Traitements de surface des pièces moulées de précision : du grenaillage au zingage et au polissage
Le moulage de précision (procédé à la cire perdue) confère à la pièce, dès le moule, une très bonne précision géométrique et une faible rugosité de surface par rapport au moulage au sable – généralement autour de Ra 6,3 (N9 selon DIN) à l'état brut de fonderie. Néanmoins, la pièce moulée brute reste généralement un produit semi-fini – ce sont les opérations d'usinage et de traitement de surface qui suivent qui déterminent les dimensions fonctionnelles finales, l'aspect et la durabilité de la pièce. Dans cet article, nous examinons les procédés qui suivent le moulage et les critères qui déterminent la bonne combinaison pour une pièce donnée.
Élimination du système de coulée et nettoyage initial
La première étape après le refroidissement de la pièce moulée consiste à séparer le système de coulée et à éliminer les résidus de la coquille céramique. Vient ensuite le grenaillage, qui uniformise la surface, élimine la couche d'oxyde formée lors de la solidification et prépare la pièce pour la suite du traitement – qu'il s'agisse d'usinage ou d'un traitement de surface direct.
Usinage aux dimensions finales
À l'état brut de fonderie, la pièce respecte généralement les tolérances dimensionnelles selon VDG P690 D1, ce qui n'est pas suffisant pour de nombreuses surfaces fonctionnelles, filetages ou diamètres d'étanchéité. C'est pourquoi l'usinage suit – fraisage, tournage, perçage, rectification ou usinage CNC multiaxial – afin d'amener les surfaces critiques à la dimension exacte et à une rugosité inférieure à celle obtenue par le moulage seul.
Zingage et nickelage
Pour les pièces exposées à des environnements corrosifs, un revêtement galvanique est utilisé. Le zingage est une protection anticorrosion courante pour les pièces moulées en acier, tandis que le nickelage ajoute, en plus de la résistance à la corrosion, une surface plus dure et plus résistante ainsi qu'un meilleur aspect. Le choix entre les deux dépend du matériau de la pièce, de l'environnement d'exploitation et des exigences du client en matière de durée de vie.
Peinture
Lorsqu'une couche esthétique ou de protection supplémentaire est nécessaire, la pièce moulée est peinte. Le revêtement protège la pièce des effets de l'environnement tout en permettant d'adapter son aspect aux exigences du client ou de l'application finale.
Polissage
Pour les applications exigeant une plus grande finesse ou un meilleur aspect de surface, la pièce moulée est polie. Le polissage élimine les irrégularités résiduelles laissées par le grenaillage ou l'usinage, donnant à la surface une rugosité plus faible et un aspect brillant – utilisé typiquement sur les surfaces visibles ou fonctionnellement exigeantes.
Traitement thermique
Outre les traitements de surface, la pièce moulée peut également subir un traitement thermique qui influence les propriétés mécaniques du matériau – recuit de normalisation, recuit de détente, recuit de mise en solution, trempe et revenu ou revenu, selon les exigences propres au matériau et à l'application concernés.
Choisir la bonne combinaison
La spécification finale de l'usinage et du traitement de surface dépend toujours du matériau de la pièce moulée (aciers au carbone, faiblement ou moyennement alliés, résistants à la corrosion austénitiques et martensitiques, aciers à outils ou réfractaires), de la fonction de la pièce et de l'environnement dans lequel elle sera utilisée. Il est recommandé de spécifier la rugosité requise, le type de traitement et la tolérance dès la documentation de la demande – cela permet de gagner du temps et d'éviter des coûts supplémentaires ultérieurement en production.