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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
- Type d'alliage: Binaire
- Contenu: Cuivre & Zinc
- Densité: 8. 3-8. 7 g / cm 3
- Point de fusion: 900-940 ° C (1659-1724 ° F)
- Dureté de Moh: 3-4
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 façonné en formes et formes désirées tout en conservant une résistance élevée.
Bien qu'il existe des différences entre les laitons à haute teneur en zinc et à faible teneur 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 à teneur réduite en zinc 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 possède 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 résiste à l'usure et aux étincelles.
Comme le cuivre, ses propriétés bactériostatiques ont conduit à son utilisation dans les sanitaires et les établissements de santé.
Le laiton est considéré comme un alliage à faible friction et non magnétique, tandis que ses propriétés acoustiques ont conduit à son utilisation dans de nombreux instruments de musique à «cuivres».
Les artistes et les architectes apprécient les propriétés esthétiques du métal, car ils peuvent être produits dans une gamme de couleurs allant du rouge profond au jaune doré.
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 aux 2ème et 3ème siècles avant JC.
Ces pièces métalliques décoratives, cependant, peuvent être 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.
Les 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 calamine a été produit à l'aide d'un procédé de scellement, dans lequel le cuivre était 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.
En savoir plus sur l'histoire de Brass.
Types
'Laiton' 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.
Pour en savoir plus sur les différents types de cuivres, jetez un oeil à cet article.
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.
Puisque le zinc commence à bouillir et à se vaporiser 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.
Tandis que l'on tient encore compte de la perte de zinc à la vaporisation.
À ce stade, tout autre métal supplémentaire, tel que le plomb, l'aluminium, le silicium ou l'arsenic, est ajouté au mélange pour créer l'alliage désiré.
Une fois l'alliage fondu 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, tubes 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 (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 introduit dans une fraiseuse, ou scalpeur, qui coupe une fine couche du métal afin d'éliminer les défauts de coulée de surface et l'oxyde.
Sous atmosphère gazeuse pour éviter l'oxydation, l'alliage est chauffé et roulé à nouveau, un processus connu sous le nom de recuit, avant d'être roulé à froid (laminage à froid) sur des feuilles d'environ 0,5 mm. épaisseur
Le processus de laminage à froid 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.
Enfin, les feuilles sont sciées
Toutes les tôles, les moulages, les forgés et les matériaux en laiton extrudé reçoivent un bain chimique, généralement 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 facilité de production en font 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):
Écrous, boulons, pièces filetées
- Bornes
- Jets
- Robinets
- Injecteurs
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