Les corps de pompe moulés constituent les principaux composants sous pression d'une pompe à eau et comportent généralement des canaux d'écoulement internes complexes (tels que des volutes). Par conséquent, le moulage est le procédé le plus important et le plus abouti pour la fabrication de ces corps de pompe.
Le procédé de fonderie d'un corps de pompe est un processus complexe qui intègre la science des matériaux, la thermodynamique et l'usinage. Le schéma détaillé qui suit est basé sur la méthode de fonderie en sable la plus courante, et aborde également d'autres méthodes telles que la fonderie de précision.
Une fois notre société informée de la réception de votre commande, nous contacterons le service usine afin de procéder aux étapes suivantes :
1. Conception du procédé et fabrication du moule.
C’est cette base qui détermine la qualité, la précision et la durabilité finales du corps de pompe moulé.
• Analyse du processus : Nos ingénieurs analyseront la structure du corps de pompe à partir des dessins afin de déterminer la surface de séparation (l'endroit où le moule s'ouvre), le système d'alimentation (le canal par lequel s'écoule le métal en fusion) et les colonnes montantes (utilisées pour l'alimentation et pour prévenir les cavités de retrait).
• Fabrication du modèle : Un modèle du corps de pompe est réalisé conformément au dessin. Le matériau est généralement du bois (pour les pièces uniques ou les petites séries), de la résine ou du métal (aluminium/acier, pour les grandes séries).
• Fabrication des boîtes à noyaux : L’intérieur du corps de pompe moulé est creux et présente une forme complexe (notamment la chambre de la roue et les canaux d’entrée/sortie), ce qui rend le démoulage direct impossible. Il est donc nécessaire de réaliser des noyaux en sable. La boîte à noyaux sert de moule pour la fabrication de ces noyaux.
2. Moulage et fabrication de noyaux.
• Fabrication du noyau : Le sable du noyau, mélangé à un liant, est injecté dans le moule, durci, puis retiré pour former le canal d’écoulement interne du corps de pompe. Afin d’assurer la ventilation et la résistance, le noyau de sable est généralement revêtu d’un enduit réfractaire.
• Moulage :
Le modèle est placé dans un moule en sable, puis rempli de sable de moulage (généralement du sable résineux ou du sable de silicate de sodium) que l'on compacte. Le modèle est ensuite retiré, laissant une cavité épousant la forme extérieure du corps de pompe.
Mise en place du noyau et fermeture du moule : Il s’agit de l’étape la plus délicate sur le plan technique. Le noyau de sable préparé est placé dans la cavité inférieure du moule et doit être positionné avec précision afin de garantir une épaisseur de paroi uniforme. Le moule supérieur est ensuite recouvert et le moule en sable est verrouillé.
3. Fusion et coulage.
• Fusion : Selon les exigences relatives au matériau (fonte grise, fonte ductile, acier inoxydable, bronze, etc.), le métal est fondu dans un four électrique ou un cubilot. • Ajustement et contrôle de la composition : Avant la coulée, le fer ou l’acier en fusion doit faire l’objet d’une analyse spectrale afin d’ajuster sa teneur en éléments tels que le carbone, le silicium, le manganèse et le chrome, et subir un traitement d’inoculation ou de sphéroïdisation (pour la fonte ductile).
• Coulée : Le métal en fusion à haute température, conforme aux normes, est versé dans le godet de coulée du moule. La vitesse et la température de coulée doivent être rigoureusement contrôlées ; une vitesse trop élevée peut entraîner l’emprisonnement de gaz, et une vitesse trop faible peut provoquer des défauts de jointure à froid.
4. Refroidissement et élimination du sable.
Solidification et refroidissement : Le métal en fusion refroidit et se solidifie dans le moule. Pour les corps de pompe à parois épaisses, le temps de refroidissement peut atteindre plusieurs heures, voire plusieurs jours, afin d’éviter les fissures thermiques.
Élimination du sable : Une fois la pièce coulée complètement solidifiée, le moule en sable est brisé à l’aide d’un équipement vibrant, et la pièce est extraite. À ce stade, la surface de la pièce présente encore une quantité importante de sable adhérant au système d’alimentation.
5. Nettoyage et post-traitement.
Démontage du système de guidage : Les rails et les colonnes montantes métalliques excédentaires sont retirés à l’aide d’une machine de découpe ou d’une découpeuse à gaz.
Nettoyage de surface : La surface de la pièce moulée est polie à l'aide d'une grenailleuse afin d'éliminer le tartre et le sable adhérent, révélant ainsi l'éclat métallique du corps de pompe.
Rectification : La rectification manuelle est utilisée pour éliminer les bavures et les résidus de la ligne de séparation.
6. Traitement thermique.
Pour éliminer les contraintes de coulée et éviter toute déformation ou fissuration lors des traitements ultérieurs, la plupart des corps de pompe nécessitent un traitement thermique :
Traitement de recuit/vieillissement : utilisé pour la fonte grise afin d’éliminer les contraintes internes.
Traitement par solution : Principalement utilisé pour les corps de pompes en acier inoxydable afin d'obtenir une meilleure résistance à la corrosion.
Trempe et revenu : utilisés pour les corps de pompe en acier allié nécessitant une résistance élevée.
7. Usinage et essais.
Il s'agit de la dernière étape avant la livraison du corps de pompe coulé, et c'est une étape extrêmement importante.
Usinage d'ébauche et usinage de finition : les pièces clés telles que les surfaces de bride, les bases et les trous de roulement sont usinées pour garantir la précision d'ajustement.
Essai hydrostatique : Il s’agit de l’étape de réception la plus critique pour le corps de pompe moulé. Après l’étanchéification du corps de pompe, de l’eau sous haute pression (généralement 1,5 fois la pression de service) est introduite et maintenue pendant une durée déterminée afin de vérifier l’étanchéité (la porosité et les retraits peuvent provoquer des fuites). D’autres essais comprennent le contrôle dimensionnel, la vérification de la composition chimique du matériau et des essais non destructifs (tels que le contrôle par ultrasons (UT) et le contrôle par magnétoscopie (MT)) pour les corps de pompe critiques.
Méthodes de moulage courantes pour le moulage des corps de pompe :
| Méthode de moulage | Scénarios applicables | Caractéristiques |
| Moulage au sable | Le modèle le plus couramment utilisé. Convient aux pompes industrielles de différentes tailles (telles que les pompes centrifuges et les pompes multicellulaires). | Faible coût, technologie éprouvée, grande adaptabilité, mais finition de surface généralement grossière. |
| Fonderie de précision | Utilisé pour les pompes en acier inoxydable, les pompes chimiques ou les applications nécessitant une finition de surface de canal à très haut débit. | Précision dimensionnelle extrêmement élevée, surface lisse, quasi aucun usinage requis, mais coût élevé et dimensions limitées. |
| Moulage en mousse perdue | Pour les pompes à double aspiration ou les pompes à boues à structure extrêmement complexe. | Pas de ligne de séparation, pas de bavure, bonne précision dimensionnelle. |