Qu’est-ce qu’un Riser dans l’industrie de la fonderie ?

Dans l'industrie de la fonderie, une colonne montante est un composant qui joue un rôle important pour garantir la qualité des pièces moulées et constitue l'un des maillons clés pour obtenir une formation de pièces moulées de haute qualité.

Essentiellement, une colonne montante est un récipient de stockage de liquide supplémentaire placé à des parties spécifiques du moule. Les positions courantes incluent le dessus du moule ou les zones proches des endroits où des cavités de retrait et de la porosité sont susceptibles de se produire dans la pièce moulée. Son apparence se présente sous diverses formes, telles que des formes cylindriques et carrées régulières, ainsi que des formes irrégulières. La taille de la colonne montante n'est pas déterminée au hasard mais planifiée avec précision en fonction de la taille, du type (petit, moyen, grand), de la complexité structurelle de la pièce moulée et des caractéristiques du matériau métallique utilisé.

Généralement, pour les pièces moulées petites et simples, le diamètre de la colonne montante peut être compris entre 2 et 5 cm et la hauteur peut être comprise entre 3 et 8 cm.

Pour les moulages moyens, la plage de diamètre de la colonne montante est généralement comprise entre 5 et 15 cm et la hauteur est comprise entre 8 et 20 cm.

Pour les pièces moulées de grande taille et complexes, telles que la coulée du bloc-cylindres d'un moteur de gros navire, le diamètre de la colonne montante peut atteindre plus de 30 cm et la hauteur peut dépasser 50 cm.

Expliquant du point de vue du principe fonctionnel, les colonnes montantes entreprennent une tâche cruciale pendant le processus de solidification lorsque la coulée passe de liquide à solide. Une fois le métal liquide versé dans le moule, à mesure que la température baisse, le métal commence à se solidifier et à se contracter.

En prenant comme exemple la fonte grise commune, son taux de retrait de solidification est d'environ 1 à 3 %, tandis que celui de l'acier moulé est encore plus élevé, atteignant 3 à 7 %. Sans colonne montante, la dernière partie solidifiante de la pièce moulée produira inévitablement des cavités de retrait ou de la porosité en raison du manque d'apport de métal liquide.

Ces défauts internes réduiront considérablement les propriétés mécaniques de la pièce moulée. Par exemple, la résistance peut être réduite de 20 à 30 % et la ténacité peut être diminuée de 30 à 50 %, rendant la pièce moulée incapable de répondre aux normes de qualité pour les applications pratiques. Le métal liquide stocké dans la colonne montante s'écoulera en continu dans la pièce moulée pendant la phase de solidification et de contraction de la pièce moulée, remplissant les vides provoqués par la contraction et assurant la structure compacte de l'ensemble de la pièce moulée.

Dans les scénarios de production réels en fonderie, pour différents types de pièces moulées, il existe des exigences strictes en matière de conception et de disposition des colonnes montantes.

Par exemple, dans le domaine de la construction automobile, lors du moulage d'une culasse de moteur automobile, en raison des passages d'air et d'huile complexes à l'intérieur de la culasse, les ingénieurs utilisent un logiciel de simulation professionnel pour calculer avec précision le temps de solidification et le retrait des différentes pièces. Après la mesure, le temps de solidification de certains points chauds clés de la culasse doit être contrôlé dans un délai de 10 à 15 minutes et la quantité de retrait doit être maintenue entre 5 et 8 ml. Sur cette base, le nombre de colonnes montantes est déterminé avec précision entre 3 et 5, et les positions sont réparties autour du sommet de la culasse et dans les zones où l'épaisseur de la paroi change brusquement. La taille est finement ajustée en fonction des résultats de calcul ci-dessus pour garantir que pendant la solidification de la culasse, les colonnes montantes peuvent compléter en temps opportun le métal liquide aux pièces clés, répondant aux exigences strictes en matière de résistance, de performances d'étanchéité et d'autres propriétés du culasse lorsque le moteur tourne.

Il y a aussi une particularité dans le choix des matériaux des contremarches. Dans la plupart des cas, la colonne montante et la pièce moulée utilisent le même matériau métallique de base, ce qui peut garantir la cohérence des propriétés clés telles que les caractéristiques de solidification et la conduction thermique, permettant ainsi un processus d'alimentation fluide. Cependant, dans certaines conditions de travail particulières, afin d'optimiser l'effet d'alimentation, des matériaux de colonne montante présentant des caractéristiques de solidification particulières seront utilisés.

Par exemple, lors du moulage de certains composants aérospatiaux avec des exigences extrêmement élevées en matière de qualité interne, des matériaux de colonne montante exothermiques sont utilisés. Pendant le processus de solidification, ils peuvent libérer de la chaleur, prolongeant ainsi leur propre temps de solidification de 2 à 3 fois. Par rapport aux colonnes montantes ordinaires, le temps d'alimentation de la pièce moulée est augmenté de 15 à 20 minutes, ce qui améliore considérablement la compacité de la pièce moulée et garantit que la qualité du produit répond aux normes élevées du domaine aérospatial.

Avec les progrès continus de la technologie des fonderies, la technologie des colonnes montantes évolue également constamment. Au début, les colonnes montantes étaient conçues sur la base de l'expérience et le taux de rebut était relativement élevé, environ 10 à 15 %. De nos jours, grâce à des moyens numériques et intelligents et à la simulation informatique, l'effet des colonnes montantes peut être prédit avec précision avant la production réelle des pièces moulées, et les paramètres peuvent être optimisés et ajustés à l'avance.

Par exemple, après qu'une entreprise de fonderie avancée a adopté une nouvelle technologie de conception de colonnes montantes, le taux de rebut a été réduit à 3 à 5 % et l'efficacité de la production a été augmentée de 20 à 30 %, encourageant efficacement l'industrie de la fonderie à progresser vers un niveau supérieur. de sophistication.

En conclusion, en tant qu'élément clé du processus de coulée, les colonnes montantes revêtent une grande importance pour garantir la qualité des pièces moulées. Le réglage précis de chaque paramètre et la mise à niveau continue de la technologie incarnent tous la sagesse professionnelle des ingénieurs de fonderie, jetant les bases de diverses industries pour produire des pièces moulées métalliques solides et fiables.