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Fonderie

La fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler un métal ou un alliage liquide dans un moule pour reproduire, après refroidissement, une pièce donnée (forme intérieure et extérieure) en limitant autant que possible les travaux ultérieurs de finition.

Les techniques employées dépendent de l’alliage fondu, des dimensions, des caractéristiques et des quantités de pièces à produire. C’est le plus souvent une industrie de sous-traitance très dépendante des secteurs acquéreurs : automobile, sidérurgie, matériel de manutention, équipement industriel, matériel électrique, aéronautique, armement, etc.

Moule en sable où des ouvriers versent du métal liquide.
Pièces de fonderie en bronze et en aluminium.

Types de fonderies

Secteurs de fonderie

Le Fondeur, lithographie d'Eugène Carrière (1900).

Fusion des métaux

  • PrĂ©paration des charges.
  • Fusion : en cubilot, fours (induction, arc, gaz, rotation).
  • Maintien de fusion : four de maintien. On utilise des fours Ă  creuset en graphite Ă©lectrique et les fours Ă  induction sont utilisĂ©s pour des fabrications importantes ou continues.
  • Traitement du mĂ©tal fondu par des flux appropriĂ©s ou des alliages mères, des gaz ou mĂ©caniquement : dĂ©crasser, dĂ©gazer, Ă©purer, modifier, Ă©liminer, ajouter, affiner(le grain), rĂ©duire, oxyder.
  • Alimentation en mĂ©tal : par poche, louche (manuelle, semi-manuelle ou automatique).
  • Recyclage.

Sablerie

  • PrĂ©paration : sĂ©chage, mĂ©lange, contrĂ´le.
  • Alimentation : installation de transport du sable par tapis, Ă©lĂ©vateurs, trĂ©mies, aspiration.
  • Recyclage : rĂ©cupĂ©ration du sable brĂ»lĂ©, tri des particules mĂ©talliques, refroidissement, rĂ©gĂ©nĂ©ration, mĂ©lange.

Noyautage

Fabrication des noyaux qui seront insérés dans le moule et qui correspondent aux parties creuses de la pièce finie. Les principales étapes sont :

Moulage

Remmoulage

  • Pose des noyaux dans la partie infĂ©rieure du moule, soufflage des poussières.
  • Pose de la partie supĂ©rieure.

Coulée

  • En moule perdu, par gravitĂ©. Par exemple : moules en sable (cas le plus frĂ©quent), en plâtre, en terre glaise, etc.
  • En moule mĂ©tallique (coquilles) : par gravitĂ©, sous-pression, Ă  basse-pression, par centrifugation.

DĂ©moulage

  • DĂ©cochage : sĂ©paration du sable de moulage qui adhère Ă  la pièce coulĂ©e.
  • DĂ©bourrage : opĂ©ration qui permet d'extraire le sable contenu Ă  l'intĂ©rieur d'une pièce, après coulĂ©e et solidification.
  • Dessablage : opĂ©ration qui consiste Ă  enlever le sable de moulage ou le sable Ă  noyaux qui adhère aux pièces après le dĂ©cochage.

Parachèvement

Le parachèvement est l’opération de finition d’une pièce (sciage ou découpe du système d'alimentation, meulage, ébavurage…), quel que soit son mode de fabrication, avant sa mise en fonction définitive ou avant de passer à une autre étape de fabrication. Les opérations de parachèvement peuvent être automatisées. Les pièces subissent un contrôle qualité unitaire pour les pièces dite de « sécurité » (traçabilité) ou par sondage.

