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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 3 530 − 1 Contrôle. Qualité par Pierre CUÉNIN Ingénieur Arts et Métiers Ancien directeur Méthodes centrales fonderie-modelage Renault Ancien président-directeur général de la Société bretonne de fonderie et de mécanique (SBFM) Ancien administrateur délégué Fonderie du Poitou (FdP) our la fonderie, la qualité est une source d’améliorations de gestion et d’éco- nomies d’exploitation. Le coût de la non-qualité à tous les stades de la fabri- cation (par exemple, rebuts, moules défectueux, noyaux cassés, etc.) peut s’élever jusqu’à 15 % de la valeur ajoutée. La qualité des pièces produites en fonderie dépend d’une multitude de para- mètres dont il faut contrôler le plus grand nombre pour obtenir le niveau de qualité nécessaire en fabrication. Ces contrôles, éléments essentiels de la politique « qualité », devront s’exercer dans plusieurs domaines : — les contrôles de réception (matières et produits achetés à l’extérieur) ; — les contrôles en cours de processus ; — les contrôles des différentes caractéristiques des pièces ; — les contrôles des outillages et des matériels ; — le laboratoire. 1. Contrôle...................................................................................................... M 3 530 - 2 1.1 Contrôles de réception................................................................................ — 2 1.2 Contrôles en cours de processus ............................................................... — 2 1.3 Contrôle des pièces ..................................................................................... — 2 1.3.1 Contrôle des caractéristiques mécaniques....................................... — 2 1.3.2 Contrôle des caractéristiques physiques des pièces....................... — 2 1.3.3 Contrôles non destructifs................................................................... — 3 1.4 Contrôle des outillages et des matériels ................................................... — 4 1.5 Laboratoire................................................................................................... — 4 1.5.1 Fonderies de grande série ................................................................. — 4 1.5.2 Fonderies de petite série ou de pièces unitaires.............................. — 4 2. Qualité......................................................................................................... — 4 2.1 Obtention de la qualité en fonderie ........................................................... — 4 2.2 Propriétés de fonderie des alliages moulés .............................................. — 5 2.2.1 Coulabilité ........................................................................................... — 5 2.2.2 Retrait .................................................................................................. — 5 2.2.3 Formation de la structure................................................................... — 6 2.2.4 Ségrégation......................................................................................... — 6 2.2.5 Retassures........................................................................................... — 6 2.2.6 Criques................................................................................................. — 6 2.2.7 Soufﬂures............................................................................................ — 6 2.3 Défauts de fonderie ..................................................................................... — 6 2.3.1 Classiﬁcation....................................................................................... — 6 2.3.2 Analyse des défauts ........................................................................... — 6 2.3.3 Niveaux de rebuts............................................................................... — 6 2.4 Organisation et gestion de la qualité......................................................... — 7 Références bibliographiques ......................................................................... — 7 P CONTRÔLE. QUALITÉ ____________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. M 3 530 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques 1. Contrôle Dans la production en série on utilisera le contrôle statistique qui permet la réduction de la fréquence des opérations de contrôle, la mesure de la dispersion du système, le suivi en continu de para- mètres critiques et des réglages à bon escient en diminuant les tris et retouches. 1.1 Contrôles de réception Une fonderie approvisionne environ 30 % de son chiffre d’affaires en produits extérieurs (hors énergie), ratio qui sera un peu plus important pour une fonderie de non-ferreux, lié au coût plus élevé des matières métalliques. Ce ratio souligne l’importance de ce poste en coût et son inﬂuence sur la qualité des produits fabriqués. C’est pourquoi il importe de mettre en place l’organisation néces- saire pour que toutes les commandes de matières premières, ferrailles, aluminium, sable, résines, produits spéciaux, etc., soient assorties d’un cahier des charges précisant exactement les spéciﬁ- cations du produit à approvisionner. À la réception, des contrôles doivent être pratiqués : par exemple granulométrie des sables, conformité des analyses des métaux neufs, caractéristiques des argiles, des résines, des liants, etc. ; la livraison de produits défectueux pouvant entraîner de graves désordres en fabrication. D’où l’importance de ces contrôles et l’ins- tauration, avec les fournisseurs d’une politique d’assurance qualité s’inspirant de celle mise en œuvre entre le fondeur et ses donneurs d’ordres. 