COMMENT CHOISIR LE BON ALLIAGE POUR VOTRE MOULAGE
Un alliage bien choisi détermine les performances, la durée de vie et la fiabilité de votre produit. À l’inverse, un mauvais choix peut entraîner des problèmes techniques inattendus, une usure prématurée ou des coûts d’entretien et de remplacement élevés.
Le défi ? Il existe des milliers d’alliages, chacun avec sa propre composition, ses propriétés et ses domaines d’application. De la résistance mécanique à la résistance à la corrosion, du poids à l’usinabilité : trouver le bon équilibre nécessite des connaissances techniques et une compréhension de l’application spécifique. Une approche structurée permet de faire un choix responsable et réfléchi étape par étape.
LA DIFFÉRENCE ENTRE MATÉRIAUX ET alliages
Les matériaux sont les substances physiques à partir desquelles sont fabriqués les constructions, composants et produits. Un alliage est un matériau constitué d’un mélange de deux éléments ou plus, dont au moins un est un métal. Les alliages sont généralement plus résistants que les métaux purs. L’ajout d’atomes de tailles ou de propriétés différentes rend le déplacement des couches d’atomes sous contrainte plus difficile. Cela augmente la dureté et la résistance par rapport au métal de base.
LES alliages LES PLUS couramment UTILISÉS
Dans le domaine de la fonderie, divers alliages sont utilisés en fonction des propriétés souhaitées et de l’application. Quels sont les alliages les plus courants et à quelles applications sont-ils associés ? Vous trouverez ci-dessous un tableau récapitulatif des différentes catégories d’alliages, leurs types, compositions et domaines d’application.
Catégorie |
Législation/type |
Composition |
Caractéristiques |
Applications |
| Alliages ferreux | Fonte | Fer, 1,8–4,3% carbone, silicium, manganèse | Excellente aptitude au moulage, point de fusion bas, résistance mécanique modérée, cassant, économique, bonne résistance à l’usure, bonne capacité d’amortissement. | Composants de machines, construction |
| Fonte grise | Fer, carbone (graphite en lamelles), silicium | Excellente aptitude au moulage, usinage facile, bonne capacité d’amortissement, cassant, bonne conductivité thermique. | Blocs-moteur, disques de frein, casseroles, radiateurs. | |
| Fonte nodulaire | Fer, carbone (graphite sphérique), silicium, magnésium | Résistance et ductilité supérieures à la fonte grise, bonne résistance à l’usure, usinage facile. | Carter, bielles, engrenages, tuyaux, vannes. | |
| Fonte vermiculaire | Fer, carbone (graphite compact), silicium | Équilibre entre fonte grise et nodulaire, résistance correcte, ductilité modérée, bonne conductivité thermique. | Culasses, chemises de cylindre, vannes hydrauliques. | |
| Fonte blanche | Fer, carbone (en cémentite), peu de silicium | Très grande dureté, excellente résistance à l’usure, cassant, usinage difficile, haute résistance à la compression. | Composants résistants à l’usure, revêtements, plaques de rupture. | |
| Fonte noire (fer tempéré) | Fer, carbone (recuit), silicium, manganèse | Bonne résistance mécanique, bonne ductilité, usinage facile, résistance à l’usure modérée, moins cassant que la fonte blanche. | Raccords de tuyaux, vannes basse pression, composants de machines complexes. | |
| ADI | Fer, carbone, nickel, molybdène, magnésium | Très haute résistance mécanique, bonne ténacité, excellente résistance à l’usure, usinage facilité après traitement thermique. | Engrenages, axes, pièces de suspension, composants lourds de machines. | |
| SIMO | Fer, haute teneur en silicium, molybdène | Excellente résistance à la corrosion, haute résistance à l’usure et résistance thermique, usinage difficile. | Vannes, pompes, pièces dans l’industrie chimique. | |
| Alliages non-ferreux | AlSi10Mg | Aluminium, 10% silicium, magnésium | Léger, bonne résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion, usinage facile, compatible impression 3D, bonne soudabilité. | Composants automobiles, aéronautique, composants imprimés en 3D. |
