{"id":3488,"date":"2026-07-30T11:02:50","date_gmt":"2026-07-30T03:02:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.c-adtech.com\/?p=3488"},"modified":"2026-07-30T11:08:34","modified_gmt":"2026-07-30T03:08:34","slug":"degassing-molten-aluminum-complete-guide-to-methods-equipment","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.c-adtech.com\/fr\/degassing-molten-aluminum-complete-guide-to-methods-equipment\/","title":{"rendered":"D\u00e9gazage de l'aluminium fondu : guide complet des m\u00e9thodes et des \u00e9quipements"},"content":{"rendered":"

Le d\u00e9gazage de l'aluminium fondu consiste \u00e0 \u00e9liminer l'hydrog\u00e8ne gazeux dissous et les inclusions non m\u00e9talliques de l'aluminium liquide avant la coul\u00e9e. Les m\u00e9thodes les plus efficaces disponibles \u00e0 l'heure actuelle sont le d\u00e9gazage par turbine rotative, le d\u00e9gazage en ligne \u00e0 l'aide de bouchons poreux et l'injection de gaz inerte par lance, \u00e0 base d'argon ou d'azote. Les fonderies qui n\u00e9gligent un d\u00e9gazage ad\u00e9quat se retrouvent confront\u00e9es \u00e0 des d\u00e9fauts de porosit\u00e9 qui apparaissent lors de l'usinage, de l'inspection aux rayons X ou, pire encore, apr\u00e8s l'exp\u00e9dition d'une pi\u00e8ce au client. Nous avons pass\u00e9 des ann\u00e9es aux c\u00f4t\u00e9s des fours de fusion d\u2019aluminium \u00e0 observer les op\u00e9rateurs tenter de r\u00e9soudre les r\u00e9clamations li\u00e9es \u00e0 la porosit\u00e9, et dans presque tous les cas, la cause premi\u00e8re remonte \u00e0 une \u00e9limination insuffisante de l\u2019hydrog\u00e8ne avant m\u00eame que le m\u00e9tal n\u2019atteigne le moule.<\/p>\n

Si votre projet n\u00e9cessite l'utilisation d'un syst\u00e8me de d\u00e9gazage de l'aluminium fondu, vous pouvez nous contacter<\/a>\u00a0pour un devis gratuit.<\/span><\/p>\n

Pourquoi l'aluminium fondu absorbe-t-il l'hydrog\u00e8ne ?<\/h2>\n

L'aluminium entretient une relation particuli\u00e8re avec l'hydrog\u00e8ne, que la plupart des autres m\u00e9taux de fonderie courants ne partagent pas dans la m\u00eame mesure. \u00c0 l'\u00e9tat solide, l'aluminium ne retient pratiquement pas d'hydrog\u00e8ne. Une fois fondu, sa solubilit\u00e9 en hydrog\u00e8ne augmente consid\u00e9rablement, parfois d'un facteur de pr\u00e8s de vingt par rapport \u00e0 la phase solide \u00e0 la m\u00eame temp\u00e9rature. C'est pr\u00e9cis\u00e9ment cet \u00e9cart qui justifie l'existence du d\u00e9gazage en tant que pratique industrielle.<\/p>\n

\"Machine
Machine de d\u00e9gazage de l'aluminium fondu<\/figcaption><\/figure>\n

L'hydrog\u00e8ne p\u00e9n\u00e8tre dans l'aluminium fondu principalement par le biais de l'humidit\u00e9. La vapeur d'eau pr\u00e9sente dans l'atmosph\u00e8re environnante, l'humidit\u00e9 emprisonn\u00e9e dans les d\u00e9chets m\u00e9talliques, les rev\u00eatements r\u00e9fractaires humides, et m\u00eame l'humidit\u00e9 qui adh\u00e8re aux outils plong\u00e9s dans le bain de fusion, r\u00e9agissent tous avec l'aluminium liquide \u00e0 haute temp\u00e9rature. La r\u00e9action d\u00e9compose les mol\u00e9cules d'eau, lib\u00e9rant des atomes d'hydrog\u00e8ne qui se dissolvent directement dans le m\u00e9tal, tandis que l'oxyg\u00e8ne se combine avec l'aluminium pour former de l'oxyde.<\/p>\n

L'hydrog\u00e8ne dissous reste invisible tant que le m\u00e9tal est \u00e0 l'\u00e9tat liquide. Les probl\u00e8mes commencent lors de la solidification. \u00c0 mesure que l'aluminium refroidit et passe de l'\u00e9tat liquide \u00e0 l'\u00e9tat solide, sa solubilit\u00e9 en hydrog\u00e8ne chute \u00e0 nouveau brusquement, et le gaz qui \u00e9tait auparavant dissous n'a nulle part o\u00f9 aller. Il se s\u00e9pare de la solution et forme des bulles ; si ces bulles restent pi\u00e9g\u00e9es \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la structure en cours de solidification, il en r\u00e9sulte une porosit\u00e9, c\u2019est-\u00e0-dire de minuscules vides dispers\u00e9s dans la pi\u00e8ce moul\u00e9e qui affaiblissent les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et compromettent l\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 \u00e0 la pression dans des composants tels que les blocs-moteurs ou les carters hydrauliques.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Facteur contribuant \u00e0 l'absorption d'hydrog\u00e8ne<\/th>\nSource typique<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Humidit\u00e9 de l'atmosph\u00e8re du four<\/td>\nL'humidit\u00e9 de l'air ambiant, en particulier dans les climats humides<\/td>\n<\/tr>\n
Teneur en humidit\u00e9 des d\u00e9chets<\/td>\nAluminium recycl\u00e9 humide ou huileux, copeaux non nettoy\u00e9s<\/td>\n<\/tr>\n
Humidit\u00e9 du rev\u00eatement r\u00e9fractaire<\/td>\nRev\u00eatements de four neufs ou mal s\u00e9ch\u00e9s<\/td>\n<\/tr>\n
Contamination des outils et des poches de coul\u00e9e<\/td>\nOutils de d\u00e9cantation humides, poches de transfert non pr\u00e9chauff\u00e9es<\/td>\n<\/tr>\n
Contamination par ajout d'\u00e9l\u00e9ments d'alliage<\/td>\nPr\u00e9sence d'humidit\u00e9 sur les lingots d'alliage-ma\u00eetre ou les additifs<\/td>\n<\/tr>\n
Temps de maintien \u00e0 temp\u00e9rature<\/td>\nUne conservation prolong\u00e9e augmente l'exposition \u00e0 l'humidit\u00e9 atmosph\u00e9rique<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Il y a quelque temps, nous avons remarqu\u00e9 un ph\u00e9nom\u00e8ne int\u00e9ressant en collaborant avec une entreprise sp\u00e9cialis\u00e9e dans le moulage sous pression situ\u00e9e dans une r\u00e9gion c\u00f4ti\u00e8re. Chaque ann\u00e9e, pendant la saison des pluies, leurs plaintes concernant la porosit\u00e9 augmentaient de mani\u00e8re notable, presque avec une r\u00e9gularit\u00e9 d\u2019horloge, et il a fallu des mois avant que quelqu\u2019un ne fasse le lien avec l\u2019humidit\u00e9 ambiante qui affectait le stockage de leurs mati\u00e8res premi\u00e8res. Une fois qu\u2019ils ont transf\u00e9r\u00e9 le stockage des rebuts \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur et ajout\u00e9 une \u00e9tape de s\u00e9chage pour les mat\u00e9riaux r\u00e9cup\u00e9r\u00e9s, les taux de d\u00e9fauts ont chut\u00e9 en l\u2019espace de deux cycles de production.<\/p>\n

