En savoir plus sur les propriétés et les utilisations du laiton métal

Le laiton est un alliage binaire composé de cuivre et de zinc produit depuis des millénaires et apprécié pour sa maniabilité, sa dureté, sa résistance à la corrosion et son aspect attrayant.

Propriétés

Caractéristiques

Les propriétés exactes des différents laitons dépendent de la composition de l'alliage de laiton, en particulier du rapport cuivre-zinc.

En général, cependant, toutes les cuivres sont appréciées pour leur usinabilité ou la facilité avec laquelle le métal peut être formé en formes et formes souhaitées tout en conservant une résistance élevée.

Bien qu'il existe des différences entre les laitons ayant une teneur élevée et faible en zinc, tous les laitons sont considérés comme malléables et ductiles (les laitons à faible teneur en zinc le sont davantage). En raison de son point de fusion bas, le laiton peut également être coulé relativement facilement. Cependant, pour des applications de coulée, une teneur élevée en zinc est habituellement préférée.

Les brasses avec une teneur en zinc plus faible peuvent être facilement travaillées à froid, soudées et brasées. Une teneur élevée en cuivre permet également au métal de former sur sa surface une couche protectrice d'oxyde (patine) qui protège contre la corrosion, une propriété précieuse dans les applications qui exposent le métal à l'humidité et aux intempéries.

Le métal a à la fois une bonne conductivité thermique et électrique (sa conductivité électrique peut être de 23% à 44% de celle du cuivre pur), et il est résistant à l'usure et aux étincelles.

Comme le cuivre, ses propriétés bactériostatiques ont conduit à son utilisation dans les installations sanitaires et sanitaires.

Le laiton est considéré comme un alliage non magnétique et à faible frottement, tandis que ses propriétés acoustiques ont conduit à son utilisation dans de nombreux instruments de musique «brass band». Artistes et architectes apprécient les propriétés esthétiques du métal, car il peut être produit dans une gamme de couleurs, du rouge profond au jaune d'or.

Histoire

Les alliages cuivre-zinc ont été produits au début du 5ème siècle avant JC en Chine et ont été largement utilisés en Asie centrale au 2ème et 3ème siècle avant JC. Ces pièces métalliques décoratives, cependant, peuvent être mieux appelées «alliages naturels», car il n'y a aucune preuve que leurs producteurs allient consciemment le cuivre et le zinc. Au lieu de cela, il est probable que les alliages ont été fondus à partir de minerais de cuivre riches en zinc, produisant des métaux de type laiton brut.

Des documents grecs et romains suggèrent que la production intentionnelle d'alliages similaires au laiton moderne, utilisant du cuivre et un minerai riche en oxyde de zinc connu sous le nom de calamine, s'est produite vers le 1er siècle avant JC. Le laiton de calamine a été produit en utilisant un processus de cimentation, par lequel le cuivre a été fondu dans un creuset avec du minerai de smithsonite moulu (ou de calamine).

Aux températures élevées, le zinc présent dans ce minerai se transforme en vapeur et pénètre dans le cuivre, produisant ainsi un laiton relativement pur ayant une teneur en zinc de 17 à 30%. Cette méthode de production de laiton a été utilisée pendant près de 2000 ans jusqu'au début du 19ème siècle. Peu de temps après que les Romains eurent découvert comment produire du laiton, l'alliage était utilisé pour la frappe dans les régions de la Turquie moderne. Cela s'est rapidement répandu dans tout l'Empire romain.

Les types

«Brass» est un terme générique qui désigne une vaste gamme d'alliages cuivre-zinc.

En fait, il existe plus de 60 types différents de laiton spécifiés par les normes EN (normes européennes). Ces alliages peuvent avoir une large gamme de compositions différentes en fonction des propriétés requises pour une application particulière.

Production

Le laiton est le plus souvent produit à partir de déchets de cuivre et de lingots de zinc. Le ferraille de cuivre est choisi en fonction de ses impuretés, car certains éléments supplémentaires sont souhaités afin de produire le grade exact de laiton requis.

Comme le zinc commence à bouillir et se vaporise à 907 ° C (1665 ° F), en dessous du point de fusion du cuivre (1083 ° C), le cuivre doit d'abord être fondu. Une fois fondu, le zinc est ajouté à un rapport approprié pour le grade de laiton produit. Alors qu'une certaine tolérance est encore faite pour la perte de zinc à la vaporisation.

À ce stade, tous les autres métaux supplémentaires, tels que le plomb , l'aluminium, le silicium ou l'arsenic, sont ajoutés au mélange pour créer l'alliage désiré.

Une fois que l'alliage fondu est prêt, il est versé dans des moules où il se solidifie en grandes plaques ou billettes. Les billettes - le plus souvent en laiton alpha-bêta - peuvent être directement transformées en fils, tuyaux et tubes par extrusion à chaud, ce qui implique de pousser le métal chauffé à travers une matrice ou un forgeage à chaud.

Si elles ne sont pas extrudées ou forgées, les billettes sont ensuite réchauffées et alimentées à travers des rouleaux d'acier (un processus connu sous le nom de laminage à chaud). Le résultat est des dalles d'une épaisseur inférieure à un demi-pouce (<13 mm). Après refroidissement, le laiton est ensuite alimenté à travers une fraiseuse, ou scalpeur, qui coupe une fine couche du métal afin d'éliminer les défauts de coulée de surface et d'oxyde.

Sous une atmosphère de gaz pour éviter l'oxydation, l'alliage est chauffé et roulé à nouveau, un processus connu sous le nom de recuit avant qu'il soit roulé à des températures plus froides (laminage à froid) sur des feuilles d'environ 0,1 "(2,5mm) d'épaisseur. déforme la structure de grain interne du laiton, résultant en un métal beaucoup plus fort et plus dur.Cette étape peut être répétée jusqu'à ce que l'épaisseur ou la dureté désirée soit atteinte.

Finalement, les feuilles sont sciées et cisaillées pour produire la largeur et la longueur requises. Toutes les feuilles, moulées, forgées et extrudées en laiton reçoivent un bain chimique, habituellement de l'acide chlorhydrique et de l'acide sulfurique pour enlever l'oxyde de cuivre noir et ternir.

Applications

Les propriétés précieuses du laiton et sa relative facilité de production en ont fait l'un des alliages les plus utilisés. Compiler une liste complète de toutes les applications en laiton serait une tâche colossale, mais pour avoir une idée des industries et des types de produits dans lesquels on trouve du laiton, nous pouvons classer et résumer certaines utilisations finales en fonction du grade de laiton utilisé:

Laiton de coupe libre (par exemple laiton C38500 ou 60/40):