| AlSi12 | Aluminium, 12% silicium | Léger, excellente aptitude au moulage, bonne résistance à la corrosion, bonne résistance à basse température. | Enveloppes, pièces de transmission. | |
| AlMg5 | Aluminium, 5% magnésium | Léger, bonne résistance à la corrosion (eau salée), bonne soudabilité, résistance mécanique modérée. | Construction navale, transport | |
| AlZn5Mg | Aluminium, 5% zinc, magnésium | Léger, haute résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion, adapté aux structures à forte charge. | Aéronautique, équipement sportif | |
| AlSi7Mg0,3/0,6 | Aluminium, 7% silicium, 0,3–0,6% magnésium | Léger, excellente aptitude au moulage, bonne résistance mécanique, bonne ténacité, bonne résistance à la corrosion. | Composants automobiles, pièces de machines. | |
| Bronze | Environ 90% cuivre, 10% étain (parfois aluminium, manganèse) | Bonne résistance mécanique, bonne résistance à l’usure, excellente résistance à la corrosion, usinage facile, bonne capacité d’amortissement. | Palier lisse, objets d’art, engrenages, pompes, hélices de navires, Électro. | |
| Bronze d’aluminium | Cuivre, 5–12% aluminium | Bonne résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion et à l’usure, usinage facile. | Vannes, pièces de pompe, applications maritimes. | |
| Bronze au manganèse | Cuivre, 1–4% manganèse | Bonne résistance à la corrosion, haute résistance à l’usure, bonnes propriétés élastiques. | Paliers lisses, contacts électriques, contacts à ressort, pièces de pompe. | |
| Laiton | Cuivre, 5–45% zinc | Usinage facile, bonne résistance à la corrosion, excellente conductivité thermique et électrique. | Raccords, robinets, instruments de musique, décoration, composants électriques. | |
| Alliages de zinc | Zinc, souvent aluminium, magnésium, cuivre | Excellente aptitude au moulage, économique, léger, résistance mécanique modérée, bonne résistance à la corrosion. | Fonderie, serrures, poignées, pièces automobiles. | |
| Alliages en acier inoxydable | Acier inoxydable 316 | Fer, 16–18% chrome, 10–14% nickel, 2–3% molybdène | Bonne résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion, bonne soudabilité, bonne résistance à l’eau salée et aux produits chimiques. | Industrie chimique, équipements médicaux, applications maritimes. |
| Duplex | Fer, 18–28% chrome, 4,5–8% nickel, 0,05–5% molybdène | Très bonne résistance à la corrosion, haute résistance mécanique, bonne soudabilité, résistance à la corrosion sous contrainte. | Offshore, industrie chimique, ponts, réservoirs de stockage | |
| Super Duplex | Fer, 24–26% chrome, 6–8% nickel, 3–5% molybdène | Excellente résistance à la corrosion, très haute résistance mécanique, bonne résistance aux environnements chimiques et marins sévères. | Installations d’eau de mer, industrie pétrolière et gazière, traitement chimique. | |
| Hastelloy | Nickel, 14–22% molybdène, 14–22% chrome | Haute résistance mécanique, résistance exceptionnelle à la corrosion, bonne résistance thermique, usinage difficile. | Traitement chimique, aérospatiale, centrales électriques. | |
| Monel | Environ 65% nickel, 30% cuivre, le reste fer et manganèse | Haute résistance à la corrosion, bonne résistance mécanique, bonne résistance thermique, usinage facile, excellente résistance aux milieux agressifs. | Pièces de pompe et de vanne, applications maritimes, industrie chimique. | |
| Inconel | Nickel, chrome, fer | Haute résistance mécanique, excellente résistance thermique et à la corrosion, usinage difficile. | Lames de turbine, vannes d’échappement, échangeurs de chaleur, aéronautique. | |
| Autres alliages | Alliages de nickel | Nickel, souvent avec ajout de chrome, fer, molybdène | Bonne résistance mécanique, excellente conductivité thermique et électrique, bonne résistance à la corrosion, usinage facile. | Turbines à gaz, industrie chimique, pièces résistantes à la chaleur. |