1.2 Contrôles en cours de processus Ils permettent de vériﬁer, à chaque stade du processus de fabri- cation, la conformité des variables de la production avec les réglages prévus par les ﬁches d’instruction. Nous en citerons quelques exemples. I Fusion — Température de coulée. — Analyse rapide de l’alliage fondu (analyse thermique, éprou- vette de trempe, etc., pour la fonte). — Analyse chimique rapide par spectrographie. — Poids des charges métalliques, des additions, etc. I Moulage Analyses et contrôles périodiques : — des sables de moulage, par exemple toutes les demi-heures dans les installations de grande production, analyses faites géné- ralement au laboratoire des sables ; — de la dureté des moules ; — de la température de coulée dans les moules ; — des dimensions des pièces ; — du bon fonctionnement des machines et des outillages ; — en fonderie en coquille : suivi du poteyage, de la température des outillages, etc. I Noyautage Contrôle des résines, des liants, caractéristiques des éprouvettes, vériﬁcation des formules de sables, des temps de gazage, des tem- pératures des outillages (boîtes chaudes) des températures de réglage des étuves de séchage des enduits, etc. I Coulée Suivi des paramètres de coulée, température, temps de coulée, produits inoculants, propreté du métal liquide. I Parachèvement, ﬁnition Contrôle des gammes, qualité des outillages de ﬁnition (matrice de découpe par exemple), etc. L’énumération que nous venons de faire ne donne qu’une idée de tous les contrôles envisageables. Grâce aux progrès dans tous les domaines : électronique, informatique, appareils de mesure, de régulation, etc., on a pu améliorer et multiplier les prises d’infor- mations plus ﬁables, permettant ainsi de mieux régler et réguler des paramètres de plus en plus nombreux. C’est une évolution impor- tante dans la démarche de la fonderie vers la qualité. 1.3 Contrôle des pièces Au stade ﬁnal de la production, les pièces devront subir un certain nombre de contrôles pour vériﬁer leur conformité aux spéciﬁcations des cahiers des charges, contrôles que l’on peut classer en trois catégories : — contrôles des caractéristiques mécaniques (allongement, modules d’élasticité, résistance à la rupture...) ; — contrôles des caractéristiques physiques (dureté, dimensions, rugosité...) ; — contrôles non destructifs pour la recherche d’éventuels défauts qui pourraient être détectés sur la pièce, sur sa surface ou dans sa masse. 1.3.1 Contrôle des caractéristiques mécaniques Il s’agit de contrôles très classiques qui comprennent tous les essais mécaniques que l’on effectue sur des éprouvettes normalisées obtenues en même temps que les pièces, attenantes ou non, ou sur des éprouvettes obtenues par dissection des pièces. On mesure la dureté, l’allongement, la résistance à la traction, la résilience, la résistance à la fatigue (ﬂexion alternée)... sur des machines spéciales généralement installées au laboratoire d’essais mécaniques, parfois même à l’atelier. 1.3.2 Contrôle des caractéristiques physiques des pièces I Contrôle dimensionnel Pour vériﬁer si toutes les cotes, la position des noyaux ainsi que la position des points de départ d’usinage sont bien dans les tolé- rances prévues sur le dessin des pièces brutes, il est effectué sur des pièces prélevées : — soit en cours de fabrication : au décochage par exemple ; — soit au stade du produit final. Précédemment, pour les fabrications de grande série, cette véri- ﬁcation se faisait sur des pièces échantillons, découpées en tranches et tracés au trusquin sur marbre de traçage. L’apparition de machines à mesurer 2D, puis 3D a permis de simpliﬁer ce travail toujours long et fastidieux surtout pour les pièces compliquées. Ces machines effectuent maintenant ces contrôles très rapidement en donnant, pour chaque cote contrôlée, sa valeur et son écart par rapport à la cote nominale, ce qui permet d’avoir une vue très précise de l’usure des outillages et de la qualité de la fabrication. En outre, la rapidité d’un tel contrôle permet de le faire journellement et d’améliorer ainsi le suivi de la production. ___________________________________________________________________________________________________________________ CONTRÔLE. QUALITÉ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 3 530 − 3 I Contrôle de dureté Il correspond, entre autres, à la mesure de l’empreinte laissée par une bille sous une charge donnée (dureté Brinell) ou au procédé Vickers (pointe de diamant). Ce contrôle peut se faire sur une machine spéciale ou être intégré dans des machines de ﬁnition à postes multiples pour des productions de grande série. I Contrôle micrographique Il permet de vériﬁer par exemple pour les aciers la propreté inclu- sionnaire et pour les fontes les formes du graphite, la quantité de nodules, la structure de la matrice. Ce contrôle peut se faire sur pièce, mais plus généralement sur des échantillons qui subissent un polis- sage très ﬁn pour pouvoir être ensuite examinés au microscope, le plus souvent, après attaques appropriées. 1.3.3 Contrôles non destructifs Ce sont des contrôles qui permettent de détecter d’éventuels défauts dans les pièces sans porter atteinte à celles-ci. Grâce à l’appa- rition de nouveaux moyens d’investigation plus performants, ils se sont considérablement développés pour le plus grand bien de l’amé- lioration de la qualité des pièces de fonderie, en permettant à celle-ci d’aborder, avec toutes les garanties nécessaires, le domaine de la production des pièces de sécurité (porte-fusée, bras de suspension de véhicules, pièces d’aviation). Nous les avons classés et répertoriés en trois grandes familles uploads/Management/ controle-qualite-1-pdf.pdf