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Une pièce brute de fonderie est une pièce livrée telle qu'elle sort du moule, après décochage, ébarbage et nettoyage, sans usinage. Ses surfaces gardent l'aspect et la précision du procédé : rugueuses et plus dispersées en moulage sable, plus lisses et plus précises en coquille, en sous pression ou en cire perdue. Les surfaces qui doivent être précises (portées, alésages, plans d'appui) reçoivent une surépaisseur d'usinage puis sont reprises en usinage. Les tolérances de fonderie et les surépaisseurs se spécifient avec la norme ISO 8062-3, et se discutent toujours avec le fondeur et l'usineur ensemble.
Ce qu'on appelle « brut »
Une pièce moulée passe par plusieurs étapes avant d'être livrée : démoulage, retrait des systèmes de coulée et des masselottes, ébarbage des bavures au plan de joint, grenaillage ou sablage de nettoyage, parfois traitement thermique. À ce stade, elle est dite brute.
Sur le plan, la mention « brut de fonderie » désigne les surfaces qui resteront dans cet état. Elles sont souvent majoritaires : un carter, un corps de pompe ou un support moulé n'a besoin d'être usiné que sur quelques faces. C'est tout l'intérêt économique de la fonderie : obtenir directement une forme complexe, et n'usiner que l'utile.
État de surface et précision selon le procédé
| Procédé | État de surface brut | Précision dimensionnelle brute | Taille et séries typiques |
|---|---|---|---|
| Moulage sable | Rugueux | La plus large | Grandes pièces, petites et moyennes séries |
| Coquille (moule métallique, gravité) | Moyen | Intermédiaire | Pièces moyennes, séries moyennes |
| Sous pression | Lisse | Serrée | Pièces à parois minces, grandes séries |
| Cire perdue (microfusion) | Lisse | Serrée | Petites pièces complexes et précises |
Ces différences sont décisives au moment du choix. Une surface qui peut rester brute en sous pression devra peut-être être usinée en moulage sable. Le comparatif complet des procédés se trouve sur les pages fonderie aluminium et fonderie à la cire perdue.
Tolérances de fonderie : l'ISO 8062-3
La norme ISO 8062-3 organise deux choses.
Les tolérances dimensionnelles des pièces moulées, classées en degrés notés DCTG. Plus le degré est bas, plus la tolérance est serrée. Chaque procédé et chaque alliage atteignent naturellement certains degrés. La norme donne des indications par procédé, mais c'est le fondeur qui confirme ce qu'il tient réellement.
Les surépaisseurs d'usinage requises, classées par lettres de A à K. Elles s'ajoutent à la cote finie des surfaces usinées pour garantir qu'il restera de la matière à enlever partout, malgré les dispersions du moulage.
Sur le plan, une mention générale suffit souvent, par exemple : « tolérances générales des surfaces brutes selon ISO 8062-3, degré DCTG à préciser ; surépaisseurs d'usinage selon classe à préciser ». Les cotes critiques brutes peuvent recevoir une tolérance individuelle.
Surépaisseur d'usinage : ni trop, ni trop peu
Une surépaisseur trop faible expose à un manque de matière : l'outil ne nettoie pas toute la surface, et la croûte de fonderie reste visible. Une surépaisseur trop forte coûte du temps d'usinage, use les outils et peut faire déboucher des porosités situées sous la peau.
Le bon dosage tient compte :
- de la dispersion du procédé et de la taille de la pièce ;
- des déformations possibles au refroidissement ou au traitement thermique ;
- de la position de la surface dans le moule, les faces supérieures étant souvent plus sujettes aux inclusions ;
- du référentiel utilisé pour la première prise d'usinage.
Le référentiel de la première prise
C'est le point le plus souvent négligé. Pour usiner une pièce brute, l'usineur doit la positionner à partir de surfaces brutes. Si ces surfaces ne sont pas définies, chacun choisit les siennes, et la répartition de la surépaisseur varie d'une pièce à l'autre.
Un bon plan de pièce moulée définit des zones de référence sur le brut : trois points sur une face, deux sur une autre, un sur la troisième, placés sur des surfaces stables et éloignées du plan de joint. Fondeur et usineur s'y réfèrent tous les deux. Les principes de cotation fonctionnelle sont détaillés dans le guide du tolérancement géométrique.
Dépouilles, rayons et plan de joint
Une pièce moulée doit pouvoir sortir de son moule. Les parois perpendiculaires au plan de joint reçoivent donc une dépouille, une légère inclinaison de quelques degrés, plus forte en moulage sable qu'en sous pression. Sur une surface brute, cette inclinaison est normale et ne doit pas être considérée comme un défaut de forme.
Les rayons de raccordement évitent les concentrations de contraintes et facilitent l'écoulement du métal. Un angle vif dessiné sur une pièce moulée sera de toute façon arrondi par le moule, mais sa valeur réelle ne sera pas maîtrisée. Mieux vaut indiquer des rayons généraux.
Le plan de joint, enfin, laisse une légère bavure ou une marque après ébarbage. Il vaut mieux qu'il ne passe pas sur une surface d'étanchéité ou d'appui restée brute. Le fondeur propose sa position ; le donneur d'ordre la valide.
Ce qu'il faut préciser au fondeur
Pour une pièce brute à reprendre en usinage, la demande doit indiquer :
- l'alliage et sa norme, ainsi que l'état de traitement thermique ;
- les surfaces usinées et celles qui restent brutes ;
- les degrés de tolérance et les classes de surépaisseur, ou un brut dessiné à part ;
- les zones de référence pour la première prise d'usinage ;
- les zones où aucun défaut débouchant n'est admis après usinage, et les contrôles demandés (ressuage, radiographie) ;
- les dépouilles et rayons acceptés, car le fondeur en a besoin pour démouler.
Les fonderies référencées indiquent leurs procédés et alliages ; la fiche métier de la fonderie aide à choisir. Vous pouvez demander des devis à des fondeurs en joignant le plan de la pièce finie et, si possible, celui du brut.
Photos : cottonbro studio, Auto Tech sur Pexels.
