Le moulage sous pression est la pierre angulaire de la fabrication de métaux en grande quantité, spécialement pour les alliages d'aluminium, permettant la production de précision, pièces complexes utilisées dans l'automobile, électronique, et industries du matériel. Pourtant, de nombreux ingénieurs et constructeurs se posent encore des questions.: Quel est le mécanisme de base derrière le moulage sous pression? Comment les processus clés affectent-ils la qualité des pièces? Et quels paramètres nécessitent un contrôle strict? Cet article décompose le principe fondamental, processus étape par étape, optimisation des paramètres, et stratégies de contrôle qualité du moulage sous pression, vous aidant à maîtriser cette technologie de fabrication efficace.
1. Principe de base du moulage sous pression: Comment ça marche?
En son cœur, le moulage sous pression repose sur haute pression et haute vitesse façonner du métal en fusion en pièces précises. Ci-dessous se trouve un Structure du score total expliquer ses mécanismes clés, sources d'énergie, et conditions critiques:
1.1 Mécanisme fondamental
La logique fondamentale du moulage sous pression est le « remplissage forcé + solidification assistée par pression »:
- Injection à grande vitesse: Métal fondu (Par exemple, alliage d'aluminium chauffé à 660~720°C) est injecté dans une cavité de moule métallique de précision à des vitesses de 5 à 50 m/s. Cela garantit que le métal s'écoule rapidement pour remplir même les plus petits détails du moule. (Par exemple, 0.5parois de 1 mm d'épaisseur ou motifs en relief) avant de solidifier.
- Maintien haute pression: Une fois la cavité remplie, la machine de moulage sous pression maintient une pression de 20 à 150 MPa pendant 1 à 10 secondes. Cela comprime le métal en fusion, élimine les pores internes, et améliore la densité des pièces, ce qui est essentiel pour les pièces nécessitant une résistance élevée (Par exemple, supports de moteur automobile).
1.2 Source d'alimentation: La « force motrice » du moulage sous pression
Le système hydraulique de la machine de moulage sous pression est le principal fournisseur d'énergie:
- Il entraîne le poinçon d'injection pour pousser le métal en fusion dans la cavité du moule. (générer une force d'injection).
- Il contrôle la force de serrage du moule (pour maintenir le moule fermé pendant l'injection haute pression, empêcher les fuites de métal).
- Pour une production à grande échelle, les machines modernes utilisent des systèmes servo-hydrauliques, réduisant ainsi la consommation d'énergie de 30% par rapport aux systèmes hydrauliques traditionnels tout en garantissant une sortie de pression stable.
1.3 Conditions critiques: Paramètres qui déterminent la qualité
Quatre paramètres fondamentaux doivent être strictement contrôlés pour éviter les défauts tels que les arrêts à froid (coutures métalliques non fusionnées) ou trous de retrait:
| Paramètre critique | Définition | Gamme typique (Alliage en aluminium) | Impact sur la qualité |
| Température du métal en fusion | Température du liquide métallique avant injection. | 660~720°C | Trop bas: Mauvaise fluidité → remplissage incomplet de la cavité. Trop haut: Grossissement des grains → résistance réduite des pièces. |
| Température de moisissure | Température du moule métallique avant injection. | 180~ 250 ° C | Trop bas: Le métal se solidifie trop vite → fermetures à froid. Trop haut: Temps de refroidissement prolongé → faible efficacité de production. |
| Pression d'injection | Pression appliquée pour pousser le métal en fusion dans le moule. | 20~ 150 MPa | Trop bas: Pores internes → faible densité de pièces. Trop haut: Dommages causés par la moisissure ou débordement de métal → pièces de rebut. |
| Temps de remplissage | Il est temps que le métal en fusion remplisse toute la cavité du moule. | 0.01~0,1 seconde (parties minces); 0.1~0,5 seconde (parties épaisses) | Trop longtemps: Le métal se solidifie à mi-écoulement → remplissage incomplet. Trop court: Turbulence → emprisonnement d'air (porosité). |
2. Processus étape par étape de moulage sous pression: De la matière première à la pièce finie
Le processus de moulage sous pression est un processus linéaire, flux de travail séquentiel : chaque étape a un impact direct sur la qualité finale de la pièce. Ci-dessous se trouve un répartition sur l'axe du temps de la 6 étapes de base, avec des actions clés et des contrôles qualité:
2.1 Étape 1: Préparation des matières premières & Fusion
- Sélection des matériaux: Choisissez des alliages spécifiques au moulage sous pression (Par exemple, alliage d'aluminium ADC12 pour une grande fluidité, 6061 pour une haute résistance) qui répondent aux besoins de performance des pièces.
