Des procédés d'élaboration propres pour des alliages de haute qualité

L’optimisation des procédés de transformation des matières premières en liquide et la coulée de semi-produits peuvent largement permettre d’améliorer la durabilité et les performances des pièces finales, tout en diminuant l’empreinte environnementale des produits. Notre plateforme d’élaboration de matériaux dispose de deux équipements de pointe pour vous accompagner dans le développement de solutions en métallurgie du métal liquide.
 

Four VIM : une plateforme de fusion et de coulée sous vide ou atmosphère contrôlée

L’IRT M2P dispose d’un four VIM (Vacuum Induction Melting)​, un équipement polyvalent de production à échelle pilote traitant jusqu’à 50L de métal fondu (≈ 350 kg d’acier). Il constitue un équipement intéressant de diversification car il permet la production d'un large éventail d'alliages métalliques, y compris les superalliages et les alliages de métaux précieux.

Le four VIM utilise la technologie de fusion par induction et de coulée sous vide ou gaz inerte (argon, azote), destinée à l'élaboration de matériaux à hautes valeurs ajoutés, en évitant les interactions entre la matière et l’oxygène. Ses différents creusets de fusion réfractaires (10L, 30L et 50L), couplés à une cellule de chauffe (jusqu’à 1200°) permettent la réalisation d’une grande gamme d’alliages (aluminium, alliages de nickel, acier, etc.) ainsi que des coulées de produits de diverses formes grâce à l'utilisation de lingotières ou de moulages en sable. La phase de refroidissement et les paramètres associés sont également contrôlables. Le four VIM peut aussi être utilisé pour des opérations de recyclage.

Cet outil de R&D offre aux acteurs de la fonderie la possibilité de mieux maitriser les procédés d’élaboration et de coulées en moules (travail sous vide, préchauffage des moules afin d’éviter les chocs thermiques), d’élaborer des matériaux propres (réduction de l’oxydation, des gaz dissous), d’optimiser les coûts de production (utilisation de matériaux recyclés) et de réduire la formation des défauts. Situé à Uckange, cette plateforme permet la production rapide et de manière flexible de pièces représentatives ou de prototypes à une échelle suffisamment grande pour tester de nouvelles nuances. L’ingénierie associée permet de développer de nouvelles nuances haut de gamme.
 

Four de fusion en creuset froid : pour des alliages à haut niveau de pureté

Au cœur de la halle technologique de Metz, le four de fusion en creuset froid permet de développer et tester des élaborations d’alliages avec des points de fusion élevés comme le titane (1650°), pour une large gamme de métaux : acier, métaux purs, alliages de titane, de nickel, d’aluminium ou encore d’alliages à haute entropie (HEA). Fonctionnant également par induction et sous gaz inerte (argon, azote), son creuset sectorisé en cuivre refroidi à l'eau d’une capacité de 0,9 L soit 6-7 kilos d’acier, évite tout contact avec la matière, garantissant ainsi des métaux de haute pureté.

Cet équipement construit sur mesure est particulièrement adapté à l’étude des interactions comme dans le cas du contact d’un métal en fusion et d’un laitier ou d’un métal en fusion et d’un réfractaire. Il est ainsi possible de mesurer l’interaction entre les phases et d’alimenter des bases de données thermodynamiques par les données générées afin de pouvoir simuler numériquement le procédé de fusion pour mieux le comprendre et l’optimiser.

Cet outil est également disponible pour la réalisation d’autres essais de fusions ou d’élaborations d’alliages. Cette première étape peut être complétée par la production de lingots de taille supérieure réalisables grâce au four VIM ou au four PAM-CHR (four de fusion par arc à plasma en creuset froid) disponible à Uckange.

Découvrez dans cette vidéo une opération de prélèvement effectuée au cours d'une fusion d'alliage fer/aluminium dans le four de fusion en creuset froid :
 

Ces équipements à échelle semi-industrielle et l’expertise des équipes d’ingénieurs et techniciens permettent d’accompagner les industriels vers une montée en gamme de leurs produits pour une diversité d’applications et de marchés :

• Aéronautique (pièces de structure ou de moteurs) ;
• Médical (prothèses) ;
• Énergie (turbines terrestres, nucléaire, pétrole, gaz, hydrogène) ;
• Défense (marine, terrestre, aérienne) ;
• Transports (sports mécaniques, composants automobiles, ferroviaire)…

Ces équipements permettent de rechercher des gains de performances :

• Par le développement de nouveaux alliages à façon;
• Par la reproduction de phénomènes, observés sur des lingots industriels, sur des lingots de taille réduite, permettant ainsi d’éviter de sacrifier des pièces extrêmement couteuses

En plus de la qualité des métaux produits, ces procédés sont 100% électriques, permettent l’utilisation de matières recyclées et ne rejettent pas de polluants dans l’atmosphère.

Vous souhaitez développer un projet R&D ou mener des essais sur ces équipements ? Contactez-nous dès à présent : contact@irt-m2p.fr