LOSTWAXFonderie de précision

Décochage, tronçonnage, traitement thermique et parachèvement

Environ la moitié de l'effort de fabrication d'une pièce de fonderie de précision intervient après la solidification du métal.

De la grappe à la pièce

1 grappe après décochage, avec positions de tronçonnage aux attaques · 2 pièce avec reste d'attaque à meuler · 3 pièce finie, usinée où nécessaire
  • Décochage. La carapace est éliminée par vibration pneumatique, martelage ou jets d'eau à haute pression. La céramique résiduelle dans les trous et les creux est enlevée par grenaillage ; pour les noyaux et les canaux inaccessibles, on recourt à la dissolution chimique en solution caustique.
  • Tronçonnage. Les pièces sont séparées par meules à tronçonner, scies à ruban, découpe plasma ou laser, ou par rupture au niveau d'attaques entaillées. Les aciers trempants peuvent devoir être tronçonnés à chaud ou après un recuit pour éviter la fissuration.
  • Meulage des attaques. Les restes d'attaque sont meulés à une hauteur de trace convenue, sur bandes abrasives ou en cellules robotisées. La trace d'attaque admise (par exemple à fleur, ou une saillie ou un retrait défini) devrait figurer sur le plan.

Traitement thermique

Le traitement thermique confère à la pièce la microstructure et les propriétés spécifiées ; c'est donc un procédé spécial maîtrisé, avec des fours étalonnés et des cycles enregistrés.

TraitementButAlliages typiques
Recuit, normalisationHomogénéiser et affiner la structure brute de coulée, détendre les contraintesAciers au carbone et faiblement alliés
Trempe et revenuRésistance et ténacitéAciers faiblement alliés et inoxydables martensitiques
Hypertrempe (mise en solution et refroidissement rapide)Dissoudre carbures et phases intermétalliques, restaurer la résistance à la corrosionInoxydables austénitiques et duplex, alliages Ni-Cr-Mo
Mise en solution et vieillissementDurcissement structuralAciers de type 17-4 PH, superalliages de nickel, alliages Al-Si-Mg
Cémentation, nitrurationSurface dure et résistante à l'usureAciers alliés à bas carbone
Compaction isostatique à chaudRefermer la porosité interneTitane, superalliages, pièces critiques en fatigue

Les points d'attention sont la déformation (les pièces sont soutenues ou bridées, et redressées ensuite si convenu), la décarburation superficielle et la calamine (atmosphère protectrice ou vide, ou surépaisseur d'usinage), le délai entre four et trempe, et la traçabilité des éprouvettes par rapport à la charge de four.

Nettoyage et finition de surface

Le grenaillage à la grenaille d'acier, aux médias inoxydables, aux billes de verre ou au corindon élimine la calamine et donne un aspect uniforme. Les pièces inoxydables sont souvent décapées et passivées pour éliminer la contamination de surface et restaurer la couche passive. La tribofinition, l'électropolissage et le polissage mécanique réduisent la rugosité lorsque la fonction ou l'hygiène l'exigent. Des revêtements tels que zingage, phosphatation, peinture ou poudrage sont appliqués aux aciers au carbone selon spécification. Voir état de surface.

Redressage et calibrage

Les pièces minces ou longues peuvent être redressées à la presse ou calibrées en matrice pour respecter les tolérances de planéité et de forme. C'est une opération normale pour certaines familles de pièces, mais elle doit être convenue car elle introduit une déformation plastique locale.

Réparation par soudage

De nombreuses spécifications matière autorisent la réparation par soudage des pièces moulées sous des conditions définies : modes opératoires et soudeurs qualifiés, limites d'étendue, traitement thermique après soudage et nouveau contrôle. Savoir si les réparations sont admises, et si elles doivent être enregistrées ou approuvées au préalable, est une question contractuelle à régler dès la consultation.

Usinage

Les éléments fonctionnels sont usinés après traitement thermique, en prenant appui sur les références partielles de la pièce brute convenues à la conception. Réunir fonderie et usinage sous une même responsabilité évite les litiges sur les surépaisseurs et les erreurs de référence ; voir capacités.