De la ferraille à la résistance: le guide ultime des matériaux de coulée métallique en 2025

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May 15 2025
  • Coulée de métal

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Moulage métalliqueest un processus de fabrication largement utilisé utilisé pour produire la plupart des pièces métalliques. Divers matériaux sont nécessaires dans le processus de coulée, notamment les matières premières, les matériaux de moisissure et les matériaux auxiliaires.

Le métal brut est souvent en fer, en aluminium, en cuivre, etc., qui sont fondus et chauffés puis versés dans le moule. Le matériau du moule compte, comme le moule à couteau pour la coulée en métal, généralement le sable, le métal ou la céramique car ils ont une résistance à une température élevée. Les matériaux de soutien sont des revêtements et des liants, ce qui améliorera la qualité des pièces moulées. Les sélections de ces matériaux auront un impact directement sur l'effet et le coût de la coulée. La familiarité avec les caractéristiques de ces matériaux vous aidera à mieux lancer.

Working principle of casting

Qu'est-ce que le casting?

La coulée est une méthode pour la production de pièces métalliques. Son principe est de faire fondre et de chauffer le métal, et de le verser dans un moule et de le permettre de se solidifier en forme. Les opérations de coulée en métal sont généralement utilisées pour produire des composants avec des formes complexes, telles que des pièces de moteur automobile ou des pièces de machine.

La coulée peut utiliser différents matériaux sous forme de moules, tels que les moules de sable, les moules métalliques ou les moules en céramique. Il s'agit d'un processus bon marché et peut être appliqué pourproduction à grande échelle. L'avantage de la coulée est qu'il peut créer diverses formes, mais l'inconvénient est que la surface peut ne pas être suffisamment lisse. La majorité des usines utilisent ce processus pour fabriquer des articles métalliques.

What is casting?

Quels sont les matériaux de moulage pour les métaux?

1. Matériaux de coulée alliés

La sélection des alliages coulés devrait complètement considérer les propriétés mécaniques, les propriétés et les dépenses de coulée. Les alliages de coulée communs et leurs caractéristiques sont les suivants:

Type en alliage Ingrédient principal Caractéristiques de performance Domaines d'application clés
Fonte FE-C-SI Bonne coulée et absorption des chocs. Machine-outils, bloc de cylindre du moteur.
Acier coulé Fe-c-mn-si Haute résistance, bonne soudabilité. Machines lourdes, récipients sous pression.
Alliage en aluminium Al-si-cu-mg Résistance légère et excellente à la corrosion. Composants automobiles, composants d'aviation.
Alliage de cuivre CU-SN-ZN Excellente résistance à l'usure et conductivité thermique. Roulement, équipement et autres composants résistants à l'usure.

2.Système de matériau mobile

Les matériaux de moisissure doivent avoir une résistance à haute température et une stabilité dimensionnelle, et sont principalement les catégories suivantes:

  • Coulée de sableMoules: Ayant du sable de silice comme matériau principal, combiné avec des liants en argile ou en résine, qui peuvent être utilisés pour la production de petits lots monobloc, ayant un faible coût mais une faible précision.
  • Moules de moules métalliques Moules: généralement en fonte ou en acier résistant à la chaleur, ayant une durée de vie jusqu'à des dizaines de milliers de fois, et particulièrement adapté à la production de masse de pièces automobiles.
  • Moules de coulée de précision: comme les moules à cire et les coquilles de céramique pour la coulée d'investissement, qui peuvent produire des moulages avec des dimensions précises et une surface lisse.

3. Matériaux auxiliaires musclés

Bien que les matériaux auxiliaires ne font pas directement partie du produit, ils ont un impact assez important sur la qualité du processus:

  • Matière de moulage: en sable brut, liant (verre d'eau, résine de furan, etc.) et additif, et son rapport a un impact direct sur les propriétés de sable de moulage.
  • Revêtements de coulée: Constitué par des agrégats réfractaires, des porteurs et des agents de suspension, qui ont la capacité d'éviter de jeter l'adhésion de sable et d'améliorer la qualité de la surface.
  • Processus des matériaux auxiliaires: tels que les écrans filtrants, les matériaux d'isolation de colonne montante, etc., qui sont utilisés pour améliorer la pureté du métal fondu et l'effet de compensation de rétrécissement.

Materials used in metal casting

Comment les additifs sont-ils utilisés dans la coulée de métal?

