Abstract FR:

Le thixoformage est un procédé consistant à mettre en forme un alliage à l’état semi-solide. Il comporte trois étapes : la production de matière première, le réchauffage à une température située dans l'intervalle de solidification et la mise en forme. L'objet de cette thèse est d’étudier et d'analyser chacune de ces étapes. Dans un premier temps, une synthèse bibliographique traite de la solidification et de l'obtention d'une structure propice à l'injection semi-solide. Puis, un bilan du comportement rhéologique des alliages semi-solide est présente. Il montre la difficulté d’étudier le comportement de l'alliage en régime transitoire, régime qui correspond à celui de l'injection semi-solide. Un site pilote de thixoformage a été mis en place. Il est constitué d'un poste à induction, d'une presse à injecter classique de 200 tonnes à chambre froide et d'un dispositif original pour transférer la billette de l'inducteur au conteneur sans perte de matière. Les essais ont porté sur trois alliages d'aluminium (a356, a355 et 2014) et deux alliages de magnésium (az91 et am60). Les billettes ont été élaborées selon différents procédés (coulée continue avec et sans brassage électromagnétique, extrusion, et PID). Pour chaque type de billette, et pour chaque étape du procédé, une étude microstructurale est présentée. La refusion partielle est une étape délicate du thixoformage. Aussi, les paramètres influençant l’homogénéité de température au sein de la billette sont analysés et un modèle simple d’évaluation de la puissance à fournir pour atteindre au plus vite la température de début de fusion tout en gardant un gradient de température acceptable est proposé. Les paramètres d'injection et la conception du système d'alimentation d'une pièce sont étudiés. Il apparaît que l'injection sous pression impose une procédure stricte pour obtenir la qualité métallurgique du produit, comme le confirment les essais d'injection effectues sur un moule éprouvette et sur deux moules industriels.