Analyse des fissures dans les pièces moulées sous pression : causes, classification et prévention

La fissuration est un défaut structurel critique des composants moulés sous pression, qui compromet directement l'intégrité et la durée de vie du produit. Une prévention efficace nécessite une compréhension approfondie du mécanisme de défaillance. Cet article présente des informations techniques essentielles sur les fissures dans le moulage sous pression afin d'aider les professionnels du secteur à identifier et à résoudre le problème à la racine.

1. Classification des fissures : déchirures à chaud et fissures à froid

Tout d’abord, il est crucial de distinguer deux types de fissures fondamentalement différents, car leurs caractéristiques indiquent directement leur cause :

• Larmes chaudes (craquements chauds):Se produisent à haute température lors des dernières étapes de la solidification, en raison d'un retrait entravé. L'identifiant clé est unsurface de fracture oxydée, gris foncéLa trajectoire de la fissure est généralement irrégulière et suit les joints de grains (intergranulaire). Il s'agit du type de fissure le plus courant en moulage sous pression.

• Fissures froides:Se forment après refroidissement de la pièce moulée à des températures plus basses. Elles sont principalement causées par des contraintes mécaniques lors de l'éjection ou par des contraintes résiduelles élevées. La surface de rupture estnon oxydé, présentant un éclat métallique brillantLa fissure est souvent droite et peut se propager à travers les grains eux-mêmes (transgranulaire).

2. Principales causes de fissuration

La formation de fissures est le résultat de l’interaction entre les facteurs liés au matériau, à l’outillage et au processus.

1. Facteurs métallurgiques :

2. ——Composition de l'alliage :Un alliage avec une large plage de solidification, des impuretés nocives (par exemple, une teneur élevée en fer) ou un rapport inapproprié d'éléments clés (par exemple, le silicium dans les alliages Al-Si) aura une plus grande propension à la déchirure à chaud.

3. ——Processus de fusion :Une surchauffe de la masse fondue ou un maintien trop long peut entraîner une structure à gros grains, réduisant la résistance et la ductilité de l'alliage à haute température.

4. Facteurs de conception de l'outillage et des pièces :

5. ——Mauvaise conception structurelle :Les changements brusques d'épaisseur de paroi et les angles internes aigus avec des rayons de congé insuffisants sont des sources majeures de concentration de contraintes, rendant ces zones sujettes à la fissuration.

6. ——Température du moule déséquilibrée :Une surchauffe localisée dans la matrice crée des points chauds. Ces zones se solidifient en dernier et sont séparées par les sections solidifiées environnantes, ce qui entraîne des déchirures.

7. ——Système d'éjection :Des angles de dépouille insuffisants ou une répartition inégale des broches d'éjection peuvent exercer une contrainte mécanique non uniforme sur la pièce lors de l'éjection, provoquant des fissures à froid.

3. Stratégies de prévention systématique

Une approche systématique est nécessaire pour prévenir la fissuration :

• Optimiser la conception:Assurez une épaisseur de paroi uniforme dans la conception de la pièce et utilisez des rayons de congé généreux à toutes les transitions.

• Matériaux de contrôle:Sélectionnez des alliages à faible sensibilité à la déchirure à chaud et gérez strictement le processus de fusion pour garantir une composition appropriée et une structure à grains fins.

• Affiner le processus:Optimisez l'équilibre thermique du moule pour éviter les points chauds. Définissez des temps de maintien et des séquences d'ouverture de matrice appropriés pour garantir une résistance suffisante de la pièce moulée avant son éjection.

• Perfectionner l'outillage:Concevez un système d’éjection équilibré et stable qui assure une libération douce et uniforme des pièces.

En résuméLe contrôle des fissures est un effort systématique qui englobe la conception des pièces, la science des matériaux, l'ingénierie des moules et le contrôle des procédés. Seule une gestion précise de chacune de ces étapes permet d'éliminer fondamentalement les défauts de fissure.