Secteurs annexes

  • Modelage : Ă©tude, Ă©laboration et entretien des modèles.
  • Entretien : maintenance des installations de la fonderie.
  • Études : Ă©tudes des installations et des chantiers de production, Ă©laboration de projets, sous-traitance des rĂ©alisations d’installations, gammes de fabrication, investissements.
  • Administration : tous les services qui gèrent le personnel, la fabrication (rĂ©ception de la matière première, vente du produit fini brut de fonderie).
  • Laboratoire : chargĂ© de l’analyse des matières premières rĂ©ceptionnĂ©es, analyse systĂ©matique par spectromĂ©trie des Ă©chantillons de mĂ©tal Ă  la sortie des fours et avant la coulĂ©e, contrĂ´le par thermocouple de la tempĂ©rature des bains en fusion, contrĂ´le d’échantillons de pièces finies (dimensionnel, duretĂ©, CND), essais mĂ©caniques sur Ă©prouvettes sĂ©parĂ©es (caractĂ©risation) ou taillĂ©es dans une pièce prĂ©levĂ©e sur la fabrication (dissection), micrographie sur pièce dissĂ©quĂ©e.
  • Logistique : rĂ©ception de la matière première, expĂ©dition des pièces finies.

Terminologie

MĂ©tiers

  • Le mouleur est celui qui fabrique un moule en sable, Ă  partir d'un modèle.
  • Le noyauteur est celui qui prĂ©pare les noyaux qui seront incorporĂ©s au moule pour rĂ©aliser les parties en creux ou en contre-dĂ©pouille de la pièce.
  • Le modeleur est celui qui fabrique le modèle en bois ou en rĂ©sine.
  • Le mouliste est celui qui fabrique un outillage permanent (moulage coquille et moulage sous pression).
  • Le fondeur est celui qui s'occupe des fours de fusion, qui prĂ©pare le mĂ©tal avant la coulĂ©e ; et aussi, par extension, celui qui fournit des fonderies Ă  ses clients.
  • Le dĂ©cocheur est celui qui casse les moules pour sortir la pièce brute de coulĂ©e.
  • L'Ă©barbeur est celui qui finit la pièce en la sĂ©parant de son système de remplissage et d'alimentation et en meulant les bavures Ă©ventuelles.
  • Le grenailleur ou le sableur, dans l'atelier de parachèvement, est celui qui s'occupe de grenailler ou de sabler les pièces (bombardement de particules solides tels que billes d'acier ou corindon pour dĂ©caper le sable adhĂ©rent Ă  la pièce brute de coulĂ©e).

Techniques

  • BrĂ©ler un noyau : fixer un noyau dans le châssis supĂ©rieur.
  • CoulĂ©e : transvasement de mĂ©tal liquide.
  • Crampage : opĂ©ration consistant Ă  bloquer entre elles les diffĂ©rentes parties moule afin d'Ă©viter qu'elles ne se sĂ©parent pendant la coulĂ©e.
  • DĂ©bourrer : extraire d'une pièce, après coulĂ©e et solidification, le sable qui constituait les noyaux.
  • DĂ©cocher : dĂ©barrasser la pièce coulĂ©e du sable qui l'entoure ou qu'elle contient.
  • DĂ©crasser : enlever Ă  l'aide d'une Ă©crĂ©moire, le laitier et les crasses flottant Ă  la surface d'un bain de mĂ©tal.
  • DĂ©masselotter : sĂ©parer la pièce coulĂ©e de ses masselottes, de ses jets et Ă©vents.
  • DĂ©mouler : dans le cas du moulage sable, consiste Ă  Ă´ter le modèle du moule.
  • Dessabler : dĂ©barrasser la pièce moulĂ©e du sable qui peut y adhĂ©rer après dĂ©cochage.
  • Ébarber : dĂ©barrasser une pièce coulĂ©e de tous les excĂ©dents de mĂ©tal formĂ© par les bavures et les traces des jets de coulĂ©e, Ă©vents, masselottes, etc.
  • Ébavurer : enlever les bavures d'une pièce.
  • Éjecter : sortir la pièce en moule permanent (gravitĂ©, basse pression et sous pression) Ă  l'aide d'Ă©jecteurs mĂ©talliques reliĂ©s Ă  une batterie d'Ă©jection.
  • Emballer un modèle : rĂ©aliser le moule autour de ce modèle.
  • Faire soleil : mouler et remouler un moule de la mĂŞme manière, en tournant le châssis supĂ©rieur dans le sens des aiguilles d'une montre, pour compenser le jeu de fermeture au niveau des goujons de châssis.
  • Motte : moule en sable, sĂ©parĂ© de son châssis avant la coulĂ©e.
  • Mouler : faire dans un matĂ©riau convenable, une empreinte destinĂ©e Ă  recevoir l'alliage liquide.
  • Noyauter : rĂ©aliser les noyaux qui seront incorporĂ©s au moule.
  • Poteyage en moulage gravitĂ© coquille et basse pression : revĂŞtir le moule (en acier) d'un dĂ©pĂ´t rĂ©fractaire (qui sera renouvelĂ© une fois par Ă©quipe environ) de 50 µm Ă  400 µm (selon les zones) servant Ă  protĂ©ger le moule et moduler les Ă©changes thermiques.
  • Poteyage en moulage sous pression : pulvĂ©riser Ă  chaque cycle sur le moule un mĂ©lange d'eau (98 %) et de produit dĂ©moulant (2 %). Cette opĂ©ration sert Ă  refroidir le moule, Ă  protĂ©ger le moule et enfin Ă  dĂ©mouler correctement la pièce.
  • Remmouler (prononcer ren-mouler et non re-mouler) : toujours au sable, consiste Ă  assembler avec prĂ©cision, juste avant la coulĂ©e, toutes les parties du moule qui ont Ă©tĂ© prĂ©parĂ©es sĂ©parĂ©ment : dessous, dessus, chapes, noyaux, bassins de coulĂ©e, etc.
  • Sabler : nettoyer une pièce coulĂ©e au moyen d'un jet d'abrasif sec projetĂ© Ă  grande vitesse.
  • Sable Ă  vert : sable de moulage spĂ©cialement prĂ©parĂ© pour couler des pièces ou des moules non sĂ©chĂ©s.
  • Torcher un moule : projeter du sable très humide sur le joint du moule pour Ă©viter les fuites de mĂ©tal Ă  la coulĂ©e.

