Alliages d'aluminium de fonderie

Les alliages d'aluminium de fonderie sont destinés à la fabrication de pièces moulées, contrairement aux alliages de corroyage, dont on fait des tôles et des profilés. Ils contiennent davantage d'additifs, surtout du silicium, qui améliore la coulabilité et réduit le retrait. Les nuances, la composition chimique et les propriétés mécaniques minimales des pièces moulées en alliages d'aluminium sont définies par la norme PN-EN 1706.

L'aluminium pur est mou et remplit mal le moule. Ce sont les additifs – silicium, magnésium, cuivre et, en quantités plus faibles, manganèse, titane ou strontium – qui confèrent à l'alliage les propriétés requises en fonderie et pour la pièce finie.

Groupes d'alliages d'aluminium de fonderie

Les silumins désignent couramment les alliages d'aluminium au silicium. Les alliages proches de l'eutectique, contenant env. 11 à 13 % de silicium, remplissent le mieux le moule : l'eutectique aluminium-silicium se situe à env. 12,6 % Si.

Influence des éléments sur les propriétés de l'alliage

• Silicium – améliore la coulabilité, réduit le retrait et la tendance aux fissures à chaud. À forte teneur, il augmente l'usure des outils lors de l'usinage.
• Magnésium – associé au silicium, permet le durcissement structural (mise en solution et vieillissement). En quantité plus élevée, comme dans les alliages Al-Mg, il confère une haute résistance à la corrosion.
• Cuivre – augmente la résistance et la dureté, y compris à température élevée, et améliore l'usinabilité. Il réduit cependant la résistance à la corrosion et la ductilité.
• Fer – généralement une impureté formant des phases fragiles. Dans les pièces moulées sous pression, une faible teneur limite le collage de l'alliage au moule.
• Manganèse – transforme les phases fer en formes moins nocives.
• Titane, bore, sodium et strontium – affinent le grain et modifient le silicium de l'eutectique, ce qui améliore la résistance et la ductilité de la pièce.

Retrait de fonderie des alliages d'aluminium

Les alliages d'aluminium se contractent pendant la solidification et le refroidissement. Le retrait linéaire, pris en compte lors de la conception du modèle et du moule, atteint le plus souvent environ 1 % pour ces alliages, selon l'alliage, la technologie et la forme de la pièce. Le retrait volumique pendant la solidification est plusieurs fois supérieur (environ 6 à 7 % pour l'aluminium pur, moins pour les siluminés). C'est pourquoi la pièce est alimentée par des masselottes, et les alliages à plus forte teneur en silicium se coulent plus facilement sans retassures.

Alliages de fonderie à faibles émissions

Les demandes portent de plus en plus souvent sur l'empreinte carbone de la pièce moulée. La production d'aluminium primaire exige beaucoup d'énergie, alors que la refusion d'aluminium recyclé n'en nécessite qu'une petite partie (on cite souvent environ 5 %). Les alliages à forte proportion de matière recyclée, notamment ceux contenant du cuivre, ont donc une empreinte carbone plus faible. Si les exigences relatives aux émissions de CO₂ font partie du cahier des charges, il convient de les mentionner dans la demande d'offre.

Comment choisir l'alliage de moulage

• Technologie – pour le moulage sous pression, principalement les alliages Al-Si-Cu ; pour le moulage en coquille et au sable, les alliages Al-Si-Mg et Al-Mg.
• Résistance – lorsque la haute résistance mécanique est recherchée, on choisit un alliage durcissable par traitement thermique, par exemple EN AC-42000 à l'état T6.
• Corrosion – dans les milieux agressifs, les alliages sans cuivre sont plus performants : Al-Mg et Al-Si-Mg.
• Étanchéité et parois minces – siluminiums proches de l'eutectique, par ex. EN AC-47100.
• Finition – pour le polissage et l'anodisation décorative, les alliages Al-Mg sont les mieux adaptés ; le thermolaquage est possible sur les pièces de tous les groupes.

Pièces moulées en alliages d'aluminium dans notre fonderie

Nous coulons le plus souvent cinq alliages : EN AC-42000, 46200, 46500, 47100 et 51300 – leurs désignations et compositions chimiques sont indiquées sur la page alliages de fonderie d'aluminium. Nous réalisons nos pièces par coquille, par moules en sable i sous pression, et sur demande aussi avec traitement thermique et usinage CNC. Nous vous aidons aussi à choisir l'alliage adapté aux exigences de la pièce.