1. Fluidité de renseignements

La viscosité peut être réduite en introduisant des additifs (par exemple le silicate ou la poudre de graphite) dans le métal fondu, ce qui rend le liquide dans l'espace de moisissure plus facilement. Dans lerefroidissement à jetIndustrie de la coulée en métal léger, le bore en titane est généralement introduit dans le liquide en aluminium. L'additif rend les grains en aluminium plus petits et améliore la force de la coulée de plus de 30%.

2.Purifier le métal fondu

Présentez un agent dégazé avant le casting. Par exemple, introduisez l'hexachloroéthane dans la coulée de l'aluminium, qui peut éliminer l'hydrogène dans le métal fondu. Les défauts de bulles peuvent être réduits de 80%, ce qui a une applicabilité particulière aux pièces à parois minces.

3.Contrôler le taux de solidification

Mélanger la poudre de charbon avec le sable dans la coulée de sable. La poudre de charbon brûle et libèrera le gaz, ce qui ralentira le refroidissement de la coulée. Cela peut empêcher la fissuration de la coulée et atteindre une surface plus lisse.

4.Délectionner les pores et le retrait

Le raffinage des grains et la renforcement de la structure interne du métal peuvent être accomplies en introduisant un raffineur (par exemple, en fer en titane). Par exemple, l'ajout d'un inoculant à une partie en fonte réduira les cavités internes et améliorera la résistance.

5.Auffing Demmolding

Lorsque vous jetez du métal dans un moule, un agent doit être pulvérisé pour le démollante. La peinture en graphite à base d'eau pulvérisée sur le moule empêchera la coulée de coller. Re-pulvérisez avant chaque versement pour un démollante facile.

6. Utilisations spéciales

Certains additifs peuvent produire des effets spéciaux. Par exemple, l'ajout de modificateurs de strontium peut améliorer les performances de coupe des alliages d'aluminium de silicium. C'est une opération assez courante dans la coulée decomposants automobiles.

Quelles sont les propriétés des métaux non ferreux dans la coulée des métaux?

1.Les lumière mais avec une forte résistance

La caractéristique la plus évidente des métaux non ferreux est qu'ils sont beaucoup plus légers que le fer et l'acier. Par exemple, dans la coulée de métal en alumalloy, l'alliage d'aluminium ne pèse qu'un tiers du poids de l'acier, mais après un traitement thermique approprié, sa résistance sera la même que celle de l'acier ordinaire. Cela les rend adaptés à une utilisation où le poids doit être minimisé, comme dans les pièces automobiles et d'avion.

2. Non susceptible de rouiller

Ces métaux possèdent une résistance à la corrosion inhérente. Les alliages de cuivre et d'aluminium forment automatiquement un film protecteur à la surface pour empêcher une nouvelle oxydation. Pourcoulée de métal en alumalloyProcessus, même sans traitement spécial, les pièces moulées peuvent être utilisées pendant des décennies sans rouille dans des conditions normales. La résistance aux intempéries du produit est même renforcée par la technologie de traitement de surface propriétaire de JS, ce qui permet au produit d'être utilisé à l'extérieur.

3. Bonne conductivité électrique et thermique

Les métaux non ferreux possèdent une bien meilleure chaleur et conductivité électrique par rapport à l'acier. Le cuivre est le plus conducteur et les fils sont donc en cuivre. Les alliages en aluminium peuvent dissiper la chaleur rapidement et les coulisses de chaleur informatiques du processeur en aluminium peuvent dissiper la chaleur rapidement.

4.Ausité à traiter

Ils sont dans l'ensemble plus doux et nécessitent moins de force lors de la coupe. Les composants en alliage en aluminium peuvent être usinés directement sur des tours de la coulée, ce qui est moins d'outillage que la fonte. Et ils peuvent être coulés plus facilement et conviennent aux pièces avec une géométrie complexe.

5. Point de fusion

Le point de fusion des métaux non ferreux est généralement de 600 à 1 000 degrés, ce qui est inférieur à l'acier. Cela implique que c'est plus d'économie d'énergie et que la perte d'équipement est plus petite lors du casting. Mais l'attention doit être accordée au contrôle de la température, la surchauffe entraînera des grains grossiers et influence la qualité. Sur la base de cette caractéristique, JS peut utiliser plus de dispositifs de fusion d'économie d'énergie et notre vertproduction de castingLa ligne est planifiée en fonction de cette caractéristique des métaux non ferreux.