Environnement, santé et séquelles industrielles

Les fonderies sont ou ont été des sources importantes de pollution de l'air, de l’eau et des sols, plus ou moins selon leur taille, leur âge, les accidents qu'elles ont pu subir, et la nature des sols et paysages[1].

Les métiers de la fonderie présentent des risques particuliers liés notamment aux pièces brûlantes, à l'exposition à la chaleur et à l'inhalation d'aérosols métalliques ou de polluants émis par les combustibles utilisés pour faire fondre le métal ou par les résines et leurs produits de dégradation[2] - [3] - [4] - [5].

Les fonderies sont des installations classées pour la protection de l'environnement en France. Elles font en tant que telles l'objet de contrôles particuliers, durant leur activité, ainsi que leurs friches industrielles, après la fin de vie de l'usine.

Références

  1. Clémentine Fritsch, Patrick Giraudoux, Michaël Cœurdassier, Francis Douay, Francis Raoul, Christelle Pruvot, Christophe Waterlot, Annette de Vaufleury et Renaud Scheifler, Spatial distribution of metals in smelter-impacted soils of woody habitats: Influence of landscape and soil properties, and risk for wildlife, Chemosphere, vol. 81, no 2, septembre 2010, p. 141-155.
  2. Palmer et al., Exposure to metal fume and infectious pneumonia, Am. J. Epidemiol, 2003, no 157, p. 227-233.
  3. Fiche d'aide au repérage de cancérogène Fonderies de fonte et d'acier, document INRS
  4. Fiche d'aide au repérage de cancérogène Fonderies d'alliages de cuivre, document INRS
  5. Fiche d'aide au repérage de cancérogène Fonderie d'aluminium, document INRS

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Bibliographie

  • Paul Le Blanc, Une fonderie de canons au XVIe siècle Ă  Brioude : in Tablettes historiques de la Haute-Loire 1870-1871, Le Puy-en-Velay, Tablettes historiques de la Haute-Loire, (lire en ligne)
  • François-Hubert Forestier, Apports rĂ©cents de la gĂ©ologie, de l’archĂ©ologie et de la microtoponymie Ă  la localisation d’activitĂ©s « industrielles » anciennes sur le plateau de Craponne-sur-Arzon. Fonderies et exploitations minières Ă  l'Ă©poque gallo-romaine : in Cahiers de la Haute-Loire 1985, Le Puy-en-Velay, Cahiers de la Haute-Loire,
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