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Alliages d’aluminium pour hautes températures en fonderie sous pression

20/11/2013

Projet R1B2090
Diffusion réalisée en 2012
Présentation du programme en Commission Technique de la Fonderie Sous Pression – février 2012

Les pièces en aluminium coulées sous pression sont très présentes sous le capot moteur des automobiles. Sous la contrainte des réglementations Euro 1 à 6, la cylindrée des moteurs à explosion tend à diminuer à puissance équivalente ou supérieure.
Cela se traduit par des augmentations conséquentes des températures sous capot. En particulier, les températures vues par les vannes EGR (Exhaust Gas Recirculation) pourraient atteindre 625°C en pointe !

Si dans de nombreux cas l’alliage classique Al Si9Cu3Fe permet d’assurer la bonne tenue des pièces, il est des cas où cet alliage présente (ou présentera) des propriétés à chaud insuffisantes.

Objectifs

L’objectif du projet est de proposer une solution pour tenue à chaud avec un coût économiquement viable. Dans la mesure du possible, on proposera une solution à partir d’un alliage AlSi9Cu3(Fe) conventionnel dont l’évolution peut être réalisée en fonderie par ajout d’alliagesmères. Bien que le coût d’éléments tels que V, Zr et Co soit élevé, leur ajout peut s’avérer rentable pour des pièces à hautes valeurs ajoutées, du type vanne EGR.

Travaux réalisés

Un recueil des besoins a été effectué auprès des donneurs d’ordres. Il a permis de déterminer en fonction du type de pièce :

  • La température moyenne de fonctionnement
  • La température de pointe
  • Le type de sollicitation (donc de caractérisation)
  • Le surcoût acceptable.

Un plan d’expérience a été conçu. Il a été basé, entre autres, sur l’étude de 5 niveaux de cuivre (entre 0 et 5 %).

Points majeurs

Le dopage au zirconium ne correspond pas, pour des questions de coût, aux attentes des clients de pièces sous pression automobiles.
La solution « riche » a donc été écartée.

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