Que se passe-t-il lorsque l'aluminium n'est pas correctement d\u00e9gaz\u00e9 ?<\/h2>\n

Le fait de ne pas effectuer le d\u00e9gazage ou de le r\u00e9aliser de mani\u00e8re inad\u00e9quate se traduit par plusieurs signes mesurables, et les acheteurs qui \u00e9valuent des pi\u00e8ces moul\u00e9es en aluminium doivent savoir exactement ce qu\u2019il faut rechercher.<\/p>\n

La porosit\u00e9 gazeuse se pr\u00e9sente sous la forme de petites cavit\u00e9s, g\u00e9n\u00e9ralement rondes, r\u00e9parties de mani\u00e8re relativement homog\u00e8ne dans toute la section transversale de la pi\u00e8ce moul\u00e9e ; elle est visible lors d'un contr\u00f4le aux rayons X ou apr\u00e8s un usinage ayant mis \u00e0 nu la surface. Elle se distingue de la porosit\u00e9 de retrait, qui pr\u00e9sente g\u00e9n\u00e9ralement un aspect plus irr\u00e9gulier et se concentre \u00e0 proximit\u00e9 des zones \u00e9paisses ; il est donc important de faire la distinction entre ces deux types de porosit\u00e9 lors du diagnostic de la cause premi\u00e8re d'un d\u00e9faut.<\/p>\n

La porosit\u00e9 entra\u00eene directement une diminution de la r\u00e9sistance m\u00e9canique, car les vides agissent comme des points de concentration des contraintes o\u00f9 des fissures apparaissent sous l'effet d'une charge. La r\u00e9sistance \u00e0 la fatigue, en particulier, en p\u00e2tit de mani\u00e8re disproportionn\u00e9e, ce qui signifie qu'une pi\u00e8ce peut r\u00e9ussir un essai initial de r\u00e9sistance statique, mais c\u00e9der pr\u00e9matur\u00e9ment dans des conditions de sollicitations cycliques courantes dans les applications automobiles et a\u00e9rospatiales.<\/p>\n

Les fuites sous pression constituent un mode de d\u00e9faillance critique pour les pi\u00e8ces destin\u00e9es \u00e0 contenir des fluides ou des gaz, telles que les carters de bo\u00eete de vitesses, les culasses ou les composants hydrauliques. M\u00eame une porosit\u00e9 microscopique interconnect\u00e9e peut cr\u00e9er des voies de fuite entra\u00eenant un rejet pur et simple lors des essais de pression.<\/p>\n

Les probl\u00e8mes de finition de surface sont \u00e9galement dus \u00e0 un d\u00e9gazage insuffisant, car les bulles de gaz remontant \u00e0 la surface lors de la solidification peuvent laisser des piq\u00fbres ou des cloques qui alt\u00e8rent l'aspect esth\u00e9tique des pi\u00e8ces moul\u00e9es d\u00e9coratives ou apparentes.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Type de d\u00e9faut<\/th>\nCaract\u00e9ristiques visuelles<\/th>\nCause premi\u00e8re typique<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Porosit\u00e9 du gaz<\/td>\nPetites cavit\u00e9s rondes, r\u00e9parties de mani\u00e8re homog\u00e8ne<\/td>\nLib\u00e9ration d'hydrog\u00e8ne dissous lors de la solidification<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9tr\u00e9cissement porosit\u00e9<\/td>\nForme irr\u00e9guli\u00e8re, avec des zones plus \u00e9paisses<\/td>\nAlimentation insuffisante pendant la solidification, sans rapport avec les gaz<\/td>\n<\/tr>\n
Effet de st\u00e9nop\u00e9<\/td>\nDe minuscules piq\u00fbres en surface, souvent regroup\u00e9es<\/td>\nFuite d'hydrog\u00e8ne pr\u00e8s de la surface de la pi\u00e8ce moul\u00e9e<\/td>\n<\/tr>\n
V\u00e9sications<\/td>\nRembourrements superficiels apparaissant apr\u00e8s un traitement thermique<\/td>\nExpansion du gaz sous-jacent pendant le traitement en solution<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Principales m\u00e9thodes de d\u00e9gazage utilis\u00e9es dans les fonderies d'aluminium<\/h2>\n

Il existe plusieurs m\u00e9thodes distinctes pour \u00e9liminer l'hydrog\u00e8ne de l'aluminium fondu, et la plupart des fonderies finissent par faire leur choix en fonction du volume de production, du budget et du niveau de pr\u00e9cision requis pour l'\u00e9limination des gaz que leur produit final exige.<\/p>\n

\"Principales
Principales m\u00e9thodes de d\u00e9gazage utilis\u00e9es dans les fonderies d'aluminium, notamment les proc\u00e9d\u00e9s de d\u00e9gazage sous gaz inerte, par rotation, par flux, sous vide et par pastilles<\/figcaption><\/figure>\n
\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
M\u00e9thode de d\u00e9gazage<\/th>\nRendement type<\/th>\n\u00c9chelle de production la plus adapt\u00e9e<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
D\u00e9gazage par turbine rotative<\/td>\n\u00c9lev\u00e9 (\u00e9limine entre 601 TP3T et 851 TP3T d'hydrog\u00e8ne dissous)<\/td>\nFonderies de taille moyenne \u00e0 grande, exploitation en continu<\/td>\n<\/tr>\n
D\u00e9gazage en ligne \u00e0 l'aide de bouchons poreux<\/td>\nTr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 (jusqu'\u00e0 90%)<\/td>\nLignes de moulage \u00e0 grand volume, \u00e9quipementiers automobiles<\/td>\n<\/tr>\n
Injection de lance<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9 (de 40% \u00e0 60%)<\/td>\nPetites fonderies, production par lots, budget limit\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
Comprim\u00e9s de flux<\/td>\nFaible \u00e0 mod\u00e9r\u00e9 (30% \u00e0 50%)<\/td>\nPetits commerces, traitements compl\u00e9mentaires<\/td>\n<\/tr>\n
D\u00e9gazage sous vide<\/td>\nTr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 (90%+)<\/td>\nPi\u00e8ces moul\u00e9es sp\u00e9cialis\u00e9es pour l'a\u00e9rospatiale, \u00e0 haute int\u00e9grit\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Chaque m\u00e9thode repose sur le m\u00eame principe physique sous-jacent : l'introduction de fines bulles d'un gaz inerte ou r\u00e9actif dans la masse fondue, ce qui cr\u00e9e une pression partielle d'hydrog\u00e8ne plus faible \u00e0 l'int\u00e9rieur de chaque bulle par rapport au m\u00e9tal environnant. L'hydrog\u00e8ne dissous se diffuse dans ces bulles \u00e0 mesure qu'elles remontent \u00e0 travers la masse fondue, et l'hydrog\u00e8ne s'\u00e9chappe avec la bulle lorsqu'elle atteint la surface. Les diff\u00e9rences entre ces m\u00e9thodes tiennent \u00e0 la taille des bulles, \u00e0 leur r\u00e9partition et au temps de contact, autant de facteurs qui d\u00e9terminent l'efficacit\u00e9 r\u00e9elle de l'\u00e9limination de l'hydrog\u00e8ne.<\/p>\n

