Coulée centrifuge

Du métal projeté contre la paroi d'un moule en rotation

La coulée centrifuge verse du métal en fusion dans un moule qui tourne vite, de sorte que le métal est projeté contre la paroi et se fige en un tube ou une bague. Les tuyaux d'eau et d'assainissement, les chemises de cylindres de moteurs et les bagues de roulements sont faits ainsi. La rotation tasse fortement le métal, donc les parois sont denses et résistantes.

Photo : Anna Frodesiak, CC0, via Wikimedia Commons

Coulée centrifuge · coupe longitudinale et vue de boutLa vue de gauche coupe le moule en rotation dans sa longueur, la vue de droite le regarde par le bout ; les numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous.

Comment ça marche

Faire tourner le moule. Un moule en acier ou en fonte, souvent garni d'un fin revêtement, repose sur des galets d'entraînement et tourne, typiquement de quelques centaines à quelques milliers de tours par minute.
Couler. Le métal en fusion arrive par un déversoir depuis une poche. Aucun noyau n'est nécessaire pour le trou : l'alésage se forme tout seul.
Laisser la rotation façonner. La force centrifuge (la poussée vers l'extérieur que l'on sent sur un manège) projette le métal contre la paroi, où il s'étale en une couche régulière. La quantité versée fixe l'épaisseur de paroi.
Se solidifier de l'extérieur vers l'intérieur. Le métal se fige d'abord contre le moule froid. Les impuretés plus légères et les bulles de gaz migrent vers l'alésage, qui est usiné ensuite.
Arrêter et extraire. Le moule s'arrête, et le tube chaud est retiré. Il est ensuite nettoyé, usiné ou revêtu, comme pour un tuyau d'eau revêtu de ciment.

Chiffres clés

Matériaux: Fonte et fonte ductile, aciers et aciers inoxydables, bronze et laiton, alliages de nickel
Pièces typiques: Tuyaux, chemises de cylindres, bagues, bagues de roulements, cylindres pour laminoirs, brides
Taille de pièce: De petites bagues de quelques centimètres de large à des tuyaux de plus de 1 m de diamètre et d'environ 6 m de long
Précision: Diamètre extérieur d'environ ±0,5 à ±2 mm ; l'alésage est généralement usiné
État de surface: Surface extérieure assez lisse (Ra d'environ 3 à 12 µm) ; alésage plus rugueux avant usinage
Taille de série adaptée: De grands cylindres à l'unité à des millions de tuyaux par an
Coût d'outillage et de machine: Les moules sont simples ; machines de dizaines de milliers à des millions de dollars pour les usines de tuyaux
Vitesse: Quelques minutes par pièce coulée ; une ligne de tuyaux peut produire un tuyau toutes les une ou deux minutes

Atouts et limites

Atouts

Parois denses et résistantes avec peu de soufflures
Pas de noyau pour l'alésage
Peu de déchets : pas de jets ni de masselottes
Peut couler deux métaux en couches, comme une coque extérieure dure sur un cœur tenace

Limites

Uniquement des formes rondes et creuses autour de l'axe de rotation
L'alésage est rugueux et sale et demande généralement un usinage
L'épaisseur de paroi et la longueur sont limitées par la machine
Certains alliages se séparent selon leur poids pendant la rotation

Où on l'utilise

Eau et assainissementCanalisations d'eau et tuyaux d'assainissement en fonte ductile
AutomobileChemises de cylindres, tambours de frein
Pétrole, gaz et produits chimiquesTubes de four résistants à la chaleur, manchons de pompes
SidérurgieCylindres de laminoirs
MachinesBagues en bronze, bagues de roulements, ébauches d'engrenages

Comment le reconnaître

Une pièce creuse parfaitement ronde avec une paroi régulière tout autour.
Une surface extérieure qui copie le moule, souvent avec une texture fine et uniforme.
Un alésage usiné, car l'intérieur brut de coulée est rugueux.
Pas de plan de joint et pas de restes de jets ou de masselottes coupés.