Comment mesurer la propreté des bains d’aluminium ?

Bain d'aluminium QualiFlash®

QualiFlash® permet la mesure des oxydes en suspension dans les bains d'alliage d'aluminium. Un appareil d'atelier facile d'utilisation et qui donne une réponse dans la minute !

L’oxydation des alliages d’aluminium entraîne une importante diminution des caractéristiques mécaniques dans les pièces, d’où l’importance de la maîtrise de ce paramètre en production. Mes collègues et moi-même avons mis au point une méthode d’atelier, appelée QualiFlash®, permettant de mesurer le niveau de qualité des bains d’alliage d’aluminium. Je vous en dis plus dans la vidéo ci-dessous.

Principe du QualiFlash®

Lingot QualiFlash®

Lingot d’aluminium après une mesure QualiFlash. Le nombre de marches remplies mesure l’absence ou la présence d’oxydes (abaque fonction de l’alliage).

La mesure des oxydes par l’appareil QualiFlash® repose sur le principe d’obstruction par les oxydes de l’aluminium liquide d’un filtre céramique. C’est un peu comme si on faisait passer du lait (avec une peau qui se forme petit à petit) à travers un filtre à café. Une certaine quantité de métal liquide, à une température déterminée, est prélevée dans le four de fusion ou de maintien. Ce métal est ensuite versé dans la coquille préchauffée du QualiFlash®. Le métal s’écoule au travers du filtre céramique positionné en fond de coquille. Plus le métal contient d’oxydes, plus ces oxydes vont rapidement boucher le filtre, stoppant l’écoulement de l‘aluminium. Le métal passé au travers du filtre s’écoule dans une lingotière graduée qui donne un indice de propreté du métal. Si l’alliage est très propre, la lingotière se remplit complètement. S’il est très oxydé, la lingotière reste presque vide. Après refroidissement, on obtient un lingot comportant 1 à 9 marches (1 marche : très oxydé, 9 marches : très propre). Des abaques ont été développés qui en fonction du type d’aluminium (viscosité…) permettent de relier le métal écoulé dans la lingotière à un indice de qualité Q qui quantifie la propreté de l’alliage en termes d’oxydes contenus.

Vous n’avez pas pas tout suivi ? Ce n’est pas grave. Rien ne vaut un exemple. Je vous montre comment ça marche dans la vidéo ci-dessous.

Avantages de l’appareil de mesure

QualiFlash® est un appareil d’atelier simple à utiliser. Pas besoin d’avoir fait des études longues ou de se lancer dans des analyses théoriques compliquées. Il faut bien sûr être formé à l’outil mais ça ne prend que quelques heures ! En plus, il donne une réponse instantanée de la qualité d’un bain d’alliage d’aluminium liquide et ne nécessite pas de préparations micrographiques ultérieures.

Utilisation du QualiFlash®

QualiFlash® peut être utilisé à plusieurs stades. Tout d’abord, il permet de qualifier la propreté inclusionnaire de l’aluminium des fours de fusion d’une unité de production. Grâce à lui, on peut aussi optimiser les procédures de nettoyage (temps de nettoyage au rotor, quantité de flux utilisé…). Enfin, dans le cadre de projets de R&D, il aide à mesurer finement l’impact de paramètres métallurgiques sur la propreté des bains.

7 commentaires

  1. Le métallonaute
    Le métallonaute says

    Bonjour Claude. Le degré d’oxydation est plus critique avec les bains d’alliage d’aluminium lié à la forte affinité de l’aluminium avec l’oxygène.
    Il n’y a pas de souci d’oxydation avec les fontes, mais on le retrouve avec les aciers et en particulier avec les moyens et bas carbone. Le QualiFlash® n’est évidemment pas utilisable pour les aciers et les fontes, mais on mesure la teneur en oxygène directement dans les bains d’alliages ferreux par sonde immergée ou à posteriori par des moyens de laboratoire (mesure infra-rouge). Pour les aciers, on peut également réaliser un comptage des inclusions sur coupe par micrographie optique.

  2. Luc Milhem says

    Le facteur de concentration des inclusions à la surface du filtre a-t-il été estimé ? Si oui, est-il suffisamment grand pour envisager la réalisation d’observations micrographiques sur une coupe du filtre ou juste au-dessus afin d’avoir des informations sur les impuretés présentes dans le bain ?

  3. Anthony KRAWIEC says

    C’est fou, c’était un de mes sujets de stage chez PSA en 1996.

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