Comment éviter les porosités gazeuses ?

La fonte à la cire perdue est un ensemble complexe de processus qui est fortement déterminé et influencé par de nombreux facteurs physiques, métallurgiques et chimiques. Une mauvaise gestion de chaque étape individuelle peut avoir un impact irréversible sur la qualité des pièces élaborées.

Dans le cadre de ses études sur ce procédé, Francéclat s’est intéressé aux porosités gazeuses, un défaut typique rencontré sur les pièces issues de fonte à cire perdue, en particulier pour les alliages d’or et les alliages d’argent. Ce type de défaut est le plus souvent lié à la décomposition du sulfate de calcium contenu dans les revêtements constituant les moules dans lesquels sera coulé le métal précieux.

Ce rapport présente les résultats de l’étude menée pour mettre en évidence les facteurs qui favorisent l’apparition de ces défauts. L’objectif étant de fournir aux entreprises des recommandations pour les éviter.

L’étude a permis de démontrer l’extrême sensibilité des revêtements à base de sulfate de calcium aux paramètres de fonte appliqués et en particulier aux températures de cylindre et de coulée élevées. La géométrie des pièces ainsi que la position et l’espacement des pièces sur l’arbre de coulée ont également une influence sur la dégradation de ce type de revêtement. Les pièces massives auront tendance à favoriser la décomposition du sulfate de calcium. En effet, la charge thermique de ces pièces étant importante, une surchauffe du revêtement se produit plus facilement. Les pièces qui ont une grande surface de contact avec le revêtement vont également plus facilement transmettre la chaleur au moule ce qui va favoriser également le risque de dégradation. Enfin, des pièces positionnées de façon trop rapprochée les unes des autres sur l’arbre de coulée vont créer aussi des surchauffes localisées au niveau des parois fines de revêtement qui vont ainsi plus facilement se dégrader. Pour limiter voire éviter les risques d’apparition des porosités gazeuses, un certain nombre de précautions peuvent être prises.

Il est avant tout important d’éviter d’appliquer des températures de cylindre et de coulée trop élevées. Ces températures doivent être ajustées au mieux à la géométrie des pièces à élaborer.

Pour cela, il est recommandé, dans la mesure du possible, de réaliser des arbres homogènes, c’est à-dire constitués de pièces de géométrie similaire (pièces petites ou fines, pièces moyennes et pièces massives). Il est parfois préférable de réaliser 2 petits arbres avec des pièces semblables plutôt qu’un plus grand trop hétérogène en matière de géométrie de pièce. Si un tel regroupement n’est pas possible, les pièces les plus fines doivent toujours être positionnées en haut de l’arbre en cire et les pièces massives en bas. Il est également recommandé, en particulier en présence de pièces massives, d’appliquer un espacement minimal de quelques millimètres entre les pièces pour éviter toute fragilisation du revêtement.

Plus généralement, il est conseillé de porter une attention particulière au stockage et aux phases de préparation et de cuisson des revêtements afin d’éviter toute fragilité susceptible de favoriser leur dégradation. Les revêtements doivent être stockés dans un endroit sec et qui ne présente pas de fortes variations de températures. La qualité et la température de l’eau utilisée pour réaliser le mélange doivent également être dans la mesure du possible contrôlées.

Toutes les étapes de préparation, de mélange et de cuisson du revêtement ainsi que les durées préconisées par le fournisseur du revêtement doivent être suivies scrupuleusement.