Palier A356-T6 en deux parties : paroi, alésage et détente

L'alliage de ce palier en deux parties est l'A356-T6. La nuance répond d'un coup à quatre questions : une paroi de 5–8 mm se remplit-elle dans un moule en acier, comment la pièce traverse le traitement thermique, l'alésage de Ø60 H8 s'usine-t-il proprement, et comment la pièce coulée se comporte en service intérieur. Le métal est commandé en alliage d'aluminium A356 (AlSi7Mg, GB/T 1173 ZL101A) à l'état T6.

Le plan fixe 120×95×70 mm, 420±30 g et un alésage de Ø60 H8. Ce sont des cibles et non des relevés : le moule, la coulée, la trempe et la passe d'alésage sont tenus à ces chiffres. Chaque valeur ci-dessous est une cible de plan, une valeur typique ou une plage que la fonderie doit encore confirmer.

Pourquoi l'A356 convient-il à un palier en deux parties ?

L'A356 convient parce que son silicium pousse la fluidité dans une section de 5–8 mm et que son magnésium rend l'état T6 possible. Un moule en acier évacue la chaleur par les deux faces de la paroi, de sorte que la section se fige de chaque côté pendant que le chenal d'alimentation la nourrit encore. La coulée se fait à 700–740 °C dans un moule préchauffé à 250–350 °C, une plage typique qui attend encore l'accord de la fonderie.

Ce n'est pas la dureté qui guide le choix. L'alliage est retenu car la portée et l'alésage sont coupés après la coulée, et qu'une nuance capable de remplir la section sans replis laisse de la matière saine à l'outil d'alésage. La même logique traverse les supports A356 pour modules de batterie, où une paroi mince et une interface usinée se partagent un même plan.

Que change le T6 dans une paroi de 5–8 mm ?

Le T6 ajoute une mise en solution à 535–545 °C, une trempe à l'eau et un vieillissement à 155–165 °C pendant 4–6 h, une plage typique en attente de validation par la fonderie. La trempe est l'étape où la paroi mince gagne sa résistance, et celle où elle la paie : la section refroidit assez vite pour prendre l'état, et assez vite pour se déformer.

Une paroi de 5–8 mm ne refroidit pas de façon régulière, car le côté portée porte plus de masse que la bride. L'alésage et les faces de joint bougent après la trempe, et c'est pourquoi les deux sont coupés ensuite. Comme la trempe précède l'usinage, ce déplacement part en copeau au lieu d'être redressé.

Pourquoi l'A356 est-il de la même famille que le ZL101A ?

ZL101A est la désignation GB/T 1173 de la même famille Al-Si-Mg que l'A356, si bien qu'un plan peut porter l'un ou l'autre nom et qu'un certificat peut porter les deux. L'A356 nomme l'alliage, ZL101A le nomme dans la norme chinoise, et T6 nomme l'état.

Un plan qui n'écrit que A356 laisse la norme et l'état ouverts, et la fonderie fournit alors ce que sa propre route supporte. Nommez alliage, norme et état sur une même ligne : le certificat, le cycle de traitement et la base du devis en découlent.

Que veut dire une masse volumique fixe pour un palier de 420 g ?

La masse volumique appartient à la nuance, donc le poids est fixé par le volume. Dans une enveloppe de 120×95×70 mm, la cible de 420±30 g est un budget de paroi. La section de 5–8 mm et la masse autour de la portée semi-circulaire la décident, et un changement de paroi déplace le poids plus loin qu'un changement d'alliage dans la même famille.

Un calcul garde le poids honnête. L'enveloppe mesure 798 cm³, et 420 g répartis dessus donnent 0,53 g par cm³ d'enveloppe en moyenne, la bande de ±30 g faisant varier ce chiffre entre 0,49 et 0,56. L'arithmétique tourne sur les cotes nominales et non sur un poids de pièce coulée, si bien qu'un changement de paroi la déplace avant un changement d'alliage.

Voilà pourquoi le plan porte les deux chiffres. Un acheteur qui compare des paliers au poids compare des sections de paroi, et une fonderie qui chiffre au poids chiffre une coulée plutôt qu'un alésage.

Pourquoi l'alésage a-t-il besoin de surépaisseur ?

La peau de coulée ne tient pas le Ø60 H8, si bien que l'alésage arrive avec de la surépaisseur et que les limites H8 sont coupées dans cette matière. La surépaisseur est le métal laissé sur la pièce brute pour que l'outil ait de quoi couper, et elle couvre trois choses : la déformation laissée par la trempe, le décalage entre les deux moitiés, et la charge de serrage qui apparaît quand les moitiés sont boulonnées.

