Le poteyage en moulage coquille

Moulage coquille d'une pièce en aluminium.

Moulage coquille d'une pièce en aluminium.

L’opération de poteyage en moulage coquille par gravité est d’une importance capitale pour la maîtrise du process et la qualité des pièces produites. Le poteyage influence en effet les échanges thermiques, mais également le démoulage de la grappe et l’évacuation de l’air.

Les fonctions du poteyage en moulage coquille

Poteyage d'un moule de production.
Poteyage d’un moule de production.

Les poteyages sont des revêtements appliqués sur les surfaces des moules et destinés à être en contact avec le métal liquide. Leur rôle se présente sous un triple aspect : protection de l’outillage, modulation du refroidissement de la grappe coulée et agent de démoulage et évacuation de l’air.

Protection de l’outillage

Un rôle majeur des revêtements de poteyage est de protéger le moule (acier ou fonte) de l’agressivité de l’aluminium liquide. En particulier, le poteyage limite la formation superficielle de composés intermétalliques générés par des phénomènes physicochimiques entre l’alliage coulé et le matériau du moule. Le dépôt de poteyage constitue une isolation qui limite la température de surface du moule à une valeur plus faible que la température de coulée du métal. De plus, les amplitudes de températures du moule sont réduites et par voie de conséquence la fatigue thermique en surface.

Modulation du refroidissement de la grappe de coulée

Le poteyage a une importante action thermique. En effet, les différentes épaisseurs de poteyage appliquées (de 10 à 1000 μm) sur les moules métalliques permettent de moduler les échanges thermiques entre l’alliage coulé et le moule. Le contrôle de ces échanges thermiques permet d’obtenir une solidification optimale des pièces de fonderie. Le poteyage réduit les risques de refroidissement prématuré du métal au cours du remplissage, ce qui limite les défauts de type reprises, mal-venues et manques.

Agent de démoulage et évacuation de l’air

Le poteyage en moulage coquille a une action démoulante, en créant entre le moule et la pièce coulée, un film séparateur, qui facilite l’éjection de la grappe de coulée. De plus, la surface texturée et micro-rugueuse des revêtements de poteyage facilite l’évacuation de l’air de l’empreinte. Sous l’effet de diverses agressions (chocs mécaniques et thermiques), le dépôt de poteyage se détériore et s’use plus ou moins rapidement, ce qui nécessite une réfection périodique du poteyage.

Nature des poteyages

Les poteyages commercialisés en fonderie se présentent sous forme d’une suspension de particules solides dans l’eau. L’application des poteyages est un facteur déterminant dans la qualité finale du dépôt. Dans ces conditions, il est recommandé de respecter les consignes de préparation et d’application des poteyages définies par les fournisseurs. Pour obtenir une bonne base d’accrochage du dépôt, il est nécessaire d’éliminer les crasses, les graisses ou les dépôts provenant du précédent poteyage et pouvant subsister sur les empreintes. Cette préparation de surface réalisée, le poteyage est appliqué sur la coquille préchauffée à une température variable selon les produits utilisés (150 à 350 °C). A une température plus basse que celle préconisée par la fiche technique du fournisseur, le poteyage « coule », son eau ne se vaporise pas entièrement. Alors que pour une température supérieure, la caléfaction entraîne le produit en suspension. Lorsque les poteyages sont appliqués correctement à l’épaisseur désirée, il est recommandé de porter progressivement les coquilles à la température maximale d’emploi et de les y maintenir pendant un temps suffisant pour évacuer l’eau de substitution.

Les différents types de poteyage

Les principaux dépôts de poteyage.
Les principaux dépôts de poteyage.

Les poteyages peuvent être classés en trois groupes : les poteyages réfractaires, ceux à base de graphite et les poteyages d’accrochage.

Les poteyages réfractaires

Les poteyages réfractaires sont employés sur les empreintes où le métal doit se solidifier en dernier (jet de coulée, masselottes) et où le métal a tendance à figer trop rapidement (parois minces, grandes surfaces). Il est possible de les choisir en fonction des qualités qu’ils peuvent offrir : grain, tenue, lubrification et application. Ces poteyages sont appliqués généralement avec une épaisseur comprise entre 50 et 300 μm sur les empreintes pièces et au-delà de 300 μm pour les empreintes masselottes.

Les poteyages à base de graphite

Les poteyages à base de graphite sont employés sur les empreintes correspondant aux parties massives des pièces dont ils facilitent également l’extraction car ils possèdent un certain pouvoir lubrifiant. Pour cette raison, ils sont aussi utilisés couramment pour le poteyage des broches et des noyaux. Ces poteyages sont appliqués généralement avec une épaisseur inférieure à 50 μm sur les empreintes pièces.

Les poteyages d’accrochage

Ils sont employés pour améliorer la tenue des poteyages de finition de par leurs excellentes facultés d’adhérence. Ces dépôts de couleur généralement différente de celle des poteyages de finition permettent de donner une indication quant à l’usure de ces derniers. Ces poteyages sont appliqués généralement avec une épaisseur comprise entre 50 et 100 μm.

Application des poteyages

L’application des poteyages peut être réalisée soit par pulvérisation, soit au pinceau.

Poteyage d'un moule - source ASK Chemicals.
Poteyage d’un moule – source ASK Chemicals.

L’application par pulvérisation

L’application par pulvérisation – technique la plus courante – permet d’obtenir une peau régulière sur d’importantes surfaces de pièces. Il est nécessaire d’obtenir une solution de préparation homogène entre le poteyage et l’eau de dilution. Il est recommandé d’utiliser de l’eau déminéralisée pour éviter de modifier la structure du poteyage et de fragiliser le revêtement à hautes températures. Il est conseillé de passer plusieurs couches, avec séchage de chacune d’elles. Une forte couche, dont on obtient difficilement une épaisseur constante, est particulièrement fragile.

Application au pinceau (pour les fortes épaisseurs)

L’application au pinceau – utilisée pour les fortes épaisseurs – donne d’excellents résultats ou de très mauvais résultats suivant l’habileté de l’opérateur, car il est difficile d’obtenir de grandes surfaces régulières. Le pinceau doit être réservé aux applications locales de poteyages épais, dans les parties très chauffées ou difficilement accessibles.

2 commentaires

    • Le métallonaute
      Le métallonaute says

      Bonjour Paul. Oui, nous essayons sur MetalBlog d’avoir des articles assez riches et complets pour nos lecteurs. N’hésitez pas à recommander notre blog à des collègues de chez vous.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *