Le moulage est l'une des plus anciennes méthodes industrielles pour donner au métal les formes nécessaires. C'est un moyen peu coûteux pour la formation de métaux.
Le processus consiste à couler du métal en fusion dans un espace vide pour lui donner la forme souhaitée nécessaire à la fabrication d'un outil. En refroidissant, vous obtenez une bonne forme en fonction de la qualité du matériau.
La coulée de magnésium est très populaire et le matériau est très approprié si vous recherchez un bon métal à couler. Il a de bonnes propriétés thermiques et électriques et les pièces en métal sont très durables et solides.
Vous serez étonné d'apprendre que la coulée de magnésium a été introduite à l'ouest par Dow Chemical dans les années 1920 et est utilisée dans de multiples industries comme l'aérospatiale, l'automobile et les munitions depuis lors.
Les processus de coulée de magnésium ?
Il existe principalement trois types de coulée de magnésium. Elles sont:
Moulage en sable
Le moulage au sable est le processus d'utilisation de moules en sable pour le moulage. Le processus est principalement utilisé dans la coulée de magnésium pour les pièces aérospatiales.
Moulage sous pression de magnésium
Le processus de moulage sous pression du magnésium implique des moules en acier pour la coulée. Le matériau fondu est mis dans le moule en acier sous haute pression pour la coulée.
Moulage en moule permanent
La méthode est principalement utilisée pour les alliages magnésium-zinc-zirconium et le métal en fusion s'est écoulé vers le moule en acier à partir d'un réservoir. Il s'agit d'une méthode moins complexe que le moulage sous pression au magnésium mais qui présente quelques défauts, de sorte que vous ne pouvez pas l'utiliser avec tous les alliages.
La raison de l’utilisation du magnésium dans le moulage sous pression
Le magnésium est principalement utilisé dans le moulage sous pression en raison de sa légèreté et de sa résistance. Le métal est 70-76% plus léger que l'acier tout en ayant un niveau de résistance similaire. Même l'aluminium est 30-35% plus léger.
En outre, pour une tolérance étroite, une stabilité et un faible coût, le moulage sous pression de magnésium peut vous offrir de nombreuses opportunités. Que la coulée soit épaisse ou fine, vous pouvez faire les deux avec du magnésium assez facilement.
Comparez le moulage sous pression au moulage de précision
Bien que le moulage sous pression et le moulage à la cire perdue diffèrent par leurs méthodes de fabrication de pièces métalliques, ils présentent également des avantages et des inconvénients distincts. En moulage sous pression, le métal en fusion est injecté sous haute pression dans un moule, ce qui permet de produire rapidement des répliques très précises de pièces complexes, avec une faible tolérance. Ce procédé est particulièrement performant pour la fabrication de pièces de haute qualité, avec des finitions et des tolérances optimales. Cependant, il est principalement utilisé pour des métaux tels que l'aluminium, le zinc ou encore le magnésium. Un inconvénient majeur réside dans le coût élevé des moules de moulage sous pression.
En revanche, le moulage à la cire perdue offre une grande flexibilité, car il permet d'utiliser différents métaux, comme l'acier et l'acier inoxydable. Il est particulièrement adapté à la production de pièces fines et complexes, mais son temps de production est légèrement supérieur à celui du moulage sous pression et sa précision dimensionnelle peut être moindre. C'est pourquoi le moulage sous pression est privilégié : pour les produits en grande série comportant des pièces complexes, le moulage à la cire perdue répond mieux aux exigences du projet, notamment en termes de matériaux, de complexité et de volume de production.
Types de pièces adaptées à la production par moulage sous pression de magnésium
Le moulage sous pression magnétique est une méthode très polyvalente permettant de fabriquer de nombreux composants à la fois légers et résistants pour diverses industries. On la retrouve notamment dans les pièces automobiles telles que les blocs-moteurs et les carters de transmission, les composants aérospatiaux comme les carters de moteurs, les boîtiers électroniques pour ordinateurs portables et outils à main, les articles de sport, le matériel médical, les appareils grand public, les équipements de télécommunications, les accessoires industriels, les éléments de machines et les luminaires. Cette technique de fabrication offre un équilibre optimal entre résistance et légèreté ; elle est donc parfaitement adaptée aux applications exigeant durabilité, précision et légèreté.
Application principale du moulage de magnésium
Alors que Dow Chemical a commencé à produire des pistons en magnésium en 1921, il a été introduit dans le monde occidental comme un matériau éventuellement populaire pour la coulée à l'avenir. Mais le développement de la coulée de magnésium s'est produit après la seconde guerre mondiale, car le besoin d'un matériau durable et solide s'est fait sentir dans différentes industries. Depuis lors, le métal est devenu très populaire en raison de ses caractéristiques impliquant une tolérance serrée, une coulée à paroi mince et un usinage en vrac.
Les plus grands avantages de la coulée de magnésium que vous pouvez exploiter dans l'industrie automobile. De plus, en ce qui concerne la durabilité, vous pouvez également l'utiliser à haute altitude. Ce caractère particulier a également rendu la coulée de magnésium populaire dans les industries aérospatiales.
