Qu'est-ce que le traitement sphéroïdisant ?
2025-01-02 15:49:41 hits：0
Dans le domaine de la fonderie, le traitement de sphéroïdisation est un processus essentiel dans la production de fonte ductile et joue un rôle crucial.
Le traitement de sphéroïdisation fait référence à l’ajout d’agents sphéroïdisants spécifiques dans la fonte liquide. La quantité ajoutée doit être contrôlée avec précision. Grâce à cette opération, le graphite en forme de flocons ou vermiculaire de la fonte ordinaire se transformera en graphite sphérique uniformément réparti.
La morphologie du graphite a un impact extrêmement important sur les propriétés de la fonte.
Dans la fonte ordinaire, le graphite en lamelles, lorsqu'il est soumis à des forces externes, crée des points de concentration de contraintes à l'intérieur du matériau, entraînant une réduction remarquable de la résistance et de la ténacité du matériau. Les données d'essais mécaniques pertinentes indiquent que la résistance à la traction de la fonte grise ordinaire varie généralement de 200 à 300 MPa et que l'allongement n'est qu'entre 0,3 % et 0,8 %. Après le traitement de sphéroïdisation, le graphite sphérique est uniformément réparti dans la matrice de fer, ce qui peut disperser efficacement les contraintes et éviter la concentration des contraintes, et ainsi la résistance et la ténacité de la fonte sont considérablement améliorées. La résistance à la traction de la fonte ductile peut atteindre 400 à 600 MPa et l'allongement peut être augmenté jusqu'à 2 à 10 %.
Application du traitement sphéroïdisant dans l’industrie automobile
En prenant l’exemple de l’industrie automobile, la fabrication de nombreux composants clés repose sur la fonte ductile après traitement de sphéroïdisation. Pour les blocs moteurs, lorsqu'un moteur automobile tourne, la température à l'intérieur du bloc peut instantanément monter au-dessus de mille degrés Celsius, et la pression peut soudainement atteindre plusieurs mégapascals. De plus, il doit supporter des impacts de vibrations à haute fréquence. Une marque automobile renommée a fait une comparaison lors de ses recherches et développements. Pour un moteur équipé d'un bloc en fonte ordinaire, après avoir parcouru 100 000 kilomètres lors d'un test de durabilité, de multiples fines fissures sont apparues sur le bloc, provoquant une baisse des performances de puissance d'environ 15 %. Cependant, après l'avoir remplacé par un bloc en fonte ductile, pour le même kilométrage, le bloc est resté intact et la puissance de sortie est restée stable.
Il en va de même pour les roues automobiles. Lorsqu'un véhicule roule, la roue doit non seulement supporter le poids de la carrosserie du véhicule, mais également résister à l'énorme force centrifuge générée par la rotation à grande vitesse et à l'impact des cahots de la route. Par exemple, lors d'un test de simulation de conditions routières extrêmes, après qu'une roue en alliage d'aluminium ordinaire ait subi 500 chocs de haute intensité, 5 déformations et 2 fissures sont apparues. En revanche, dans les mêmes conditions, la roue en fonte ductile n’a subi qu’une légère usure et sa structure est restée intacte, démontrant une grande fiabilité.
Précautions d'utilisation des agents sphéroïdisants
En fonctionnement réel, la sélection et la quantité ajoutée d’agents sphéroïdisants sont d’une grande importance.
Les agents sphéroïdisants courants contiennent des éléments tels que le magnésium et les terres rares, et différentes formulations sont déterminées en fonction des compositions spécifiques du fer fondu et des exigences de coulée. Si des pièces mécaniques à haute résistance doivent être coulées, des agents sphéroïdisants avec une teneur en magnésium de 7 à 10 % sont généralement choisis. Si des composants présentant des exigences de ténacité élevées doivent être coulés, des formulations avec une teneur en terres rares légèrement plus élevée sont préférées. Si la quantité ajoutée est trop importante, la fonte de fer réagira de manière excessive, entraînant des défauts tels que des inclusions de scories et des pores. Si la quantité ajoutée est trop faible, la sphéroïdisation du graphite sera incomplète. Les ouvriers de fonderie expérimentés fonctionneront avec précision en fonction de l'état en temps réel de la fonte de fer pour garantir un bon effet sphéroïdisant pour chaque four de fonte de fer.
De plus, le moment choisi pour le traitement de sphéroïdisation est vital.
La fonte de fer doit atteindre avec précision une plage de température appropriée, avec des composants uniformes et stables et après une fusion suffisante, avant que les agents sphéroïdisants puissent être ajoutés rapidement et uniformément pour garantir une réaction stable et efficace. Par la suite, un processus de traitement d'inoculation doit être effectué immédiatement pour optimiser davantage la morphologie des sphères de graphite, affiner les grains et améliorer la qualité de la fonte, jetant ainsi une base solide pour la production de produits en fonte ductile de haute qualité.
En conclusion, le traitement sphéroïdisant constitue un maillon important de la technologie de coulée moderne. Il a ouvert la porte à une large application de la fonte ductile et a fourni des matériaux de haute performance pour des industries telles queautomobiles, fabrication de machines, et le transport maritime, et a favorisé le progrès scientifique et technologique et le développement industriel.