Explication du d\u00e9gazage par turbine rotative<\/h2>\n

Le d\u00e9gazage par turbine rotative est devenu la m\u00e9thode de r\u00e9f\u00e9rence dans les fonderies d\u2019aluminium de moyenne et grande taille, et ce \u00e0 juste titre. Un arbre rotatif muni d'une t\u00eate de turbine sp\u00e9cialement con\u00e7ue est immerg\u00e9 dans le bain de fusion ; il tourne \u00e0 une vitesse contr\u00f4l\u00e9e tandis qu'un gaz inerte s'\u00e9coule vers le bas \u00e0 travers l'arbre et s'\u00e9chappe par de petits orifices situ\u00e9s sur la turbine. La rotation d\u00e9coupe le gaz en bulles extr\u00eamement fines et les disperse dans tout le volume du bain de fusion, plut\u00f4t que de les laisser remonter en une seule colonne concentr\u00e9e.<\/p>\n

C'est cette r\u00e9partition fine et homog\u00e8ne des bulles qui rend les syst\u00e8mes \u00e0 turbine rotative plus efficaces que la simple injection par lance. Des bulles plus petites offrent une surface totale plus importante pour la diffusion de l'hydrog\u00e8ne, et une meilleure r\u00e9partition permet de traiter l'ensemble du volume de la masse fondue, et non pas uniquement la zone situ\u00e9e \u00e0 proximit\u00e9 imm\u00e9diate du point d'injection.<\/p>\n

La conception des roues a consid\u00e9rablement \u00e9volu\u00e9 au cours des deux derni\u00e8res d\u00e9cennies. Les premiers mod\u00e8les pr\u00e9sentaient des formes simples en forme de pales, tandis que les roues modernes pr\u00e9sentent des g\u00e9om\u00e9tries complexes dot\u00e9es de multiples orifices de sortie de gaz, optimis\u00e9es gr\u00e2ce \u00e0 la mod\u00e9lisation par dynamique des fluides computationnelle. Le choix des mat\u00e9riaux joue \u00e9galement un r\u00f4le important : la plupart des arbres et des t\u00eates de roues sont fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de composites rev\u00eatus de graphite ou de c\u00e9ramique, qui r\u00e9sistent \u00e0 l'\u00e9rosion due au contact prolong\u00e9 avec l'aluminium fondu \u00e0 des temp\u00e9ratures g\u00e9n\u00e9ralement comprises entre 680 \u00b0C et 750 \u00b0C.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Composant de la roue rotative<\/th>\nFonction<\/th>\nMat\u00e9riau courant<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Moteur d'entra\u00eenement<\/td>\nR\u00e8gle la vitesse de rotation, g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 200 et 600 tr\/min<\/td>\nMoteur \u00e9lectrique \u00e0 variateur de fr\u00e9quence<\/td>\n<\/tr>\n
Arbre<\/td>\nAchmine le gaz depuis la source jusqu'\u00e0 la t\u00eate de la roue<\/td>\nGraphite, acier rev\u00eatu de c\u00e9ramique<\/td>\n<\/tr>\n
T\u00eate de roue<\/td>\nDisperse le gaz en fines bulles<\/td>\nComposite \u00e0 base de graphite et de carbure de silicium<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9gulateur de d\u00e9bit de gaz<\/td>\nR\u00e8gle le volume et la pression du gaz inerte<\/td>\nRotam\u00e8tre ou r\u00e9gulateur de d\u00e9bit massique<\/td>\n<\/tr>\n
Manchon r\u00e9fractaire<\/td>\nProt\u00e8ge l'arbre contre l'usure thermique et chimique<\/td>\nR\u00e9fractaire \u00e0 haute teneur en alumine<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Nous avons travaill\u00e9 aux c\u00f4t\u00e9s d\u2019un technicien de fonderie qui a compar\u00e9 les unit\u00e9s de d\u00e9gazage rotatives \u00e0 \u201c la diff\u00e9rence entre m\u00e9langer du sucre dans de l\u2019eau froide et dans de l\u2019eau chaude \u201d : l\u2019action m\u00e9canique, combin\u00e9e \u00e0 une dispersion fine, acc\u00e9l\u00e8re consid\u00e9rablement le processus, bien plus que ne le ferait jamais une injection passive de gaz. Les dur\u00e9es de traitement avec une unit\u00e9 rotative se situent g\u00e9n\u00e9ralement entre 5 et 15 minutes pour un lot standard dans un four de maintien, contre 15 \u00e0 30 minutes avec une simple lance pour une r\u00e9duction \u00e0 l\u2019hydrog\u00e8ne similaire.<\/p>\n

Lire aussi : D\u00e9gazage rotatif de l'aluminium : unit\u00e9 \u00e0 haut rendement, rotor en graphite Sp\u00e9cifications<\/a><\/p>\n

Syst\u00e8mes de d\u00e9gazage en ligne et technologie des bouchons poreux<\/h2>\n

Pour les op\u00e9rations de coul\u00e9e continue, en particulier chez les fabricants de composants automobiles exploitant des lignes de moulage sous pression \u00e0 haut d\u00e9bit ou de coul\u00e9e continue en bande, les unit\u00e9s de d\u00e9gazage en ligne int\u00e9gr\u00e9es directement dans la goulotte de transfert du m\u00e9tal offrent le meilleur rendement possible.<\/p>\n

\"Pr\u00e9sentation
Pr\u00e9sentation du caisson de d\u00e9gazage des syst\u00e8mes de d\u00e9gazage en ligne<\/figcaption><\/figure>\n

La technologie des bouchons poreux consiste \u00e0 int\u00e9grer un bouchon en c\u00e9ramique dot\u00e9 de canaux microscopiques interconnect\u00e9s dans la base ou la paroi lat\u00e9rale d\u2019une chambre de traitement que le m\u00e9tal traverse avant d\u2019atteindre la machine de coul\u00e9e. Le gaz inerte pomp\u00e9 \u00e0 travers le bouchon \u00e9merge sous la forme d\u2019un rideau de bulles extr\u00eamement fin et uniforme que le m\u00e9tal en \u00e9coulement traverse en continu. Comme le m\u00e9tal est en mouvement et non \u00e0 l\u2019arr\u00eat, cette m\u00e9thode permet de traiter de grands volumes sans n\u00e9cessiter de cycle de traitement par lots d\u00e9di\u00e9, ce qui explique pr\u00e9cis\u00e9ment pourquoi les producteurs \u00e0 haut volume la privil\u00e9gient.<\/p>\n

Le principal avantage r\u00e9side ici dans la r\u00e9gularit\u00e9. Chaque pi\u00e8ce m\u00e9tallique traversant la chambre de traitement est expos\u00e9e de mani\u00e8re pratiquement identique aux bulles de d\u00e9gazage, ce qui \u00e9limine la variabilit\u00e9 d'un lot \u00e0 l'autre susceptible de se produire lors d'un traitement manuel \u00e0 la lance ou m\u00eame \u00e0 l'aide d'un agitateur rotatif, si la technique de l'op\u00e9rateur varie.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Fonctionnalit\u00e9 du syst\u00e8me Inline<\/th>\nB\u00e9n\u00e9fice<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Traitement en flux continu<\/td>\nPas d'arr\u00eat de production pour le d\u00e9gazage par lots<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9partition homog\u00e8ne des bulles gr\u00e2ce \u00e0 un bouchon poreux<\/td>\nUne \u00e9limination homog\u00e8ne de l'hydrog\u00e8ne dans chaque lot<\/td>\n<\/tr>\n
Combinaison de filtration int\u00e9gr\u00e9e<\/td>\nSouvent associ\u00e9 \u00e0 des filtres en mousse c\u00e9ramique pour \u00e9liminer les impuret\u00e9s<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9gulation automatis\u00e9e du d\u00e9bit de gaz<\/td>\nR\u00e9duit le recours aux r\u00e9glages manuels par l'op\u00e9rateur<\/td>\n<\/tr>\n
Encombrement r\u00e9duit par rapport aux mod\u00e8les rotatifs<\/td>\nS'int\u00e8gre dans les configurations de cha\u00eenes de production exigu\u00ebs<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Le compromis r\u00e9side dans le co\u00fbt d'investissement initial et la complexit\u00e9 de l'int\u00e9gration de cet \u00e9quipement dans une cha\u00eene de production existante. L'installation a posteriori d'un syst\u00e8me de d\u00e9gazage en ligne dans une usine qui n'a pas \u00e9t\u00e9 con\u00e7ue \u00e0 l'origine \u00e0 cet effet co\u00fbte souvent plus cher que l'\u00e9quipement lui-m\u00eame, une fois pris en compte les co\u00fbts li\u00e9s \u00e0 la refonte de la cha\u00eene et les temps d'arr\u00eat li\u00e9s \u00e0 l'installation.<\/p>\n

