Qu'est-ce qu'une pièce moulée de vilebrequin et comment est-elle fabriquée ?

Réponse rapide

Une pièce moulée de vilebrequin est un vilebrequin produit en versant du métal en fusion, généralement de la fonte ou de la fonte ductile, dans un moule en sable. Cette méthode de fabrication permet de réaliser des géométries de vilebrequin complexes pour les moteurs diesel à moindre coût et est largement utilisée dansmoteurs automobiles, diesel et industriels.

Qu'est-ce qu'un moulage de vilebrequin et à quoi sert-il ?

Un moulage de vilebrequin est un composant essentiel du moteur qui convertit le mouvement linéaire des pistons en mouvement de rotation. Il transfère l’énergie de combustion des pistons à la transmission, permettant aux moteurs de fournir efficacement de la puissance.

Dans un vilebrequin coulé, le métal en fusion est versé dans un moule préformé pour former les tourillons principaux, les manetons et les contrepoids du vilebrequin dans une structure intégrée. Cela rend le moulage particulièrement adapté à la production de géométries complexes qui seraient difficiles ou coûteuses à réaliser avec d'autres méthodes de fabrication.

Les pièces moulées de vilebrequin sont largement utilisées dans les véhicules de tourisme, les moteurs diesel, les machines agricoles, les équipements de production d'énergie et diverses applications industrielles.

Pourquoi de nombreux vilebrequins sont-ils fabriqués à partir de pièces moulées ?

De nombreux vilebrequins commencent par être moulés, car le moulage offre un équilibre optimal entre rentabilité, flexibilité de conception et évolutivité de la production.

Par rapport au forgeage ou à l’usinage de billettes, le fondage permet aux fabricants de :

• Produisez des formes complexes avec moins d’étapes de traitement

• Réduisez les coûts d’outillage et de matériaux

• Prendre en charge efficacement des volumes de production moyens à grands

Pour les moteurs légers à moyens, les vilebrequins moulés offrent une solidité et une résistance à la fatigue suffisantes tout en maintenant des prix compétitifs, ce qui en fait un choix pratique pour les applications OEM et de rechange.

Matériaux courants utilisés dans les pièces moulées de vilebrequin

Sélection des matériaux joue un rôle crucial dans la détermination des performances, de la durabilité et de la durée de vie d’une pièce moulée de vilebrequin. Les matériaux courants comprennent :

• Fonte grise– Rentable avec un bon amortissement des vibrations, couramment utilisé dans les moteurs légers

• Fonte ductile (fer SG)– Résistance à la traction et à la fatigue plus élevées, largement utilisées dans les moteurs automobiles et diesel

• Fonte alliée– Propriétés mécaniques améliorées pour les charges plus élevées et les applications industrielles

Le choix du matériau dépend de la charge du moteur, des conditions de fonctionnement et des exigences du cycle de vie.
【Lien interne : Guide de sélection des matériaux du vilebrequin】

Comment est fabriquée une pièce moulée de vilebrequin ?

En général, le processus de coulée du vilebrequin comprend la préparation du moule, le coulage du métal en fusion, la solidification contrôlée, le nettoyage, le traitement thermique, l'usinage et l'inspection finale.

Étapes clés de fabrication

1. Conception et préparation du moule
Les ingénieurs conçoivent le vilebrequin à l'aide d'un logiciel de CAO, en définissant des paramètres tels que la longueur de course, les dimensions du tourillon et la configuration du contrepoids. Des motifs sont ensuite créés pour former des moules en sable jetables capables de résister à des températures élevées.

2. Conception du système de contrôle
Un système de portes et de colonnes montantes est conçu pour garantir un écoulement fluide du métal, minimiser les turbulences et réduire les défauts de coulée tels que la porosité et le retrait.

3. Faire fondre et verser
Les alliages métalliques sélectionnés sont fondus dans des fours contrôlés et versés dans le moule en sable à des températures précises pour garantir un remplissage et une qualité métallurgique appropriés.

4. Refroidissement et solidification
Le métal en fusion refroidit et se solidifie dans le moule. Les vitesses de refroidissement sont soigneusement contrôlées pour éviter les contraintes internes et les fissures.

5. Démoulage et nettoyage
Après solidification, le moule en sable est retiré. La pièce moulée brute du vilebrequin est nettoyée pour éliminer les résidus de sable et les matériaux d'injection.

6. Traitement thermique et usinage
Les processus de traitement thermique améliorent les propriétés mécaniques, suivis d'un usinage grossier et précis pour obtenir une précision dimensionnelle et une finition de surface.

7. Inspection et contrôle qualité
Des contrôles dimensionnels et des tests non destructifs garantissent que le vilebrequin répond aux exigences techniques et de qualité.

Moulage de vilebrequin par rapport à d'autres méthodes de fabrication

Bien que le moulage du vilebrequin soit largement utilisé, d'autresméthodes de fabrication tels que le forgeage et l'usinage de billettes sont également disponibles.

Le moulage est généralement choisi pour sa rentabilité et sa flexibilité de conception, tandis que le forgeage offre une résistance à la fatigue plus élevée pour les applications lourdes. L'usinage de billettes est principalement utilisé pour les moteurs de haute performance ou de course où la précision l'emporte sur les considérations de coût.

Les pièces moulées de vilebrequin comme point de départ pour l'usinage

Dans de nombreux cas, une pièce moulée de vilebrequin sert de point de départ à un usinage ultérieur. Selon les exigences de l'application, il peut être fourni sous la forme :

• UNébauche de vilebrequinpour l'usinage côté client

• UNvilebrequin entièrement usinéprêt pour le montage

Comprendre s'il faut se procurer un vilebrequin vierge ou fini est une décision d'achat importante pour les équipementiers et les distributeurs.

Conclusion

Une pièce moulée de vilebrequin constitue une base rentable et fiable pour la fabrication de vilebrequins utilisés dans les moteurs automobiles, diesel et industriels. En combinant une conception flexible, des options de matériaux adaptées et des processus de fabrication éprouvés, le moulage reste le point de départ privilégié pour de nombreuses applications de vilebrequins.

Pour les acheteurs et ingénieurs internationaux, comprendre comment les pièces moulées de vilebrequin sont fabriquées et comment le choix des matériaux et l'usinage affectent les performances est essentiel lors de l'évaluation d'un fournisseur OEM qualifié.