Les différentes métallurgies

Les fonderies ardennaises produisent différents matériaux que l’on peut classer en deux grandes catégories : les alliages ferreux et non ferreux.

Les alliages ferreux

Ce sont des alliages de fer et carbone que l’on divise en deux grandes familles, les aciers qui contiennent moins de 2 % de carbone et les fontes dont la teneur varie entre 3 et 5 %.

• Les aciers : Les aciers contenant entre 1 et 2% de carbone sont très spécifiques et souvent fortement alliés ; Cela présente un avantage pour des applications particulières en fonderie.
  Entre 0 et 1 % de carbone, les aciers présentent l’avantage d’être plus résistants et permettent une meilleure soudabilité ; C’est un avantage considérable en fonderie puisque les pièces produites en acier moulé sont une alternative aux pièces mécano-soudées.
  
  Dans les aciers, le carbone se trouve, soit en insertion dans le cristal de fer, soit combiné au fer sous forme d’un carbure appelé cémentite. On ajoute dans l’acier différents éléments d’alliage afin de lui procurer des caractéristiques particulières au niveau mécanique (Silicium, Manganèse, Chrome, Molybdène, Nickel, Vanadium et Tungstène). Les pièces en acier coulé subissent un traitement thermique de normalisation afin d’homogénéiser la structure. Elles peuvent également subir des trempes afin d’augmenter leur résistance mécanique : ces trempes sont réalisées à partir de 850-900°C en amenant le métal à basse température grâce à un bain d’eau froide agitée ou, le plus souvent, de polymère.
  
  
• Les fontes : Dans les fontes, le carbone peut se trouver soit à l’état de graphite, dans les fontes grises, soit à l’état de carbure, dans les fontes blanches.
  
  Les fontes blanches sont très résistantes à l’abrasion en raison de la présence de carbures et on ajoute bien souvent du chrome afin d’améliorer encore leurs performances. Elles sont donc essentiellement utilisées pour le broyage, le concassage et d’autres applications particulières.
  
  Dans les fontes grises, on peut trouver du graphite sous forme de lamelles (fonte à graphite lamellaire) ou sous forme de nodules (fonte à graphite sphéroïdal), après ajout de magnésium. Le graphite joue un rôle important sur les caractéristiques mécaniques selon sa morphologie. On comprend facilement que l’effet d’entaille engendré par les lamelles de graphite (telles des entailles de cutter dans une feuille de papier) n’a pas le même effet que la présence de sphères de graphite (assimilées à des perçages ronds dans notre feuille). Les fontes à graphite sphéroïdal ont donc des caractéristiques mécaniques supérieures mais un coût d’élaboration beaucoup plus important. Elles sont donc réservées à la production de pièces plus fortement sollicitées. Les fontes à graphite lamellaire suffisent dans de nombreuses applications et représentent le plus fort tonnage produit.

Les alliages non ferreux

On produit trois grands types d’alliages : les aluminiums, les cuivreux et le plomb.

Les alliages d’aluminium sont intéressants pour leur masse volumique environ trois fois inférieure à celle de l’acier, pour leurs propriétés mécaniques et anticorrosion. On utilise principalement des alliages aluminium - silicium dans nos fonderies. Le silicium donne, en effet, des bonnes propriétés au niveau coulabilité. On y associe généralement un peu de magnésium qui permet d’obtenir de bonnes propriétés mécaniques après traitement thermique.

Les alliages cuivreux sont utilisés dans nos fonderies sous forme de bronze (Cuivre-Etain) ou sous forme de laiton (Cuivre-Zinc). Ils servent essentiellement pour la fabrication de pièces décoratives ou d’art.

Enfin, on produit du plomb sous forme de lingots ou de blocs à partir d’un savoir-faire particulier qui consiste à recycler les batteries et extraire, par différentes étapes, celui-ci.