Le d\u00e9gazage par lance et ses limites<\/h2>\n

Le d\u00e9gazage par lance est la m\u00e9thode la plus simple et la plus ancienne encore utilis\u00e9e aujourd\u2019hui, en particulier dans les petites fonderies et les ateliers de sous-traitance qui ne peuvent pas assumer le co\u00fbt d\u2019investissement li\u00e9 aux syst\u00e8mes rotatifs ou en ligne. Une lance en m\u00e9tal ou en c\u00e9ramique, perc\u00e9e de trous sur toute sa longueur, est plong\u00e9e dans la masse fondue, et un gaz inerte y est inject\u00e9 sous pression, formant des bulles qui remontent \u00e0 travers le m\u00e9tal.<\/p>\n

La limite \u00e9vidente r\u00e9side dans la taille des bulles. En l'absence d'action de cisaillement m\u00e9canique, telle que celle fournie par une turbine rotative, les bulles g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par la lance ont tendance \u00e0 \u00eatre nettement plus grosses, ce qui se traduit par une surface totale r\u00e9duite pour la diffusion de l'hydrog\u00e8ne et un temps de remont\u00e9e plus rapide des bulles \u00e0 travers la masse fondue, laissant ainsi moins de temps \u00e0 l'hydrog\u00e8ne pour se transf\u00e9rer avant que la bulle ne s'\u00e9chappe \u00e0 la surface. Cela se traduit par un rendement global plus faible et des dur\u00e9es de traitement plus longues pour obtenir une \u00e9limination comparable de l'hydrog\u00e8ne.<\/p>\n

Le d\u00e9gazage par lance pr\u00e9sente toutefois encore des cas d'utilisation l\u00e9gitimes. Pour les petits lots, les traitements de retouche occasionnels ou les op\u00e9rations o\u00f9 le budget d'investissement ne permet r\u00e9ellement pas d'acqu\u00e9rir des \u00e9quipements plus sophistiqu\u00e9s, un syst\u00e8me de lance bien exploit\u00e9, associ\u00e9 \u00e0 de bonnes pratiques d'hygi\u00e8ne du four, peut donner des r\u00e9sultats acceptables pour des applications de moulage moins exigeantes.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Consid\u00e9rations relatives au d\u00e9gazage de la lance<\/th>\nD\u00e9tail<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Diam\u00e8tre typique d'une bulle<\/td>\nDe 5 mm \u00e0 15 mm (contre moins de 1 mm pour les syst\u00e8mes rotatifs)<\/td>\n<\/tr>\n
Dur\u00e9e de traitement pour un lot standard<\/td>\n15 \u00e0 30 minutes<\/td>\n<\/tr>\n
Co\u00fbt d'investissement par rapport au syst\u00e8me rotatif<\/td>\nEntre environ 20% et 30% d'\u00e9quipements rotatifs \u00e9quivalents<\/td>\n<\/tr>\n
Meilleure application<\/td>\nOp\u00e9rations portant sur de petits lots, \u00e0 faible volume et soumises \u00e0 des contraintes budg\u00e9taires<\/td>\n<\/tr>\n
Point de d\u00e9faillance courant<\/td>\nObstruction de la lance, r\u00e9partition in\u00e9gale du gaz pr\u00e8s de la pointe<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

D\u00e9gazage des pastilles de flux et des agents de flux<\/h2>\n

Certaines fonderies utilisent des pastilles de flux solides ou des compos\u00e9s de flux granulaires qui lib\u00e8rent du gaz par r\u00e9action chimique lorsqu'ils sont immerg\u00e9s dans l'aluminium fondu ; il s'agit g\u00e9n\u00e9ralement de pastilles \u00e0 base d'hexachloro\u00e9thane dans les installations plus anciennes, bien que les r\u00e9glementations environnementales aient fortement incit\u00e9 le secteur \u00e0 se tourner vers des m\u00e9thodes utilisant des gaz inertes.<\/p>\n

La r\u00e9action chimique lib\u00e8re du chlore ou d\u2019autres gaz r\u00e9actifs qui bouillonnent dans la masse fondue, \u00e0 l\u2019instar d\u2019un gaz inerte inject\u00e9, entra\u00eenant l\u2019hydrog\u00e8ne dissous vers la surface. Bien que cette m\u00e9thode ne n\u00e9cessite aucun \u00e9quipement sp\u00e9cialis\u00e9 autre qu\u2019un outil de plong\u00e9e, elle pr\u00e9sente des inconv\u00e9nients notables. Les pastilles lib\u00e9rant du chlore g\u00e9n\u00e8rent des \u00e9missions de fum\u00e9es que la plupart des r\u00e9glementations environnementales modernes restreignent fortement, et la r\u00e9action est plus difficile \u00e0 contr\u00f4ler avec pr\u00e9cision par rapport \u00e0 un d\u00e9bit de gaz dos\u00e9 via un syst\u00e8me rotatif ou \u00e0 lance.<\/p>\n

Nous ne recommandons pratiquement plus les pastilles de flux \u00e0 base de chlore \u00e0 nos clients, non seulement pour des raisons r\u00e9glementaires, mais aussi parce que leur efficacit\u00e9 est tout simplement inf\u00e9rieure \u00e0 celle des m\u00e9thodes modernes utilisant des gaz inertes, et que les exigences en mati\u00e8re de traitement des fum\u00e9es entra\u00eenent souvent des co\u00fbts plus \u00e9lev\u00e9s en infrastructure de ventilation que le passage \u00e0 une unit\u00e9 de d\u00e9gazage rotative adapt\u00e9e ne le ferait au d\u00e9part.<\/p>\n

D\u00e9gazage sous vide pour les applications de haute puret\u00e9<\/h2>\n

Les applications a\u00e9rospatiales et autres applications de moulage exigeant une int\u00e9grit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e n\u00e9cessitent parfois des performances de d\u00e9gazage sup\u00e9rieures \u00e0 celles que permettent les m\u00e9thodes \u00e0 pression atmosph\u00e9rique. Le d\u00e9gazage sous vide consiste \u00e0 placer l\u2019aluminium fondu dans une chambre herm\u00e9tique o\u00f9 la pression est r\u00e9duite bien en dessous du niveau atmosph\u00e9rique, ce qui abaisse consid\u00e9rablement la limite de solubilit\u00e9 de l\u2019hydrog\u00e8ne et expulse les gaz dissous de la solution, m\u00eame sans injection de bulles ; toutefois, de nombreux syst\u00e8mes sous vide combinent la r\u00e9duction de pression avec une purge simultan\u00e9e au gaz inerte pour un effet maximal.<\/p>\n