Comme les moitiés sont alésées en un seul corps, cette surépaisseur part en une seule passe sur un seul axe. Aléser chaque moitié de son côté laisserait deux axes, et une bague de roulement montée sur deux axes s'use d'un côté. Le périmètre d'usinage après coulée porte ce montage, et la préparation de l'alignement d'alésage fixe la référence.

Pourquoi une paroi épaisse se retire-t-elle plus qu'une paroi mince ?

Le retrait suit la masse. L'extrémité épaisse de la bande de 5–8 mm se trouve là où la paroi rejoint la portée semi-circulaire, et ce nœud se fige en dernier, une fois l'alimentation refermée. Une cavité s'ouvre sous la face que l'outil d'alésage va couper : la fonderie livre une pièce saine, et l'atelier d'usinage trouve une marque au premier copeau.

Un trou de plus de Ø1 mm met le palier au rebut. Le verdict commence à l'œil et se confirme au ressuage après usinage, un contrôle non destructif où un colorant pénètre dans l'ouverture et le révélateur le fait ressortir. Le remède est une masselotte posée à la coulée, ce réservoir de métal liquide qui alimente le nœud pendant qu'il se fige : une paroi épaissie par précaution achète donc un risque de retassure et le paie deux fois, en métal et en rebut.

Que fait le T6 aux faces de joint ?

La trempe bombe les faces de joint, et la passe de fraisage qui les rend planes vient donc après le traitement thermique, pas avant. Fraiser le joint d'abord et traiter ensuite déplacerait les faces sur lesquelles l'alésage est posé, et la cible de 0,05 mm aurait disparu avant même la passe d'alésage.

L'ordre qui tient est celui-ci : T6, puis fraisage des faces de joint, puis boulonnage des moitiés, et enfin alésage. La planéité au joint n'est pas une question d'aspect : c'est elle qui laisse les deux moitiés se serrer sans tirer l'alésage hors de sa rondeur.

Quand l'aluminium coulé au sable l'emporte-t-il ?

La coulée au sable s'impose sur les grandes enveloppes et sur les pièces uniques : un modèle bon marché, des sections épaisses et une surface qui demande de l'usinage sur chaque face. La tenue d'une paroi de 5–8 mm et la peau lisse du moule métallique sont ce que la route sable abandonne, et la surépaisseur qui les remplace se paie à la pièce.

Le choix est une question de volume, et choisir l'aluminium pour une pièce coulée expose le même échange pour d'autres pièces. Un palier qui ne se répétera jamais n'a pas besoin d'un moule en acier, et un palier à paroi de 5–8 mm ne veut pas d'une peau de sable sous un alésage tenu à 0,05 mm.

Quand la fonte l'emporte-t-elle ?

La fonte prend le travail quand la rigidité passe avant le poids. La même enveloppe de 120×95×70 mm, coulée en fonte, arrive dans une autre classe de poids, et le châssis qui la porte doit être bâti pour cette charge. La fonte tient aussi un alésage avec moins de section, et une pompe lourde ou un réducteur peut encore la préférer.

L'échange coûte le budget de 420±30 g et change la route de corrosion : un palier en fonte peint et un palier en aluminium grenaille nu ne s'entretiennent pas de la même façon. L'A356 garde le travail tant que la charge du roulement tient dans la section aluminium et que le palier reste à l'intérieur.

Pourquoi l'anodisation n'est-elle pas acquise sur ce palier ?

La surface finale est un grenaillage à Sa 2,5 selon ISO 8501-1, et l'alésage comme les faces de joint restent tels quels, sortis de coupe. L'anodisation n'est pas confirmée pour cette pièce : le plan ne l'appelle pas, et une face brute grenaillée et un alésage usiné prennent un revêtement de façon différente, ce serait une spécification à part et un coût à part.

La couverture contre la corrosion vient de l'alliage et du service intérieur. Le palier tourne dans un équipement, avec de l'huile et des vibrations, et aucune exposition extérieure n'est promise : une surface brute grenaillée reste la finition annoncée, et non une étape vers une autre.

La route de coulée derrière tout cela est décrite sous coulée par gravité, et une charnière coulée puis usinée montre le même partage entre faces brutes et faces coupées dans un projet de charnière.

FAQ

1. Pourquoi une retassure apparaît-elle sous la portée du roulement ?
2. Pourquoi un alésage de roulement de 60 mm s'ovalise-t-il après usinage ?
3. Pourquoi la perpendicularité de 0,05 mm échoue-t-elle sur un palier alésé ?
4. Pourquoi boulonner les deux moitiés avant de couper l'alésage ?
5. Qu'est-ce qui fait le coût d'un palier en deux parties ?