant la fonte brute utilisée dans les pièces moulées automobiles :

1. Exigences en matière de composition chimique

La composition chimique de la fonte est essentielle aux propriétés de la pièce moulée finale. Voici les éléments typiques et leurs plages requises :

Teneur en carbone (C) :

La fonte contient généralement de 2,5 à 4,0 % de carbone, selon les exigences de la pièce moulée. Le carbone influence la dureté, la résistance et la ductilité en formant du graphite ou d'autres carbures.

Fonte grise : Couramment utilisée pour les pièces automobiles générales telles que les blocs moteurs et les culasses, avec une teneur en carbone d'environ 2,7 % à 3,5 %.

Fonte ductile (fonte nodulaire) : utilisée pour les pièces à haute résistance telles que les fusées d'essieu et les disques de frein, avec une teneur en carbone contrôlée entre 3,0 % et 3,8 %.

Teneur en silicium (Si) :

Le silicium améliore la coulabilité en augmentant la fluidité du fer en fusion. Typiquement, la teneur en silicium est comprise entre 1,0 % et 3,0 %.

Une teneur plus élevée en silicium améliore la fluidité mais peut réduire la résistance.

Teneur en manganèse (Mn) :

Le manganèse améliore la désulfuration et la déphosphoration de la fonte, améliorant ainsi sa ténacité. La teneur typique en manganèse se situe entre 0,5 % et 1,0 %.

Teneur en phosphore (P) :

Le phosphore est une impureté nocive qui fragilise la fonte. Il devrait être contrôlé à moins de 0,1 %.

Teneur en Soufre (S) :

La teneur élevée en soufre rend la fonte fragile et sujette aux fissures. Il est généralement maintenu en dessous de 0,02 %.

Teneur en magnésium (Mg) (pour fonte ductile) :

Le magnésium est utilisé pour convertir le graphite de la fonte en une forme nodulaire, améliorant ainsi la résistance et la ténacité. La teneur typique en magnésium se situe entre 0,03 % et 0,05 %.

Autres éléments d'alliage (tels que chrome Cr, cuivre Cu, molybdène Mo) :

Chrome : Ajoute une résistance à l'usure et est couramment utilisé dans les disques de frein, les blocs moteurs et d'autres composants.

Cuivre : améliore la résistance à la corrosion et est utilisé pour les pièces en contact avec l'eau comme les boîtiers de pompe à eau.

Molybdène et titane : améliorent la résistance, la résistance aux hautes températures et la résistance à la fatigue.

2. Exigences relatives aux propriétés physiques

Les propriétés physiques de la fonte influencent directement la qualité de la coulée :

Résistance à la traction:

La fonte nécessite généralement une résistance à la traction de 150 à 500 MPa, selon la fonction de la pièce. Les pièces à haute résistance telles que les blocs moteurs, les essieux et les composants de transmission nécessitent une résistance à la traction plus élevée.

Dureté:

La dureté de la fonte est généralement contrôlée entre 200 et 300 HB, une dureté plus élevée étant requise pour les composants sujets à l'usure, tels que les disques de frein et les sièges de soupape.

Dureté:

Les pièces soumises à des vibrations ou à des chocs (par exemple, essieux, bras de commande) nécessitent une bonne ténacité pour éviter les fissures ou la casse. La ténacité est améliorée en contrôlant la teneur en carbone, les éléments d'alliage et le processus de coulée.

Résistance à l'usure :

Les composants tels que les disques de frein et les blocs moteurs doivent avoir une grande résistance à l'usure. Ceci est généralement réalisé en ajoutant des éléments comme le chrome, le molybdène et le cuivre pour améliorer la résistance à l'usure.

3. Exigences de performances de casting

Les performances de coulée de la fonte brute affectent la qualité du produit final :

Fluidité :

La fluidité de la fonte détermine la capacité du métal en fusion à remplir le moule, en particulier pour les formes complexes. Une bonne fluidité garantit que le moule est complètement rempli, réduisant ainsi les défauts tels que la porosité et les fermetures à froid.

Rétrécissement:

Le retrait est le changement physique qui se produit lors de la solidification. Un retrait excessif peut entraîner une déformation ou une fissuration de la pièce moulée. Le retrait est contrôlé en ajustant la composition chimique et le processus de coulée.

Contrôle de la porosité et des fissures :

La porosité et les fissures sont des défauts courants dans les pièces moulées, notamment lorsque des poches de gaz se forment lors de la solidification. La fonte de haute qualité doit avoir une faible teneur en gaz pour éviter ces défauts.

4. Résistance thermique et résistance à la corrosion

Les composants automobiles tels que les blocs moteurs, les collecteurs d’échappement et les disques de frein sont exposés à des températures élevées. Par conséquent, la fonte doit avoir une bonne résistance à la chaleur et la capacité de résister aux cycles thermiques. De plus, les pièces telles que les boîtiers de pompe à eau et les collecteurs d'échappement doivent posséder une résistance à la corrosion pour éviter toute dégradation dans des environnements difficiles.