Cette m\u00e9thode permet d'atteindre les taux d'\u00e9limination d'hydrog\u00e8ne les plus \u00e9lev\u00e9s parmi toutes les techniques existantes, mais elle implique un co\u00fbt d'\u00e9quipement important, un temps de traitement plus long et des contraintes quant \u00e0 la taille des lots, qui d\u00e9pendent de la capacit\u00e9 de la chambre. La plupart des fonderies standard produisant des pi\u00e8ces moul\u00e9es destin\u00e9es \u00e0 l'automobile ou \u00e0 l'industrie en g\u00e9n\u00e9ral n'ont pas besoin du d\u00e9gazage sous vide, mais les fabricants fournissant des composants structurels pour l'a\u00e9rospatiale ou des pi\u00e8ces moul\u00e9es pour dispositifs m\u00e9dicaux sont souvent soumis \u00e0 des sp\u00e9cifications qui l'imposent pratiquement comme une n\u00e9cessit\u00e9.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Caract\u00e9ristiques de d\u00e9gazage sous vide<\/th>\nD\u00e9tail<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
R\u00e9duction typique par l'hydrog\u00e8ne<\/td>\nDe 90% \u00e0 95%+<\/td>\n<\/tr>\n
Dur\u00e9e de traitement par lot<\/td>\nDe 20 \u00e0 45 minutes, selon la taille de la chambre<\/td>\n<\/tr>\n
Niveau d'investissement en capital<\/td>\nCo\u00fbt \u00e9lev\u00e9, souvent 3 \u00e0 5 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui d'un syst\u00e8me \u00e0 turbine rotative<\/td>\n<\/tr>\n
Application courante dans l'industrie<\/td>\nPi\u00e8ces moul\u00e9es pour l'a\u00e9rospatiale, la d\u00e9fense et les dispositifs m\u00e9dicaux<\/td>\n<\/tr>\n
Limite de taille des lots<\/td>\nLimit\u00e9s par le volume de la chambre, moins flexibles que les syst\u00e8mes en ligne<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Choisir le gaz adapt\u00e9 au d\u00e9gazage<\/h2>\n

Le choix du gaz est tout aussi important que celui de l'\u00e9quipement, et c'est un d\u00e9tail qui, selon nous, est souvent n\u00e9glig\u00e9 dans de nombreux documents d'introduction consacr\u00e9s \u00e0 ce sujet.<\/p>\n

L'azote a toujours \u00e9t\u00e9 le choix le plus courant en raison de son faible co\u00fbt et de sa grande disponibilit\u00e9, et il offre des performances satisfaisantes pour de nombreuses applications g\u00e9n\u00e9rales de moulage d'aluminium. Cependant, l\u2019azote pr\u00e9sente une limite notable : il est partiellement soluble dans l\u2019aluminium fondu, ce qui signifie qu\u2019\u00e0 de tr\u00e8s faibles concentrations d\u2019hydrog\u00e8ne, l\u2019azote lui-m\u00eame peut commencer \u00e0 contribuer marginalement \u00e0 la porosit\u00e9 au lieu de se contenter d\u2019\u00e9liminer l\u2019hydrog\u00e8ne, ce qui fixe une limite pratique \u00e0 la r\u00e9duction de la teneur en hydrog\u00e8ne pouvant \u00eatre obtenue par un d\u00e9gazage \u00e0 base d\u2019azote.<\/p>\n

L'argon, qui est totalement inerte et dont la solubilit\u00e9 dans l'aluminium est pratiquement nulle, offre des r\u00e9sultats de d\u00e9gazage plus r\u00e9guliers et souvent sup\u00e9rieurs, en particulier lorsque l'on vise des teneurs finales en hydrog\u00e8ne tr\u00e8s faibles. L'argon co\u00fbte plus cher que l'azote, ce qui explique en grande partie pourquoi il n'est pas utilis\u00e9 de mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e, mais pour les pi\u00e8ces moul\u00e9es r\u00e9pondant \u00e0 des sp\u00e9cifications \u00e9lev\u00e9es, la diff\u00e9rence de performance justifie ce surco\u00fbt.<\/p>\n

Lire aussi : Comment r\u00e9duire la porosit\u00e9 dans la coul\u00e9e de l'aluminium ?<\/a><\/p>\n

Certaines op\u00e9rations utilisent des m\u00e9langes gazeux, associant de faibles pourcentages de chlore ou d'autres gaz r\u00e9actifs au gaz vecteur inerte principal afin d'am\u00e9liorer l'\u00e9limination du film d'oxyde parall\u00e8lement \u00e0 l'extraction de l'hydrog\u00e8ne ; cela nous ram\u00e8ne toutefois aux consid\u00e9rations environnementales et \u00e0 la gestion des fum\u00e9es \u00e9voqu\u00e9es dans le cadre des pastilles de flux.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Type de gaz<\/th>\nCo\u00fbt relatif<\/th>\nEfficacit\u00e9 de l'\u00e9limination de l'hydrog\u00e8ne<\/th>\nNotes<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Azote<\/td>\nFaible<\/td>\nBon<\/td>\nUne solubilit\u00e9 faible limite les objectifs d'hydrog\u00e8ne ultra-faible<\/td>\n<\/tr>\n
Argon<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9 \u00e0 \u00e9lev\u00e9<\/td>\nExcellent<\/td>\nEnti\u00e8rement inerte, privil\u00e9gi\u00e9 pour les pi\u00e8ces moul\u00e9es haut de gamme<\/td>\n<\/tr>\n
M\u00e9lange azote-chlore<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9<\/td>\nTr\u00e8s bon<\/td>\nUne \u00e9limination am\u00e9lior\u00e9e des oxydes n\u00e9cessite un contr\u00f4le des \u00e9manations<\/td>\n<\/tr>\n
M\u00e9lange d'argon et de chlore<\/td>\nHaut<\/td>\nExcellent<\/td>\nMeilleures performances globales, co\u00fbts les plus \u00e9lev\u00e9s et charge r\u00e9glementaire la plus lourde<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Mesure de la teneur en hydrog\u00e8ne avant et apr\u00e8s le d\u00e9gazage<\/h2>\n

Tout cela n\u2019a aucune importance s\u2019il n\u2019existe pas de moyen fiable de v\u00e9rifier que le d\u00e9gazage a bel et bien fonctionn\u00e9, et c\u2019est l\u00e0 que bon nombre de petites fonderies \u00e9chouent. L\u2019inspection visuelle d\u2019une surface de rupture ne fournit pratiquement aucune information fiable sur la teneur en hydrog\u00e8ne dissous ; pourtant, on rencontre encore des ateliers qui se fient uniquement \u00e0 leur exp\u00e9rience et \u00e0 des jugements du type \u201c \u00e7a a l\u2019air bon \u201d.<\/p>\n

L'essai sous pression r\u00e9duite reste la m\u00e9thode pratique la plus couramment utilis\u00e9e en atelier. Un petit \u00e9chantillon m\u00e9tallique se solidifie sous vide, ce qui accentue toute porosit\u00e9 susceptible d'\u00eatre caus\u00e9e par l'hydrog\u00e8ne dissous ; l'\u00e9chantillon obtenu est ensuite compar\u00e9, visuellement ou par mesure de densit\u00e9, \u00e0 des \u00e9talons de r\u00e9f\u00e9rence. Cette m\u00e9thode est peu co\u00fbteuse et rapide, bien qu'elle soit quelque peu subjective, car l'interpr\u00e9tation des r\u00e9sultats d\u00e9pend de l'exp\u00e9rience de l'op\u00e9rateur.<\/p>\n

