Les vilebrequins moulés, bien qu'obsolètes sur la plupart des moteurs automobiles modernes, existent encore sur les véhicules anciens et de série, ainsi que sur les petites machines. Aujourd'hui, les constructeurs optent pour le forgeage du vilebrequin sur les modèles haute performance, mais les vilebrequins moulés qui sont toujours là Ils sont fabriqués selon un procédé exigeant de réels efforts. Pour vous donner une idée, nous vous expliquerons le processus de moulage des vilebrequins, ainsi que les matériaux utilisés.
Qu'est-ce qu'un vilebrequin moulé ?
Voici donc ce qu'il en est des vilebrequins moulés. Il existe trois méthodes de fabrication : le moulage, le forgeage et Usinage CNC. Parmi ceux-ci, le moulage est celui qui coûte le moins cher, donc meilleurs fabricants de vilebrequins ils le font généralement lorsqu'ils veulent économiser de l'argent.
Mais le problème avec les vilebrequins moulés, c'est que ils sont fragiles, car leur résistance à la traction et leur ductilité sont bien inférieures à celles des pièces usinées à partir d'une billette.
Les vilebrequins moulés ont une résistance à la traction typique d'environ 60,000 100,000 à XNUMX XNUMX psi et une indice d'allongement d'environ 2 à 3 %, ce qui est la mesure de la ductilité ou de la mesure dans laquelle une pièce peut être déformée avant de se briser.
L'indice d'allongement de vilebrequins forgés Leur durée de vie avant rupture est de 20 à 22 %, et elles sont plus durables que les vilebrequins moulés. Un faible pourcentage indique déjà que la pièce ne supportera pas de fortes contraintes.
Les vilebrequins moulés sont fabriqués en coulant du métal en fusion dans un moule et en le laissant durcir. Cela produit généralement une structure de grain assez aléatoireLa structure du grain fait référence à la façon dont les minuscules particules métalliques à l'intérieur du vilebrequin sont disposées et joue un rôle énorme dans la résistance ou la faiblesse de la pièce.
Autrefois, on trouvait des vilebrequins moulés sur les voitures, les motos et pratiquement tout ce qui était équipé d'un moteur. Mais aujourd'hui, les choses ont changé.
Bien que ces vilebrequins soient encore utilisés dans les véhicules de production ou dans tout scénario où il est nécessaire de réduire les coûts, les fabricants s'en tiennent aujourd'hui principalement au forgeage car il produit des pièces beaucoup plus solides et plus vilebrequins fiables.
Quels sont les matériaux utilisés dans le moulage du vilebrequin ?
Lors du moulage des vilebrequins, le matériau utilisé fait une grande différence dans la qualité de moteur Il existe trois matériaux : la fonte grise, la fonte ductile et l'acier.
Parlons maintenant spécifiquement de fonte griseIl s'agit en fait d'un alliage. C'est-à-dire un mélange de fer, de carbone, de silicium et de manganèse. Le carbone de la fonte grise représente généralement entre 2.5 % et 4 % du mélange, tandis que le silicium en représente généralement entre 1 % et 3 %.
Ce qui fait de la fonte grise un si bon choix, c'est principalement qu'elle est bon marché, facile à usiner avec des tolérances serrées, ce qui signifie que vous pouvez la couper et la façonner à une taille précise, et qu'elle résiste très bien à l'usure.
Ensuite, vous avez fonte ductile, qui s'appelle également fer nodulaireAu lieu de paillettes de graphite classiques, il présente une structure de graphite nodulaire. Cette structure est formée par l'ajout de magnésium ou de cérium au fer en fusion.
Grâce à sa structure nodulaire, la fonte ductile présente une résistance à la traction supérieure à celle de la fonte grise, ce qui en fait un meilleur choix pour moteurs performants.
Enfin, il ya acier, un alliage de carbone et de fer, utilisé dans les moteurs haut de gamme car il possède la plus grande résistance et la plus grande rigidité des trois.
La teneur en carbone de l'acier peut atteindre 2 %. Cependant, il est plus coûteux et plus difficile à usiner que la fonte grise et la fonte ductile.
Quel est le processus de moulage d'un vilebrequin ?
Parlons du procédé de moulage du vilebrequin. Cette méthode permet d'obtenir un vilebrequin plus précis et plus net.
Étape 1. Préparation du moule
Le processus commence par créer un mouleCette opération est souvent réalisée par moulage au sable. Cela consiste à créer une cavité dans un moule en sable, dont la forme correspond exactement à celle du vilebrequin. Pour ce faire, un modèle est utilisé et pressé dans le sable afin que la cavité du moule se forme autour de lui.
Dans le même temps, un système de contrôle La conception est réalisée à cette étape. Elle comprend des pièces telles que les portes, les colonnes montantes et les évents. Ce système permet d'assurer un bon écoulement du métal dans le moule lors des étapes suivantes.
Le moule est généralement fabriqué en deux parties, appelées la gestion et la traînéeCette configuration en deux parties est importante car elle permet de retirer le vilebrequin fini une fois le processus de moulage terminé.
Étape 2. Fonte et coulage
Une fois le moule prêt, un morceau de bois rond et solide port métallique est placé juste au-dessus du système de porte.
Ensuite, le sélectionné alliage métallique, qui peut être de la fonte, de l'acier, etc., est fondu dans un four. Le métal est chauffé jusqu'à atteindre la température et la consistance adéquates pour la coulée du vilebrequin.
Après cela, le métal en fusion est soigneusement versé dans la cavité du moule à l'aide du système de coulée.
Pendant ce temps, le métal liquide doit s'écouler en douceur pour éviter les turbulences et ne pas être mêlé au gaz. Sinon, le métal risque de s'oxyder ou de développer des pores.
Le vitesse tangentielle doit également être maintenu sous contrôle, car s'il devient trop élevé, il pourrait éclabousser et affleurer la paroi intérieure de la cavité et le noyau de sable.
Étape 3. Refroidissement et démoulage
Après la coulée, le moule est retiré avec précaution de son support de fixation. Il est ensuite transporté à l'extérieur pour refroidir à température ambiante. Ce refroidissement se poursuit jusqu'à ce que le métal en fusion se solidifie et prenne la forme définitive du vilebrequin.
Une fois la pièce refroidie, le moule en sable est brisé à l'aide d'un marteau ou d'un autre outil pour révéler le vilebrequin.
Étape 4. Finition du vilebrequin moulé
Une fois le moulage du vilebrequin réalisé, il subit un certain nombre de processus d'usinage afin d'atteindre la forme finale et la précision requises.
Ces processus comprennent broyage, forage, ainsi équilibrage.
Une fois tout l'usinage terminé, le vilebrequin est poli et nettoyé il est donc entièrement prêt à être installé dans un moteur.
Conclusion
La fonderie d'un vilebrequin exige un travail manuel ardu jusqu'à la toute fin pour produire une pièce essentielle. pièce de moteur Cette méthode est abordable, fiable et nécessite moins d'usinage. Le forgeage, en revanche, est la norme lorsque la résistance et la durabilité accrues de l'acier forgé sont nécessaires pour supporter les contraintes d'un moteur haute performance.
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