6. peut être recyclé et réutilisé

Ces restes de métal ont une excellente valeur de recyclage et le taux de recyclage peut dépasser 90%. Si les pièces moulées en aluminium jetées sont retournées au four, les performances ne diminueront guère. Dans un nouveau projet de coopération sur les véhicules énergétiques, nous avons réduit le coût de production des pièces du corps de 18% grâce à l'application de la coulée de recyclage en alliage en aluminium, tout en réduisant les émissions de carbone.

Quelles sont les différences dans les processus de coulée en acier au carbone et en acier inoxydable?

Ce qui suit est une comparaison de l'acier au carbone et des différences en acier inoxydable dans le processus de coulée en métal de la fournaise:

Table de comparaison de processus de coulée (Take JS Company comme référence)

Articles de comparaison Pièces moulées en acier en carbone Moulage en acier inoxydable
Température de fusion 1500-1600 ℃ 1600-1750 ℃
Traitement de désoxygénation Désoxydation composite du manganèse en silicium. Refine d'argon + désoxydation en aluminium.
Matériau de moule Sable de résine normal. Sable de minerai de fer chromium (alimentation spéciale JS).
Cycle post-traitement 2-3 jours. 3-5 jours (y compris le décapage acide et la passivation).

1. différence évidente dans le processus de fusion

Dans la moulage en métal fournaise,Nos ingénieursont constaté que le point de fusion de l'acier au carbone est d'environ 100-150 ℃ moins que l'acier inoxydable. Dans le traitement de la fournaise à fréquence moyenne de l'acier au carbone, il faut simplement chauffer jusqu'à la région entièrement liquide du diagramme de phase en fer-carbone, tandis que l'acier inoxydable doit être chauffé dans une plus grande mesure pour faire fondre les éléments d'alliage tels que le chrome et le nickel.

2. Techniques de désoxydation stimulantes

Notre propre fonderie a effectué un test comparatif: l'acier au carbone peut également répondre à l'exigence en ajoutant du désoxydateur en silicium-manganais avant le versement, mais JS Company adopte la double protection dans le traitement de l'acier inoxydable, à savoir le soufflage de l'argon dans la louche à l'avance pour la purger des impurités, puis verser dans des blocs d'aluminium pour la déoxydation profonde. En effet, l'acier inoxydable est plus susceptible d'induire des défauts d'oxyde de chrome au cas où il est coulé avec la coulée de métal de four.

3.Le moisissure de choix est spécifique

Lorsque nous jetons des pièces en acier en carbone des clients, nous utilisons généralement des moules de sable de résine ordinaires, ce qui nous fait économiser 15% de coûts. Mais l'acier inoxydable nécessite des moules de sable de chromite spéciaux. Il peut supporter des températures plus élevées et éviter les défauts de la peau d'orange à la surface de la coulée. L'année dernière, nous avons économisé 9% des coûts de moisissure pour un client de dispositif médical en utilisant cette solution différenciée.

4. Variation de traitement des postes

Les pièces en acier inoxydable qui sont sorties du four à moulage doivent être marinées etpassivéet le processus supplémentaire contribue à 2 jours supplémentaires dans le processus standard de notre entreprise. Les pièces en acier en carbone peuvent utiliser uniquement le nettoyage standard de sable, qui a été démontrée dans notre exemple OEM pour un producteur de pièces automobiles, et le délai de livraison à l'achèvement est réduit de 37% par rapport aux pièces en acier inoxydable.

5.JS Avantages du processus de l'entreprise

Nous utilisons des fours de fréquence moyenne contrôlés à température intelligents pour contrôler la dérive de différence de température de ± 10 ℃ dans ± 3 ℃. Parmi 83 emplois de coulée accompli l'année dernière, 76 ont atteint la précision de dimension de ± 0,08 mm en fonction des dessins. Une fois que le client a importé le fichier de conception, l'ingénieur correspondra automatiquement aux paramètres de coulée en fonction des caractéristiques du matériau. Cette bibliothèque de processus virtuelle a accumulé plus de 1 200 ensembles de données efficaces.

Differences in Casting Processes between Carbon Steel and Stainless Steel

De quel matériau est difficile à lancer du métal?

1. alliage de titanium: deux difficultés de température élevée et d'oxydation

La température de fusion de l'alliage de titane est aussi élevée que 1668 ° C, beaucoup plus élevée que les 660 ° C de l'aluminium. Pour l'aluminium de coulée en métal bricolage, les fours ordinaires peuvent répondre à la demande, maisalliages en titanenécessitent un environnement de protection contre le vide ou le gaz inerte, sinon ils sont très susceptibles d'être oxydés en composés cassants. Nous appliquons la technologie de fusion des arcs d'argon pour réduire le risque d'oxydation à moins de 5%.