- Fusion: Chauffer l'alliage dans un four à creuset à 660~720°C. Utilisez un capteur de température pour surveiller en temps réel : évitez la surchauffe.
- Dégazage & Raffinage: Ajouter des agents récurants (Par exemple, hexachloroéthane) éliminer l'hydrogène (une cause majeure de porosité) et les impuretés (Par exemple, scories). Pour les pièces de haute précision, utiliser dégazage sous vide—réduire la teneur en hydrogène en 80%.
Chèque de qualité: Utiliser un analyseur d'échantillons de métal pour vérifier la composition de l'alliage (garantir l'absence d'impuretés excessives comme le plomb ou le cadmium).
2.2 Étape 2: Préparation des moisissures & Prétraitement
- Installation du moule: Fixer le moule métallique pré-usiné (en acier H13 pour travail à chaud pour une résistance à l'usure) aux plateaux fixes et mobiles de la machine de coulée sous pression. Alignez soigneusement le moule pour éviter les fuites de métal.
- Préchauffage du moule: Chauffer le moule à 180~250°C à l'aide de radiateurs électriques ou d'une circulation d'huile chaude. Utiliser des thermocouples pour assurer une température uniforme (Une variation de ±10°C est acceptable).
- Pulvérisation d'agent de démoulage: Pulvérisez un agent de démoulage à base d'eau ou d'huile sur la surface de la cavité du moule.. Ce: 1) Empêche le métal de coller au moule; 2) Prolonge la durée de vie du moule (en réduisant le choc thermique); 3) Améliore la finition de la surface de la pièce.
Chèque de qualité: Inspectez la cavité du moule à la recherche de rayures ou de résidus : réparez les rayures. >0.1mm de profondeur pour éviter les défauts de surface des pièces.
2.3 Étape 3: Injection haute pression
- Alimentation en métal: Versez l’alliage d’aluminium fondu dans la chambre de pression de la machine.
- Exécution des injections: Le système hydraulique entraîne le poinçon pour pousser le métal dans la cavité du moule à une vitesse de 5 à 50 m/s.. Pour des pièces complexes (Par exemple, enclos électronique), utiliser injection en deux étapes: Faible vitesse (5~15 m/s) pour le premier remplissage (réduire les turbulences) et haute vitesse (15~50 m/s) pour le remplissage final (assurer la réplication des détails).
Chèque de qualité: Monitor injection pressure in real time—abnormal spikes may indicate mold blockages (stop immediately to avoid machine damage).
2.4 Étape 4: Maintien de la pression & Refroidissement
- Maintien de la pression: Maintain 20~150 MPa pressure for 1~10 seconds. Cela comprime le métal en fusion, eliminating shrinkage holes and improving density.
- Refroidissement: Let the part solidify inside the mold. Cooling time depends on part thickness: 5~15 seconds for thin parts (Par exemple, 1mm-thick phone casings) and 15~60 seconds for thick parts (Par exemple, 10mm-thick automotive brackets).
Chèque de qualité: Use an infrared thermometer to confirm part temperature drops to 300~400°C (alliage en aluminium) avant l’ouverture du moule : une température trop élevée provoque une déformation de la pièce.
2.5 Étape 5: Ouverture du moule & Retrait des pièces
- Ouverture du moule: Le système hydraulique de la machine de moulage sous pression tire le plateau mobile vers l'arrière, ouvrir le moule.
- Éjection: Un mécanisme d'éjection (épingles ou plaques) pousse la pièce hors de la cavité du moule. Pour des pièces fragiles (Par exemple, pièces électroniques à paroi mince), utiliser plusieurs petites broches d'éjection (au lieu d'une seule grosse épingle) pour éviter la fissuration des pièces.
- Garniture: Enlever l'excédent de matière (grille, contremarche, éclair) à l'aide d'une presse à découper ou d'un routeur CNC. Pour les pièces de haute précision, utilisez la découpe au laser pour obtenir une précision de coupe de ± 0,05 mm.
Chèque de qualité: Inspecter la pièce pour déceler les défauts de surface (Par exemple, fouillis, rayures)—bavures >0.03mm must be removed.
