Traitement de l'aluminium — Dégazage

Dégazage Flux

Le flux de dégazage pour l'aluminium est un flux en poudre qui, lorsqu'il est répandu à la surface du bain fondu ou plongé dans celui-ci, libère de fines bulles de gaz qui, en remontant à travers la masse d'aluminium fondu, éliminent l'hydrogène dissous. Cela permet de réduire la teneur en hydrogène avant la coulée et de minimiser la porosité gazeuse, qui constitue le défaut interne le plus courant dans les pièces moulées en aluminium.

L'aluminium liquide absorbe l'hydrogène présent dans l'humidité atmosphérique et dans les produits de combustion à haute température ; lorsque le métal se solidifie, l'excès d'hydrogène se précipite sous forme de bulles de gaz — porosité gazeuse — qui réduisent les propriétés mécaniques, provoquent des fuites dans les pièces moulées étanches à la pression et créent des vides mis à nu par l'usinage. La poudre de flux de dégazage EGYFLUX 400 de CFC Egypt est appliquée avant chaque coulée, générant des bulles de gaz qui, en remontant, éliminent l'hydrogène dissous dans tout le bain de fusion. Pour les grands fours à réverbération et à induction, où il est possible de recouvrir de poudre une grande surface du bain de fusion, EGYFLUX 400 constitue le choix le plus économique ; pour les fours plus petits et les opérations en creuset, la forme en comprimés (EGYHEX AL) permet un dosage précis à partir d’une position immergée à la profondeur du bain.

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Dans quels cas utilise-t-on un flux de dégazage ?

Le dégazage de l'aluminium est nécessaire avant la coulée chaque fois que la porosité due aux gaz risque d'entraîner des défauts de qualité dans la pièce moulée — essais de pression, contrôle aux rayons X, exigences en matière de propriétés mécaniques ou qualité de surface après usinage.

Pièces moulées étanches à la pression — Composants hydrauliques et pneumatiques

Les carters de pompe, les corps de vanne et les collecteurs hydrauliques moulés en aluminium doivent être exempts de porosité gazeuse pour réussir les essais de pression — généralement des essais de pression hydrostatique à une pression comprise entre 2 et 5 fois la pression de service. Même de petits pores gazeux reliés entre eux à travers la paroi de la pièce moulée créent des voies de fuite. Le dégazage avant chaque coulée constitue le principal moyen de contrôle du processus permettant d’obtenir la faible teneur en hydrogène nécessaire pour produire de manière constante des pièces moulées en aluminium étanches à la pression.

Pièces moulées pour l'aérospatiale et l'automobile soumises à un contrôle par rayons X

Les pièces moulées destinées à l'aérospatiale et à l'automobile, où la sécurité est primordiale, sont soumises à un contrôle radiographique selon des critères d'acceptation tels que la norme ASTM E155 ou une norme équivalente, qui définissent les tailles et les distributions maximales admissibles des pores. Une porosité gazeuse dépassant ces limites entraîne la mise au rebut ou le déclassement de la pièce moulée. Un dégazage systématique avant chaque coulée réduit le nombre et la taille des pores gazeux, ce qui améliore le taux de pièces moulées passant l’inspection aux rayons X dès la première tentative.

Moulage au sable et aux coquilles — Contrôle de l'hydrogène

Dans les moulages au sable et aux coquilles, le gaz ne peut pas s'échapper facilement par la surface du moule pendant la solidification, ce qui fait du dégazage préalable à la coulée le seul moyen efficace de contrôler la porosité due au gaz. Les pièces en aluminium moulées au sable destinées aux secteurs maritime, pétrolier et gazier, ainsi qu'à la production d'électricité, nécessitent souvent à la fois un dégazage et une certification de qualité attestant d'une faible porosité. L'application d'EGYFLUX 400 avant chaque coulée en poche ou directement depuis le four permet de maintenir la teneur en hydrogène en dessous du seuil de porosité visible dans ces applications.

