Comparaison et avantages des procédés de coulée sous basse pression et de coulée sous haute pression [Conférence de l'industrie de l'aluminium SMM]

Le 16 avril, lors du Forum sur le développement de l'industrie de la fonderie d'aluminium sous pression, organisé dans le cadre de la 20e Conférence de l'industrie de l'aluminium et de l'Exposition de l'industrie de l'aluminium AICE 2025 SMM, co-organisé par SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center et Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., et co-parrainé par Zhongyifeng Jinyi (Suzhou) Technology Co., Ltd. et Lezhi County Qianrun Investment Service Co., Ltd., Wenping Zhu, expert mondial en fonderie d'alliages d'aluminium, expert spécial/directeur et formateur en certification de qualification pour les ingénieurs seniors en fonderie sous pression chez Eaton (China) Investment Co., Ltd., a présenté une comparaison entre les procédés de fonderie sous basse pression et de fonderie sous haute pression, ainsi que leurs avantages et inconvénients. **Différences dans les principes des procédés** **Fonderie sous basse pression** Plage de pression : 0,01-0,1 MPa (basse pression). Principe : De l'air comprimé est utilisé pour presser lentement le métal en fusion depuis un four de maintien scellé dans le moule via un tube de coulée. Le métal remplit la cavité de haut en bas sous basse pression et se solidifie sous pression. Caractéristiques : Remplissage régulier, bonne fluidité du métal, moins de porosités et d'inclusions. **Fonderie sous haute pression** Plage de pression : 10-200 MPa (pression extrêmement élevée). Principe : Le métal en fusion est injecté à grande vitesse dans un moule en acier sous haute pression (fournie par le cylindre d'injection), remplissant rapidement le moule et se solidifiant sous haute pression. Caractéristiques : Vitesse de remplissage rapide (niveau milliseconde), adapté aux pièces complexes à parois minces, mais sujet à l'emprisonnement de gaz. La fonderie sous basse pression et la fonderie sous haute pression sont deux procédés courants de fonderie des métaux, principalement utilisés pour la mise en forme de métaux non ferreux tels que les alliages d'aluminium et les alliages de magnésium. Ils présentent des différences significatives en termes de principes, de scénarios d'application et de caractéristiques des produits. **Comparaison des caractéristiques des procédés** **Fonderie sous basse pression** Avantages : Bonne densité de fonderie, propriétés mécaniques élevées, moins de défauts de porosité, capable de produire des pièces plus grandes. Inconvénients : Cycle de production long, coût de moule plus élevé, non adapté aux pièces à parois ultra-minces. Coût de production plus élevé, épaisseur de paroi doit être >3,5 mm, de préférence plus de 4 mm. **Fonderie sous haute pression** Avantages : Haute efficacité de production (plusieurs pièces peuvent être produites par minute), adapté aux pièces complexes à parois minces, précision de surface élevée. Haute précision dimensionnelle, faible marge d'usinage. Inconvénients : Les porosités internes sont courantes dans les pièces moulées, généralement non traitables thermiquement (les porosités peuvent se dilater), coût de moule extrêmement élevé. Une épaisseur de paroi supérieure à 2 mm est suffisante. La fonderie sous basse pression peut concevoir des poutres fermées de n'importe quel diamètre, et ses avantages en termes de rigidité de torsion des poutres fermées ont été présentés. Des dimensions de précision élevées et une épaisseur de paroi ultra-mince sont des avantages significatifs de la fonderie sous pression. De plus, les pièces moulées sous haute pression en alliage de magnésium ont été présentées. **Percées et orientations de développement pour la fonderie sous basse pression** 1. Innovation matérielle : Percées dans les alliages d'aluminium haute performance • Développement d'alliages à haute résistance et haute ténacité : Pour répondre aux besoins des véhicules à énergie nouvelle et de l'aérospatiale, développer de nouveaux types d'alliages d'aluminium (tels que l'aluminium à haute teneur en silicium, les alliages aluminium-lithium) pour améliorer la résistance spécifique et les performances à haute température des pièces moulées. Percée de la résistance à la traction de 380 MPa pour l'A356. • Application de matériaux composites : Percées dans la technologie de fonderie des composites à matrice d'aluminium (tels que l'aluminium renforcé par des particules de SiC) pour obtenir une plus grande rigidité et une meilleure résistance à l'usure, utilisés pour les composants de châssis et de groupe motopropulseur. 