Connaissance du matériau fonte
Le terme fonte désigne une famille d’alliages ferreux, composés de fer, de carbone (dans une proportion de 2,1 à env. 4,5 %) et de silicium (jusqu’à 3,5 %). L’ajout de carbone permet d’abaisser le point de fusion du métal et de le rendre plus liquide, ce qui lui confère une excellente coulabilité et permet de fabriquer des pièces aux formes complexes à moindre coût.
Lorsque la fonte contient du carbone sous forme de graphite, on parle de fonte grise, principalement utilisée dans le domaine de l’usinage.
Informations complémentaires sur les matériaux en fonte
Il est courant de distinguer la fonte grise, qui présente un aspect gris à la cassure, et la fonte à points noirs, qui présente un aspect blanc à la cassure.
En raison de son excellente coulabilité, la fonte blanche est souvent utilisée pour la fabrication d’objets massifs (radiateurs, poêles, enclumes, etc.) ou d’objets d’art.
Dans le domaine de l’usinage, c’est la fonte grise qui est principalement utilisée en raison de sa facilité d’usinage et de son coût de production inférieur à celui des autres alliages de fonte.
Contrairement aux idées reçues, la fonte n’est pas plus lourde que l’acier. Elle a même une densité légèrement inférieure.
Définition de la fonte
Les fontes sont des alliages fer-carbone contenant plus de 2 % de carbone et d’autres éléments d’alliage, comme le silicium. Les fontes sont fondues et coulées sous forme de fonte brute, de matériaux recyclés ou de matériaux recyclables dans des cubilots ou des fours électriques. Le groupe des fontes grises comprend la fonte à graphite lamellaire et la fonte à graphite sphéroïdal.
C’est la fonte à graphite lamellaire, également appelée FGL, qui est le plus souvent utilisée dans l’industrie. Dans ce type de fonte, le carbone libre se présente essentiellement sous forme lamellaire. La fonte à graphite lamellaire est également appelée fonte grise.
Dans la fonte à graphite sphéroïdal (également appelée FGS), le graphite est noyé dans la masse métallique de base sous forme de billes. La forme sphérique empêche les pics de tension qui se produisent au niveau des lamelles de graphite.
Propriétés de la fonte
- résistance à la corrosion
- bonne usinabilité
- amortissement des vibrations
- thermorésistance
- bonne rigidité dimensionnelle
- résistance à l’usure
- bonne conductivité thermique
- bonne coulabilité
Les propriétés particulières de la fonte expliquent son utilisation continue dans les domaines les plus divers.
Résistance à la corrosion – Pourquoi la fonte est-elle résistante à la corrosion ?
Les pièces en fonte sans aspérités présentent une bonne résistance à la corrosion, qui peut être améliorée par l’ajout de silicium, de chrome et de nickel ou par un laquage ou un revêtement.
Résistance à l’usure – Pourquoi la fonte présente-t-elle une résistance élevée à l’usure ?
Les lamelles dans la fonte forment une ramification tridimensionnelle, assurant ainsi, d’une part, une très faible élasticité et, d’autre part, une résistance élevée à l’usure.
Classification de la fonte grise
- Fonte à graphite lamellaire (FGL) : EN-GJL-200, EN-GJL-250, EN-GJL-300
- Fonte à graphite sphéroïdal (FGS) : EN-GJS-400
| Classification | Aperçu | Exemples de produits |
|---|---|---|
| Fonte à graphite lamellaire (FGL) | EN-GJL-200 | |
| EN-GJL-250 | ||
| EN-GJL-300 | ||
| Fonte à graphite sphéroïdal (FGS) | EN-GJS-400 |
Domaines d’application de la fonte
La fonte grise offre d’excellentes propriétés techniques de coulée et une grande rentabilité. Toutes ces propriétés positives font que la fonte est utilisée dans de nombreux secteurs différents. Outre la classique construction de dispositifs, la fonte est utilisée dans le secteur automobile et pour la fabrication de composants à géométrie complexe.
Les propriétés permettant son utilisation dans le domaine d’application concerné sont expliquées après les différents titres.
La fonte dans la construction de dispositifs
Les principales caractéristiques requises pour l’usinage de la fonte sont les suivantes :
- une grande capacité d’amortissement
- une résistance élevée à la corrosion
- une absorption du bruit
- une grande rigidité
Ces propriétés font de la fonte grise le matériau idéal pour la construction de dispositifs.
Les éléments de base norelem :
La fonte dans l’industrie automobile
En raison de sa simplicité de fabrication et de son faible coût, la fonte trouve des utilisations multiples dans ce secteur. Environ la moitié de la fonte produite est utilisée dans l’industrie automobile, notamment dans les :
- vilebrequins
- arbres à cames
- bras de suspension
- étriers de frein
- moyeux de roue
Les pièces en fonte sont très répandues dans l’industrie automobile en raison de leurs excellentes performances. Leur propriété particulière d’amortissement des vibrations et leur très bonne rigidité dimensionnelle constituent un point positif pour leur utilisation dans l’industrie automobile.
La fonte pour les composants à géométrie complexe
- En raison de sa coulabilité, la fonte convient parfaitement à la fabrication de pièces à géométrie très complexe. Des composants filigranes à parois fines aux pièces complexes pesant plusieurs tonnes. Il est possible de reproduire des géométries très complexes avec des matériaux particulièrement résistants tout en conservant une grande stabilité du processus.
- En plus de ses multiples formes et de ses excellentes propriétés mécaniques, ce matériau est entièrement réutilisable.