2.6 Étape 6: Post-traitement
Post-treatment enhances part performance and aesthetics. Choose processes based on part needs:
| Post-Treatment Type | But | Scénarios d'application |
| Traitement thermique | – Recuit: Eliminate internal stress (prevents part warping). – Vieillissement: Améliorer la force (Par exemple, 6061 alloy strength increases by 40% after T6 aging). | Parts needing high strength (arbres de transmission automobile, composants aérospatiaux). |
| Traitement de surface | – Sable: Create a matte finish (hides minor surface defects). – Polissage: Achieve a mirror finish (decorative parts like furniture hardware). – Anodisation: Form a protective alumina film (corrosion resistance for outdoor parts). – Électroplaste: Add metal layers (chrome for wear resistance, nickel for decoration). | – Sable: Parties industrielles (boîtiers de pompage). – Polissage: Pièces décoratives (poignées du robinet). – Anodisation: Accessoires extérieurs (street lamp brackets). – Électroplaste: Garniture automobile (poignées de porte). |
| Chèque de qualité: For anodized parts, test corrosion resistance via a salt spray test (must pass 48 hours without rust). |
3. Défauts communs & Dépannage: Comment résoudre les problèmes
Even with strict process control, des défauts peuvent survenir. Ci-dessous se trouve un causal chain breakdown de 3 common defects and their solutions:
| Common Defect | Cause première | Troubleshooting Solution |
| Fermetures à froid (unfused metal seams on part surface) | 1. Molten metal temperature too low. 2. Mold temperature too low. 3. Filling time too long (metal solidifies mid-flow). | 1. Increase molten metal temperature by 10~20°C. 2. Raise mold temperature by 20~30°C. 3. Shorten filling time by 0.01~0.05 seconds (increase injection speed). |
| Porosité (tiny holes inside the part) | 1. Inadequate degassing (high hydrogen content). 2. Injection speed too fast (turbulence traps air). 3. Holding pressure too low (no pore compression). | 1. Extend degassing time by 2~5 minutes or use vacuum degassing. 2. Reduce injection speed by 5~10 m/s (use two-stage injection). 3. Increase holding pressure by 10~20 MPa. |
| Trous de retrait (large holes in thick part sections) | 1. Temps de maintien trop court (metal shrinks without pressure). 2. Cooling time too short (part not fully solidified). 3. Mold cavity design flawed (thick sections with no risers). | 1. Extend holding time by 1~3 seconds. 2. Increase cooling time by 5~10 seconds. 3. Modify mold design: Add risers (metal reservoirs) to thick sections. |
Le point de vue de Yigu Technology sur le principe et le processus de moulage sous pression
À la technologie Yigu, nous croyons “principle mastery + process refinement” is the key to stable die casting quality. Many clients struggle with recurring defects (Par exemple, porosité) because they focus only on parameters, not the underlying principle (Par exemple, how hydrogen causes pores). We advocate a “3-layer approach”: 1) Train teams on die casting principles (Par exemple, solidification assistée par pression) to help them understand pourquoi parameters matter; 2) Use intelligent monitoring systems to track real-time parameters (température du métal fondu, pression d'injection) and alert for deviations; 3) Pour les pièces personnalisées, optimize mold design (Par exemple, adding risers to thick sections) based on the filling principle—reducing defect rates by 40% en moyenne. We also prioritize eco-friendly processes (Par exemple, servo-hydraulic machines, water-based release agents) to meet sustainability goals.
FAQ (Questions fréquemment posées)
- Q: Why is mold preheating necessary? Can I skip it to save time?
UN: Non : le préchauffage du moule est essentiel. Les moules froids provoquent une solidification trop rapide du métal en fusion, conduisant à des fermetures à froid (coutures non fusionnées) et mauvaise résistance des pièces. Ignorer le préchauffage peut sembler permettre de gagner 5 à 10 minutes par moule, mais cela augmente les taux de rebut de 20 à 30 %, ce qui coûte plus cher à long terme.
- Q: Pour le moulage sous pression en alliage d'aluminium, quelle est la différence entre ADC12 et 6061 alliages? Lequel dois-je choisir?
UN: ADC12 a une grande fluidité (idéal pour complexe, pièces à paroi mince comme les boîtiers électroniques) mais une résistance moindre. 6061 a une résistance et une résistance à la corrosion plus élevées (suitable for load-bearing parts like automotive brackets) but lower fluidity. Choose ADC12 for complex shapes; choisir 6061 for parts needing strength or outdoor use.
- Q: How to confirm if a die-cast part has internal porosity? Can it be fixed after production?
UN: Utiliser Inspection aux rayons X (for critical parts like aerospace components) ou hydrostatic testing (for pressure-containing parts like pump housings) pour détecter la porosité interne. Small pores (≤0,1 mm) can be fixed via imprégnation (filling pores with resin or wax). Large pores (>0.1MM) usually require reworking or scrapping—better to prevent them by optimizing degassing and holding pressure during production.