Pièces moulées ayant subi un traitement thermique et un traitement T6

Les pièces moulées en aluminium soumises à un traitement thermique de mise en solution (T4 ou T6) à des températures supérieures à 480 °C sont sujettes à la formation de cloques — c'est-à-dire à la transformation de pores gazeux sous-superficiels en cloques visibles à la surface de la pièce moulée — si leur teneur en hydrogène est trop élevée. C'est le mécanisme à l'origine de la formation de cloques sur les pièces moulées HPDC après un traitement T6. Le dégazage avant la coulée, qu'il soit effectué à l'aide de poudre ou de pastilles de flux, réduit la teneur en hydrogène à un niveau tel que le traitement thermique T6 ne provoque pas de cloques.

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Produit de flux pour le dégazage des CFC

EGYFLUX 400 — flux en poudre dégazant pour l'aluminium, libérant des bulles de gaz dans tout le bain afin d'éliminer l'hydrogène dissous avant la coulée.

EGYFLUX 400

Retardateur de prise et superplastifiant pour béton (ASTM C-494 - Type A, D & G)

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Questions fréquemment posées

Questions techniques concernant la présence d'hydrogène dans les bains d'aluminium en fusion et la manière dont les flux de dégazage permettent de la réduire.

L'aluminium liquide absorbe facilement l'hydrogène provenant de l'humidité présente dans l'atmosphère du four, des matières premières humides, des outils mouillés et des produits de combustion d'hydrocarbures. L'hydrogène se dissout dans le métal liquide à haute température, car sa solubilité dans l'aluminium liquide est nettement supérieure à celle dans l'aluminium solide. Lorsque le métal se solidifie, la solubilité chute brusquement et l’excès d’hydrogène se précipite sous forme de bulles de gaz, formant ainsi une porosité gazeuse au sein de la pièce moulée. La porosité gazeuse réduit la résistance mécanique, provoque la défaillance des pièces moulées étanches à la pression et génère des vides sous-superficiels qui s’ouvrent lors de l’usinage.

La poudre de flux de dégazage est répartie à la surface du bain de fusion ou immergée en dessous. Sous l’effet de la température, le flux réagit et libère du gaz sous forme de fines bulles qui remontent à travers le bain. Ces bulles présentent une faible pression partielle d’hydrogène, ce qui entraîne par diffusion le transfert de l’hydrogène dissous dans l’aluminium environnant vers l’intérieur des bulles. Les bulles transportent l'hydrogène vers la surface, où il est libéré dans l'atmosphère du four. Le nombre et la taille des bulles générées, leur répartition sur la profondeur du bain, ainsi que le temps de contact déterminent tous l'efficacité du dégazage.

Le flux de dégazage doit être appliqué une fois que la masse fondue est entièrement liquide et à température, après le recouvrement et le traitement des scories, mais avant la coulée. Un dégazage trop précoce — avant que la masse fondue ne soit entièrement liquide ou à température — réduit son efficacité. Un dégazage trop tardif — juste avant la coulée, sans laisser le temps d'éliminer les scories — peut entraîner une contamination de surface. La séquence standard est la suivante : fusion entièrement liquide, application du flux et écumage pour le recouvrement et l'élimination des scories, dégazage, écumage léger, coulée. Pour les grands fours, des traitements répétés peuvent être nécessaires pendant une longue période de maintien afin de maintenir de faibles teneurs en hydrogène.

La poudre de flux de dégazage (EGYFLUX 400) est répandue ou plongée dans le bain de fusion — elle convient aux grands fours à réverbération et à induction à bain ouvert, où il est possible de couvrir une grande partie de la surface du bain. Les pastilles de dégazage (EGYHEX AL) sont des pastilles compactes pré-dosées, plongées au fond du four à l'aide d'une tige en acier, qui libèrent le gaz de manière contrôlée et dosée depuis les profondeurs. Les pastilles sont privilégiées pour les petits fours, les fours à creuset et les poches de coulée, où un dosage précis est essentiel et où l’opérateur bénéficie d’une émission de fumées réduite par rapport à l’épandage de poudre en surface.

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Vous souhaitez réduire la porosité due aux bulles de gaz dans vos pièces moulées en aluminium ?

Indiquez-nous le type de four, la nuance d'alliage, le procédé de coulée et les problèmes de porosité auxquels vous êtes actuellement confrontés. Notre équipe technique vous recommandera les pastilles EGYFLUX 400 ou EGYHEX AL, ainsi que le dosage et la durée de traitement nécessaires pour réduire la teneur en hydrogène au niveau requis par vos spécifications de qualité de coulée.