| Alliages de cuivre | Cuivre souvent avec ajout de nickel, silicium, béryllium | Léger, haute résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion, biocompatible, usinage difficile. | Conducteurs électriques, échangeurs de chaleur, pièces de monnaie, tuyaux. | |
| Alliages de titane | Titane, souvent avec ajout d’aluminium, vanadium | Excellente aptitude au moulage, point de fusion bas, résistance mécanique modérée, cassant, économique, bonne résistance à l’usure, bonne capacité d’amortissement. | Aéronautique, implants médicaux, équipement sportif, industrie chimique. | |
| Alliages de cobalt | Cobalt, chrome, molybdène, nickel | Excellente résistance thermique et à l’usure, biocompatible, usinabilité limitée | Implants médicaux, dentisterie, outils de coupe, turbines. |
1. DÉTERMINEZ LES CARACTÉRISTIQUES MATÉRIELLES ESSENTIELLES
Lors du choix d’un alliage, il est essentiel d’identifier les propriétés clés requises pour votre application ou produit. Priorisez celles qui ont le plus d’impact sur les performances de la pièce dans son environnement d’utilisation. Établissez un ordre de priorité des exigences (par exemple : résistance en premier, puis résistance à la corrosion, ensuite la machinabilité).
- Résistance mécanique : importante si la pièce doit supporter de lourdes charges ou est utilisée de manière structurelle.
- Résistance à la corrosion : essentielle en cas d’exposition à l’humidité, aux produits chimiques, au sel ou à d’autres environnements corrosifs.
- Résistance thermique : cruciale pour les pièces soumises à des températures élevées, comme les composants de moteur.
- Résistance à l’usure : pertinente pour les pièces soumises à des frottements ou à une abrasion régulière.
- Déformabilité et ductilité : importante pour les formes complexes ou les pièces à parois fines.
- Soudabilité et usinabilité : indispensable si la pièce doit être soudée, percée ou usinée.
- Qualité de la surface : importante pour les pièces visibles ou décoratives, ou si un traitement de surface est prévu.
- Poids : les alliages légers sont préférables dans les applications où la réduction de poids est un enjeu, comme dans le transport ou l’aéronautique.
2. DÉFINISSEZ LE PROCédé DE PRODUCTION
Déterminez d’abord le procédé de fonderie approprié à votre produit. Plusieurs techniques sont disponibles : le moulage sous pression (haute ou basse), le moulage en coquille, le moulage sable ou le moulage à cire perdue. Le choix dépend de plusieurs facteurs : taille de la série, temps de production, précision dimensionnelle, qualité de surface, épaisseur des parois et complexité de la pièce.
3. CONSIDÉREZ LES OPÉRATIONS DE FINITION
L’étape suivante consiste à déterminer si des opérations secondaires sont nécessaires après la production primaire. Le produit doit-il être soudé, assemblé ou usiné ? Une finition de surface ou un aspect esthétique spécifique est-il requis (par exemple, anodisation) ? Ces éléments influencent également le choix de l’alliage.
4. CONSULTEZ DES EXPERTS OU DES BASES DE DONNÉES
Une fois les exigences fonctionnelles et économiques définies, il est recommandé de comparer les données des matériaux à l’aide de bases de données techniques, de normes ou d’outils spécialisés comme Alu-Key (pour les alliages d’aluminium). Ces ressources permettent une comparaison rapide et objective des propriétés, des domaines d’application et des alternatives.
Pour aller plus loin, faites appel à un spécialiste des matériaux ou à un ingénieur expérimenté dans votre domaine. Chez ELCEE, nous proposons ce type d’accompagnement – à distance ou sur site – pour vous aider à sélectionner l’alliage le plus adapté en toute confiance.
LE BON alliage POUR VOTRE PROJET
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