Des m\u00e9thodes instrumentales plus pr\u00e9cises sont d\u00e9sormais couramment utilis\u00e9es dans les grandes installations. Les tests \u00e0 bulles, les analyseurs d\u2019hydrog\u00e8ne bas\u00e9s sur la conductivit\u00e9 thermique et les sondes de mesure d\u2019hydrog\u00e8ne sp\u00e9cialis\u00e9es, qui fournissent une lecture directe en millilitres d\u2019hydrog\u00e8ne par cent grammes d\u2019aluminium, offrent des donn\u00e9es quantifiables et reproductibles qu\u2019un test \u00e0 pression r\u00e9duite ne peut tout simplement pas \u00e9galer.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
M\u00e9thode de mesure<\/th>\nVitesse<\/th>\nPr\u00e9cision<\/th>\nCo\u00fbt typique<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Essai \u00e0 pression r\u00e9duite<\/td>\nRapide (10 \u00e0 15 min, durcissement compris)<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9, quelque peu subjectif<\/td>\nFaible<\/td>\n<\/tr>\n
Calcul de l'indice de densit\u00e9<\/td>\nRapide<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9<\/td>\nFaible<\/td>\n<\/tr>\n
Premier test de bulles<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9<\/td>\nBon<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
Analyseur d'hydrog\u00e8ne \u00e0 conductivit\u00e9 thermique<\/td>\nRapide (2 \u00e0 5 min)<\/td>\n\u00c9lev\u00e9, quantitatif<\/td>\nHaut<\/td>\n<\/tr>\n
Telegas ou sonde in situ similaire<\/td>\nTr\u00e8s rapide (en temps r\u00e9el)<\/td>\nTr\u00e8s \u00e9lev\u00e9<\/td>\nTr\u00e8s \u00e9lev\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Nous r\u00e9p\u00e9tons la m\u00eame chose \u00e0 tous nos clients : quelle que soit la m\u00e9thode choisie, la valeur r\u00e9side dans la coh\u00e9rence et le suivi des tendances au fil du temps, et non dans une mesure ponctuelle. Une fonderie qui v\u00e9rifie la teneur en hydrog\u00e8ne une fois par \u00e9quipe et consigne ces donn\u00e9es en les recoupant avec les donn\u00e9es de production constitue ainsi un ensemble de donn\u00e9es permettant de d\u00e9tecter les variations des conditions du four, les probl\u00e8mes d\u2019alimentation en gaz ou l\u2019usure des \u00e9quipements bien avant que cela ne se traduise par un lot de pi\u00e8ces moul\u00e9es \u00e0 mettre au rebut.<\/p>\n

\"Pr\u00e9sentation
Pr\u00e9sentation des certificats de conformit\u00e9 pour les syst\u00e8mes de d\u00e9gazage en ligne<\/figcaption><\/figure>\n

Comparatif d'\u00e9quipements pour les acheteurs<\/h2>\n

Les acheteurs qui envisagent d'acqu\u00e9rir des \u00e9quipements de d\u00e9gazage doivent prendre en compte plusieurs facteurs au-del\u00e0 des chiffres d'efficacit\u00e9 annonc\u00e9s.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Type d'\u00e9quipement<\/th>\nFourchette approximative des co\u00fbts d'investissement<\/th>\nComplexit\u00e9 de la maintenance<\/th>\nCo\u00fbts des consommables<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Syst\u00e8me Lance<\/td>\nFaible ($2 000-$8 000)<\/td>\nFaible<\/td>\nGaz, remplacement occasionnel de la lance<\/td>\n<\/tr>\n
Groupe \u00e0 roue rotative<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9 ($15 000 - $60 000)<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9e, pi\u00e8ces d'usure (arbre\/roue)<\/td>\nRemplacement de la turbine en graphite pour le gaz<\/td>\n<\/tr>\n
Syst\u00e8me de bouchon poreux int\u00e9gr\u00e9<\/td>\n\u00c9lev\u00e9 ($50 000 - $200 000+)<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9, planification du remplacement des bouchons<\/td>\nEssence, remplacement p\u00e9riodique des bougies<\/td>\n<\/tr>\n
Chambre de d\u00e9gazage sous vide<\/td>\nTr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 ($150 000 - $500 000+)<\/td>\nHaut, joints et pompes<\/td>\nEntretien des pompes \u00e0 gaz et \u00e0 vide<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Au-del\u00e0 du prix affich\u00e9, les acheteurs devraient se renseigner aupr\u00e8s des fournisseurs sur la fr\u00e9quence de remplacement de la roue ou du bouchon en fonction de leur volume de production sp\u00e9cifique, car les pi\u00e8ces d'usure consommables peuvent alourdir consid\u00e9rablement le co\u00fbt total de possession sur plusieurs ann\u00e9es d'exploitation. La dur\u00e9e de vie de l\u2019arbre et de la roue dans un syst\u00e8me rotatif varie g\u00e9n\u00e9ralement de quelques semaines \u00e0 quelques mois, en fonction de la temp\u00e9rature de fusion, de la composition de l\u2019alliage et de la vitesse de rotation ; pr\u00e9voir d\u00e8s le d\u00e9part ce cycle de remplacement permet d\u2019\u00e9viter les mauvaises surprises apr\u00e8s l\u2019achat.<\/p>\n

Erreurs courantes qui r\u00e9duisent l'efficacit\u00e9 du d\u00e9gazage<\/h2>\n

Nous avons visit\u00e9 bon nombre de fonderies o\u00f9 des \u00e9quipements de d\u00e9gazage co\u00fbteux fonctionnaient en de\u00e7\u00e0 de leurs capacit\u00e9s, simplement en raison d\u2019habitudes op\u00e9rationnelles plut\u00f4t que d\u2019une d\u00e9faillance technique.<\/p>\n

Il peut sembler intuitif d'augmenter le d\u00e9bit de gaz pour acc\u00e9l\u00e9rer le traitement, mais un d\u00e9bit excessif entra\u00eene en r\u00e9alit\u00e9 la formation de bulles plus grosses par coalescence, ce qui r\u00e9duit la surface totale et diminue l'efficacit\u00e9 au lieu de l'am\u00e9liorer. Il existe un d\u00e9bit optimal propre \u00e0 chaque mod\u00e8le d'\u00e9quipement que les op\u00e9rateurs doivent r\u00e9gler avec pr\u00e9cision, plut\u00f4t que de partir du principe que plus il y a de gaz, meilleurs sont les r\u00e9sultats.<\/p>\n

Une dur\u00e9e de traitement insuffisante, due \u00e0 la pression exerc\u00e9e par la production pour acc\u00e9l\u00e9rer le rythme, est probablement la lacune la plus courante que nous rencontrons. Les op\u00e9rateurs, sous pression pour atteindre leurs objectifs de d\u00e9bit, raccourcissent parfois les cycles de traitement. Or, la courbe de r\u00e9duction de l\u2019hydrog\u00e8ne n\u2019est pas lin\u00e9aire : la derni\u00e8re partie de l\u2019\u00e9limination du gaz prend souvent beaucoup plus de temps que la r\u00e9duction initiale, ce qui signifie qu\u2019un cycle pr\u00e9cipit\u00e9 peut laisser des r\u00e9sidus d\u2019hydrog\u00e8ne importants, m\u00eame s\u2019il semble, \u00e0 premi\u00e8re vue, identique \u00e0 un cycle correctement men\u00e9 \u00e0 bien.<\/p>\n