Alors que les deux industries utilisent principalement les alliages pour la coulée de magnésium, vous pouvez voir qu'il est utilisé dans les industries des munitions et de la défense pour ses caractéristiques combustibles et autres.
La résistance spécifique de l'alliage de magnésium AZ91D
Les alliages de magnésium sont utilisés dans différentes industries selon les caractéristiques de l'alliage. Mais vous trouverez l'alliage AZ91D presque partout. C'est l'alliage le plus populaire en matière de coulée de magnésium. Avec de l'aluminium 8-10% et du manganèse 0.50%, cet alliage est très approprié pour la coulée de magnésium dans différentes industries.
En ce qui concerne la résistance spécifique de l'AZ91D, il a une résistance à la traction de 230 MPa. La limite d'élasticité est de 160 MPa et le module élastique de 45 GPa.
L'alliage est assez dur et a une dureté de 63. L'allongement est de 3-7%.
Pour les propriétés thermiques, 26 µm/m°C est le coefficient de dilatation thermique pour AZ91D. Il a une conductivité thermique de 72,7 W/mK.
Pour ces caractéristiques, l'alliage est utilisé dans le magnésium partout comme les automobiles, les ordinateurs, les ménages et de nombreuses autres industries.
Comparez l’aluminium au magnésium
À l'état pur, le magnésium est 33% plus léger que l'aluminium. Bien qu'ils soient alliés et coulés, les deux matériaux ont tendance à présenter des types de résistance et de propriétés mécaniques similaires.
Les deux alliages présentent une résistance à la traction de 220-230 MPa. Ce qui fait des alliages votre premier choix pour la coulée des métaux.
Lors de la coulée, les deux alliages métalliques peuvent atteindre une résistance à la traction allant jusqu'à 600 MPa.
Mais en matière de capacité d'amortissement, aucun métal, même l'aluminium, ne peut rivaliser avec le magnésium. Vous serez surpris d'apprendre que ce métal a la plus grande capacité d'amortissement connue parmi tous les métaux. C'est 10 fois plus que l'aluminium.
Utilisez du magnésium pour remplacer l’aluminium
En ce qui concerne la coulée d'alliage de magnésium, le magnésium présente une résistance à la traction, des propriétés mécaniques et une nature de coulée similaires à celles de l'aluminium. Il est plus léger que l'aluminium et a une plus grande capacité d'amortissement. Surtout, les alliages de magnésium ont tendance à avoir des points de fusion plus bas que les alliages d'aluminium.
Pour ces raisons, dans les industries où la légèreté et la capacité d'amortissement sont prioritaires, il est possible de remplacer l'aluminium par du magnésium.
Considération des coûts lors du moulage sous pression de pièces en magnésium personnalisées
Lorsqu'on aborde le prix des pièces moulées sous pression en magnésium sur mesure, de nombreux aspects sont à prendre en compte. La complexité de la conception est primordiale : des formes et des détails complexes peuvent nécessiter des technologies de fonderie plus avancées et un outillage spécifique, ce qui engendre des coûts de production plus élevés. Le choix de l'alliage de magnésium influe également sur le prix, certains étant plus onéreux que d'autres. Enfin, la taille du lot est un facteur déterminant : plus les séries de production sont importantes, plus le prix unitaire diminue grâce aux économies d'échelle.
Outre les coûts d'outillage et de mise en place, la création du moule est un facteur important à prendre en compte. Les coûts liés aux opérations de post-moulage, telles que l'usinage, la finition et les contrôles qualité, contribuent également au coût total. En conclusion, le choix du fournisseur et son expertise en fonderie sous pression de magnésium ont un impact direct sur les coûts, car un fournisseur compétent peut optimiser les processus de fabrication en réduisant les déchets, ce qui engendre des économies. Par conséquent, l'évaluation de la complexité de la conception, le choix des matériaux, la taille prévue du lot, l'outillage et les opérations de post-moulage sont essentiels pour une gestion efficace des coûts lors de la fabrication de modules sur mesure en magnésium moulés sous pression.
Conseils pour les pièces moulées sous pression en magnésium personnalisées des fabricants
Lors de la commande de pièces moulées sous pression en magnésium sur mesure, procédez de manière systématique. Commencez par définir vos besoins spécifiques en termes de matériau et d'application, puis choisissez l'alliage de magnésium approprié. Collaborez avec le fabricant pour définir les spécifications de conception détaillées et envisagez également le prototypage. Évaluez les spécifications de l'outillage et du moule, et comprenez l'ensemble du processus de fabrication, en accordant une attention particulière aux mécanismes de contrôle qualité. Maîtrisez les coûts en fonction des différents matériaux, des tailles de lots et des traitements post-moulage. Choisissez un fournisseur fiable, expérimenté dans le moulage sous pression du magnésium et respectant les normes et réglementations du secteur, notamment en effectuant des tests et des validations rigoureux.
Conclusion
Si vous recherchez des pièces moulées en magnésium pour votre industrie, vous pouvez choisir le métal sans réfléchir davantage. Dans diverses comparaisons, il s'est avéré sans aucun doute l'un des meilleurs matériaux pour la coulée.