2. Amélioration du procédé : Intelligence et amélioration de l'efficacité • Développement de méthodes de fonderie sous basse pression à cycles efficaces, • Technologie de fonderie par tube de coulée, • Technologie de fonderie par pompe électromagnétique • Optimisation par algorithme d'IA pour améliorer le rendement et le temps de cycle. • Moules en sable/moules en métal imprimés en 3D **Percées et orientations de développement pour la fonderie sous haute pression** Percées technologiques : Amélioration des performances et des limites du procédé, principalement axées sur l'élimination des défauts • 1. Fonderie sous haute pression intégrée ultra-grande Percées nécessaires dans la résistance à la chaleur des matériaux de moule, la tonnage de la presse (plus de 12 000 tonnes métriques) et la technologie du vide. • 2. Popularisation de la fonderie sous haute pression sous vide (VHPDC) Réduction des porosités par le vide (porosité <1%), permettant aux pièces moulées d'être traitées thermiquement et soudées, élargissant les scénarios d'application (tels que les pièces de sécurité structurelle). • 3. Fonderie sous haute pression semi-solide (SSM-HPDC) 1. Principe : Pressage de la pâte semi-solide (taux de phase solide de 30%-50%) dans le moule pour réduire la turbulence et les porosités. 2. Avantages : Propriétés mécaniques proches de celles du forgeage, meilleure qualité de surface, utilisées pour les carters de moteur à haute résistance, les composants de suspension. • Innovation dans les nouveaux matériaux sous haute pression : Alliages multifonctionnels à haute résistance et haute ténacité 1. Développement de nouveaux alliages d'aluminium à haute résistance Objectif : Percée de la résistance à la traction de 400 MPa (tels que les alliages de la série Al-Si-Mg-Cu), remplaçant certaines pièces en acier. 2. Alliages d'aluminium résistants à haute température Demande : Adaptation aux conditions proches de la source de chaleur des carters de moteur (telles que les températures du système de propulsion électrique >150℃). 3. Application efficace de l'aluminium secondaire Tendance : Amélioration de la pureté de l'aluminium secondaire grâce à la technologie d'affinage (teneur en Fe <0,15%), réduction des coûts et des émissions de carbone. • Les scénarios d'application et le développement de la fonderie sous haute pression en alliage de magnésium et de la fonderie semi-solide, ainsi que le développement et la recherche de matières premières en alliage de magnésium adaptées à la fonderie, ont également été présentés. **Percées et orientations de développement pour les deux procédés de fonderie** • Fabrication verte : Économie bas carbone et circulaire 1. Amélioration des équipements d'économie d'énergie : Machines de fonderie sous pression actionnées par moteur servo (consommation d'énergie réduite de 40%), systèmes de récupération de la chaleur résiduelle. 2. Agents de démoulage et revêtements respectueux de l'environnement : Tendance à remplacer les agents à base d'huile par des agents de démoulage à base d'eau, traitement de passivation sans chrome. 3. Système de recyclage en boucle fermée : Modèle de collaboration entre les équipementiers d'origine et les entreprises d'aluminium pour établir des réseaux de recyclage des déchets. • Équipements et technologies à faible émission de carbone, économes en énergie et respectueux de l'environnement Analyse de la technologie d'injection multi-cylindres et de la technologie de pulvérisation micro-précise. • Intelligence et numérisation : Contrôle précis du procédé 1. Optimisation du procédé pilotée par l'IA Surveillance en temps réel. xx a lancé des machines de fonderie sous pression intelligentes, améliorant le rendement de 15 %. 2. Jumeaux numériques et moules d'essai virtuels Intégration d'algorithmes d'IA dans des plates-formes de simulation telles que MAGMA et ProCAST. 3. Système de traçabilité blockchain Fonction : Enregistrement des paramètres de procédé et des sources de matériaux de chaque pièce moulée, répondant aux besoins de traçabilité de la qualité de l'industrie automobile. • Extension des scénarios d'application : De l'automobile à de multiples domaines 1. Aérospatiale et robotique Cadres de drones. Articulations de bras robotisés. 2. Électronique grand public : Cadres de téléphones portables/ordinateurs 3. Véhicules utilitaires, domaines des équipements généraux. • Automatisation périphérique et de post-traitement Détection en ligne et intelligente, rétroaction automatique et ajustement automatique des paramètres. 》Cliquez pour voir le rapport spécial sur la 20e Conférence de l'industrie de l'aluminium et de l'Exposition de l'industrie de l'aluminium AICE 2025 SMM.