Les roues us\u00e9es ou endommag\u00e9es perdent leur capacit\u00e9 \u00e0 disperser les bulles de mani\u00e8re fine, car le graphite s'\u00e9rode et les orifices de sortie de gaz s'\u00e9largissent avec le temps ; pourtant, les op\u00e9rateurs continuent parfois \u00e0 utiliser des roues d\u00e9t\u00e9rior\u00e9es bien au-del\u00e0 de leur dur\u00e9e de vie effective afin d'\u00e9viter les co\u00fbts de remplacement et les temps d'arr\u00eat.<\/p>\n

Une mauvaise hygi\u00e8ne du four en amont du d\u00e9gazage \u2014 qu'il s'agisse de ferraille humide, d'outils moites ou de mati\u00e8res de charge contamin\u00e9es \u2014 peut entra\u00eener un apport d'hydrog\u00e8ne plus rapide que ne peut l'\u00e9liminer m\u00eame une unit\u00e9 de d\u00e9gazage fonctionnant correctement, ce qui revient \u00e0 mener un combat perdu d'avance contre une contamination continue.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Erreur<\/th>\nCons\u00e9quence<\/th>\nCorrection<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
D\u00e9bit de gaz excessif<\/td>\nDes bulles plus grosses, un rendement r\u00e9duit<\/td>\nRespecter la plage de d\u00e9bit indiqu\u00e9e par le fabricant<\/td>\n<\/tr>\n
Raccourcissement des cycles de traitement<\/td>\n\u00c9limination incompl\u00e8te de l'hydrog\u00e8ne<\/td>\nAdapter la dur\u00e9e du cycle \u00e0 la courbe de r\u00e9duction de l'hydrog\u00e8ne r\u00e9ellement mesur\u00e9e<\/td>\n<\/tr>\n
Pi\u00e8ces us\u00e9es de la roue<\/td>\nMauvaise dispersion des bulles<\/td>\n\u00c9tablir et respecter un calendrier de remplacement<\/td>\n<\/tr>\n
Mat\u00e9riau de charge humide ou contamin\u00e9<\/td>\nR\u00e9introduction continue d'hydrog\u00e8ne<\/td>\nAm\u00e9liorer les pratiques de stockage et de pr\u00e9chauffage de la ferraille<\/td>\n<\/tr>\n
Pratiques de mesure incoh\u00e9rentes<\/td>\nD\u00e9rive de processus non d\u00e9tect\u00e9e<\/td>\nMettre en place un programme r\u00e9gulier de contr\u00f4les de la concentration d'hydrog\u00e8ne<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

Consid\u00e9rations relatives aux co\u00fbts et retour sur investissement<\/h2>\n

Les responsables de fonderie qui envisagent de moderniser leurs \u00e9quipements de d\u00e9gazage se concentrent souvent uniquement sur le prix d'achat, sans calculer les \u00e9conomies r\u00e9alis\u00e9es en termes de co\u00fbts li\u00e9s aux d\u00e9fauts qui justifient cet investissement. Nous avons constat\u00e9 qu'il \u00e9tait utile de pr\u00e9senter une comparaison simplifi\u00e9e lorsque nous conseillons nos clients sur cette d\u00e9cision.<\/p>\n

Prenons l'exemple d'une fonderie utilisant actuellement un syst\u00e8me de d\u00e9gazage par lance et pr\u00e9sentant un taux de rebut de 121 TP3T d\u00fb \u00e0 des rejets li\u00e9s \u00e0 la porosit\u00e9. Le passage \u00e0 un syst\u00e8me \u00e0 turbine rotative pourrait, de mani\u00e8re r\u00e9aliste, r\u00e9duire ce taux de rebut li\u00e9 \u00e0 la porosit\u00e9 \u00e0 31 TP3T ou 41 TP3T, et, en fonction du volume de production et de la valeur des pi\u00e8ces, les \u00e9conomies de mat\u00e9riaux et de main-d'\u0153uvre r\u00e9sultant de cette seule r\u00e9duction des rebuts permettent souvent d'amortir le co\u00fbt de l'\u00e9quipement en douze \u00e0 dix-huit mois, voire plus rapidement pour les pi\u00e8ces moul\u00e9es de grande valeur.<\/p>\n

\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Facteur de co\u00fbt<\/th>\nSyst\u00e8me Lance<\/th>\nSyst\u00e8me \u00e0 turbine rotative<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Investissement initial en \u00e9quipement<\/td>\nPlus bas<\/td>\nMod\u00e9r\u00e9 \u00e0 \u00e9lev\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
Taux de rebut typique li\u00e9 \u00e0 la porosit\u00e9<\/td>\n8% \u00e0 15%<\/td>\n2% \u00e0 5%<\/td>\n<\/tr>\n
Temps de travail par traitement par lot<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9 (cycles plus longs)<\/td>\nPlus bas (plus rapide, plus r\u00e9gulier)<\/td>\n<\/tr>\n
Rendement en mati\u00e8re de consommation de gaz<\/td>\nR\u00e9duction de la quantit\u00e9 d'hydrog\u00e8ne \u00e9limin\u00e9e par unit\u00e9<\/td>\nPlus \u00e9lev\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
Co\u00fbt \u00e0 long terme par pi\u00e8ce moul\u00e9e produite<\/td>\nSouvent plus \u00e9lev\u00e9 en raison de la ferraille<\/td>\nSouvent moins \u00e9lev\u00e9s malgr\u00e9 un co\u00fbt initial plus \u00e9lev\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n

C'est pr\u00e9cis\u00e9ment ce type de calcul que nous expliquons aux \u00e9quipes charg\u00e9es des achats avant qu'elles ne valident les demandes d'acquisition de biens d'\u00e9quipement, car la donne change compl\u00e8tement d\u00e8s lors que l'on prend en compte le co\u00fbt des rebuts, le temps de main-d'\u0153uvre et les p\u00e9nalit\u00e9s li\u00e9es au refus des clients, plut\u00f4t que de se limiter au seul prix de l'\u00e9quipement.<\/p>\n

Questions fr\u00e9quemment pos\u00e9es<\/h2>\n

Combien de temps dure g\u00e9n\u00e9ralement le d\u00e9gazage de l'aluminium ?<\/strong>
\nLa dur\u00e9e du traitement d\u00e9pend fortement de la m\u00e9thode utilis\u00e9e et de la taille du lot. Le d\u00e9gazage par lance prend g\u00e9n\u00e9ralement entre 15 et 30 minutes pour un lot standard, tandis que les syst\u00e8mes \u00e0 turbine rotative permettent d'obtenir une r\u00e9duction de la teneur en hydrog\u00e8ne comparable, voire sup\u00e9rieure, en 5 \u00e0 15 minutes gr\u00e2ce \u00e0 une dispersion plus efficace des bulles.<\/p>\n

Quelle est la teneur en hydrog\u00e8ne admissible dans l'aluminium fondu avant la coul\u00e9e ?<\/strong>
\nLes niveaux acceptables varient selon les applications, mais les objectifs g\u00e9n\u00e9raux du secteur se situent entre 0,1 et 0,2 millilitres d'hydrog\u00e8ne pour 100 grammes d'aluminium pour la plupart des pi\u00e8ces moul\u00e9es commerciales, les applications a\u00e9rospatiales \u00e0 haute int\u00e9grit\u00e9 exigeant souvent des niveaux inf\u00e9rieurs \u00e0 0,1.<\/p>\n