2. SHIGHT DARBON ACTEUR: Problèmes de sensibilité au rétrécissement et aux fissures

L'acier à haut carbone se rétrécit jusqu'à 2,5% lorsqu'il est refroidi (en aluminium seulement 1,3%), et il est susceptible de se fissurer en raison de la concentration de stress. Il peut faciliter facilement le processus par la coulée de sable, mais l'acier à carbone élevé doit être contrôlé à une température spécifique et recuit. Nous prédisons généralement la direction du rétrécissement via un logiciel de simulation pour augmenter le taux qualifié de produits finis à 98%.

3. ALLIAGE DE MAGNEIUM: Dangers de sécurité explosifs et inflammables

Le magnésium brûlera intensément une fois en contact avec l'eau ou l'oxygène à l'état fondu. Même les amateurs de moulage en métal bricolage en aluminium sont tous nécessaires pour porter un équipement de protection, et la coulée en alliage de magnésium est nécessaire pour avoir un atelier à l'épreuve des explosions. JS utilise un bouclier d'azote pour lepiscine en fusionet le système automatique d'extinction des incendies, et a atteint aucun dossier d'accident depuis trois ans.

4.JS Solution de coulée de matériel de difficulté de l'entreprise 4.

Type de matériau métallique Point de fusion (° C) Défis clés La technologie principale de la société JS Améliorer le taux de qualification
Alliage en titane 1688 Oxydation et déformation à haute température. Protection d'argon fondant. 40%
En acier à haute teneur en carbone 1427 Crack de rétrécissement. Contrôle de température dynamique + simulation de contrainte. 35%
Alliage de magnésium 650 Inflammable. Couverture d'azote + surveillance intelligente. 50%

Résumé

La sélection des matériaux pour la coulée métallique affectera directement le coût et les performances du produit. Dans l'industrie de la coulée métallique, de l'alliage en aluminium, de l'acier inoxydable, de l'alliage de titane et d'autres matériaux sont appliqués par les ingénieurs quotidiennement avec une application polyvalente. Notre équipe d'ingénierie estbase de données de matériauxet la technologie de simulation basée pour fournir des services de la conception à la production, de sorte que la solution de coulée peut non seulement répondre aux besoins de résistance structurelle, mais rendez la consommation d'énergie du traitement optimal.

Aucompagnie de casting de métauxLorsque vous travaillez, vous souhaitez en savoir plus sur la méthode spécifique d'un matériau d'optimisation des paramètres, vous pouvez simplement faire une enquête de consultation technique directement à notre entreprise et le système attribuera automatiquement l'expérience de projet la plus pertinente de l'équipe d'ingénierie pour répondre.

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FAQ

1. Quel est l'avantage de la coulée en alliage en aluminium?

Les avantages de la coulée en alliage en aluminium comprennent un poids léger (environ 60% plus léger que l'acier), une résistance à la corrosion, une fluidité à haute fonte (capable de remplir des moules complexes avec précision), et une bonne conductivité thermique et une machinabilité, qui sont bien adaptées aux applications de fabrication de précision telles que les pièces automobiles et les enclos électriques.

2. Quel type de composants les alliages de cuivre sont-ils adaptés à la coulée?

Les alliages de cuivre conviennent à la coulée des pièces nécessitant une bonne conductivité thermique ou une résistance à la corrosion, telles que les radiateurs, les roulements, les engrenages et les parties conductrices des propertiseurs et des équipements électriques car ils présentent une résistance à l'usure et des propriétés mécaniques stables.

3.Comment choisir des matériaux de coulée?

Dans le choix des matériaux de coulée, la réponse mécanique (résistance, la résistance à l'usure), le prix, la flexibilité dans le traitement (point de fusion, la fluidité) et les conditions d'utilisation (résistance à la corrosion) doivent être prises en compte. Par exemple, l'alliage d'aluminium est plus adapté dans des conditions humides et du fer ductile dans le cas de membres fortement chargés. La consultation avec des ingénieurs est recommandée pour la meilleure sélection de matériaux en fonction des spécifications souhaitées.

4. Quels sont les défis de la coulée en acier?

Les difficultés de coulée en acier sont: un point de fusion élevé (1420-1540 ℃), un taux de retrait de solidification élevé, susceptible de provoquer des trous de retrait, une température élevée, une oxydation facile et une décarburisation et une faible fluidité, ce qui entraîne un remplissage incomplet de la moisissure et nécessitant un contrôle de température précis et un post-traitement complexe pour fournir une qualité.

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