L'azote peut-il remplacer enti\u00e8rement l'argon pour le d\u00e9gazage ?<\/strong>
\nL'azote convient parfaitement \u00e0 la plupart des applications courantes de moulage et co\u00fbte nettement moins cher que l'argon. Pour les applications exigeant une teneur finale en hydrog\u00e8ne tr\u00e8s faible, l'argon s'av\u00e8re g\u00e9n\u00e9ralement plus performant que l'azote en raison de son inertie totale et de sa solubilit\u00e9 nulle dans l'aluminium fondu.<\/p>\n

Le d\u00e9gazage permet-il d'\u00e9liminer les inclusions d'oxyde aussi bien que l'hydrog\u00e8ne ?<\/strong>
\nLe d\u00e9gazage vise principalement l'hydrog\u00e8ne dissous, bien que l'action de barbotage contribue \u00e0 faire remonter certaines inclusions d'oxyde \u00e0 la surface. La plupart des fonderies associent le d\u00e9gazage \u00e0 une filtration distincte, g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 l'aide de filtres en mousse c\u00e9ramique, afin d'\u00e9liminer plus efficacement les inclusions.<\/p>\n

\u00c0 quelle fr\u00e9quence faut-il remplacer les composants de la roue dans une unit\u00e9 de d\u00e9gazage rotative ?<\/strong>
\nLa fr\u00e9quence de remplacement d\u00e9pend de la temp\u00e9rature de fusion, de la vitesse de rotation et du volume de production, mais les turbines en graphite doivent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre remplac\u00e9es toutes les quelques semaines \u00e0 quelques mois de fonctionnement continu. Une inspection visuelle r\u00e9guli\u00e8re permet de d\u00e9tecter l'\u00e9rosion avant que les performances ne baissent de mani\u00e8re significative.<\/p>\n

Le d\u00e9gazage sous vide est-il n\u00e9cessaire pour les pi\u00e8ces moul\u00e9es en aluminium destin\u00e9es \u00e0 l'automobile ?<\/strong>
\nLa plupart des applications automobiles ne n\u00e9cessitent pas de d\u00e9gazage sous vide, car les syst\u00e8mes \u00e0 turbine rotative ou en ligne assurent une r\u00e9duction suffisante de la teneur en hydrog\u00e8ne pour les composants structurels et les pi\u00e8ces de moteur standard. Le d\u00e9gazage sous vide est g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9serv\u00e9 aux applications a\u00e9rospatiales ou aux applications sp\u00e9cialis\u00e9es \u00e0 haute int\u00e9grit\u00e9, qui imposent des tol\u00e9rances de porosit\u00e9 plus strictes.<\/p>\n

Quelles sont les causes des r\u00e9sultats de d\u00e9gazage irr\u00e9guliers d'un lot \u00e0 l'autre ?<\/strong>
\nParmi les causes courantes, on peut citer les d\u00e9bits de gaz variables, les dur\u00e9es de traitement irr\u00e9guli\u00e8res, l'usure des composants de l'\u00e9quipement et les fluctuations de la teneur en humidit\u00e9 du mat\u00e9riau trait\u00e9. La mise en place de proc\u00e9dures normalis\u00e9es et la mesure r\u00e9guli\u00e8re de la teneur en hydrog\u00e8ne permettent d'identifier et de corriger les sources de variabilit\u00e9.<\/p>\n

Les pastilles de flux peuvent-elles, \u00e0 elles seules, assurer un d\u00e9gazage suffisant sans \u00e9quipement d'injection de gaz ?<\/strong>
\nLes pastilles Flux permettent une r\u00e9duction mod\u00e9r\u00e9e de l'hydrog\u00e8ne, g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 30% et 50%, mais leurs performances sont g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieures \u00e0 celles des m\u00e9thodes d'injection de gaz inerte. Les restrictions r\u00e9glementaires concernant les pastilles lib\u00e9rant du chlore ont \u00e9galement pouss\u00e9 la plupart des fonderies modernes \u00e0 adopter des m\u00e9thodes \u00e0 base de gaz.<\/p>\n

Comment savoir si mon processus de d\u00e9gazage actuel doit \u00eatre am\u00e9lior\u00e9 ?<\/strong>
\nLe suivi des taux de rebut li\u00e9s \u00e0 la porosit\u00e9 au fil du temps constitue l'indicateur le plus direct. Si les taux de rejet dus \u00e0 la porosit\u00e9 gazeuse restent syst\u00e9matiquement \u00e9lev\u00e9s malgr\u00e9 un d\u00e9gazage r\u00e9gulier, la mesure de la teneur r\u00e9elle en hydrog\u00e8ne avant et apr\u00e8s le traitement permettra de d\u00e9terminer si le proc\u00e9d\u00e9 parvient \u00e0 obtenir une r\u00e9duction suffisante.<\/p>\n

L'humidit\u00e9 ambiante a-t-elle vraiment une incidence sur les besoins en d\u00e9gazage d'une fonderie ?<\/strong>
\nEn effet, les fonderies situ\u00e9es dans des r\u00e9gions au climat humide ou fonctionnant pendant la saison des pluies constatent souvent une absorption accrue d'hydrog\u00e8ne provenant de l'humidit\u00e9 atmosph\u00e9rique et des mati\u00e8res premi\u00e8res humides, ce qui peut n\u00e9cessiter d'ajuster les dur\u00e9es de traitement ou d'effectuer des contr\u00f4les plus fr\u00e9quents par rapport \u00e0 des environnements d'exploitation plus secs.<\/p>\n

Conclusions tir\u00e9es de notre exp\u00e9rience<\/h2>\n

Le d\u00e9gazage de l\u2019aluminium fondu occupe une place particuli\u00e8re dans les op\u00e9rations de fonderie. Tout le monde s\u2019accorde \u00e0 reconna\u00eetre son importance, mais la qualit\u00e9 de sa mise en \u0153uvre varie \u00e9norm\u00e9ment d\u2019un site \u00e0 l\u2019autre, souvent davantage en raison de la discipline op\u00e9rationnelle que des capacit\u00e9s des \u00e9quipements. Nous avons observ\u00e9 des fonderies \u00e9quip\u00e9es de syst\u00e8mes de lances modestes obtenir de meilleurs r\u00e9sultats que d\u2019autres utilisant des unit\u00e9s rotatives co\u00fbteuses, simplement parce que l\u2019\u00e9quipe disposant d\u2019un \u00e9quipement plus simple effectuait des mesures r\u00e9guli\u00e8res, rempla\u00e7ait les consommables dans les d\u00e9lais et respectait de bonnes pratiques d\u2019hygi\u00e8ne du four en amont.<\/p>\n

S'il y a une le\u00e7on \u00e0 retenir de tout ce qui a \u00e9t\u00e9 abord\u00e9 ici, c'est que le choix de l'\u00e9quipement a moins d'importance que ne le pensent la plupart des acheteurs au d\u00e9part, et que la rigueur dans les processus est bien plus d\u00e9terminante. Choisissez un \u00e9quipement de d\u00e9gazage adapt\u00e9 \u00e0 votre volume de production et \u00e0 vos exigences de qualit\u00e9, mais investissez tout autant dans les pratiques de mesure et la formation des op\u00e9rateurs, car m\u00eame le meilleur syst\u00e8me \u00e0 turbine rotative ne donnera pas les r\u00e9sultats escompt\u00e9s s\u2019il est utilis\u00e9 par un op\u00e9rateur qui pr\u00e9cipite les cycles de traitement pour atteindre un objectif de production.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Degassing molten aluminum is the process of removing dissolved hydrogen gas and non-metallic inclusions from liquid aluminum before casting, and the most effective methods available today are rotary impeller degassing, inline degassing with porous plugs, and lance-fed inert gas injection using argon or nitrogen. 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