Caractéristiques du cuivre
Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc
Le cuivre blanc est un alliage de cuivre et de nickel
Le bronze est un alliage de cuivre et d'éléments autres que le zinc et le nickel, principalement le bronze à l'étain, le bronze à l'aluminium, etc.
Le cuivre rouge est du cuivre avec une teneur élevée en cuivre et la teneur totale en autres impuretés est inférieure à 1 %.
Le cuivre rouge est du cuivre pur, également appelé cuivre rouge. La densité du cuivre pur est de 8,96 et le point de fusion est de 1083 degrés. Il a une bonne conductivité électrique et thermique, une excellente plasticité et est facile à traiter par pressage à chaud et à froid. Il est largement utilisé dans la fabrication de fils, câbles, brosses, cuivre spécial électro-gravé pour étincelles électriques et autres produits nécessitant une bonne conductivité.
Il doit son nom à sa couleur rouge pourpre. Ce n'est pas nécessairement du cuivre pur. Parfois, une petite quantité d’éléments désoxydants ou d’autres éléments sont ajoutés pour améliorer le matériau et les performances, c’est pourquoi il est également classé comme alliage de cuivre. Selon la composition, les matériaux chinois de traitement du cuivre peuvent être divisés en quatre catégories : cuivre ordinaire (T1, T2, T3, T4), cuivre sans oxygène (TU1, TU2 et cuivre sans oxygène sous vide de haute pureté), cuivre désoxydé. (TUP, TUMn) et du cuivre spécial avec une petite quantité d'éléments d'alliage (cuivre arsenic, cuivre tellure, cuivre argent).
La conductivité électrique et la conductivité thermique du cuivre sont juste derrière l'argent, et il est largement utilisé pour fabriquer des équipements conducteurs et thermoconducteurs. Le cuivre présente une bonne résistance à la corrosion dans l'atmosphère, l'eau de mer, certains acides non oxydants (acide chlorhydrique, acide sulfurique dilué), les alcalis, les solutions salines et divers acides organiques (acide acétique, acide citrique), et est utilisé dans l'industrie chimique. De plus, le cuivre a une bonne soudabilité et peut être transformé en divers produits semi-finis et finis par traitement plastique à froid et à chaud. Dans les années 1970, la production de cuivre dépassait la production totale des autres types d’alliages de cuivre.
Les impuretés traces dans le cuivre ont un impact sérieux sur la conductivité électrique et thermique du cuivre. Parmi eux, le titane, le phosphore, le fer, le silicium, etc. réduisent considérablement la conductivité électrique, tandis que le cadmium, le zinc, etc. ont peu d'effet. L'oxygène, le soufre, le sélénium, le tellure, etc. ont une très faible solubilité solide dans le cuivre et peuvent former des composés fragiles avec le cuivre. Ils ont peu d’effet sur la conductivité, mais peuvent réduire la plasticité du traitement. Lorsque le cuivre ordinaire est chauffé dans une atmosphère réductrice contenant de l'hydrogène ou du monoxyde de carbone, l'hydrogène ou le monoxyde de carbone réagit facilement avec l'oxyde cuivreux (Cu2O) au niveau des joints de grains pour produire de la vapeur d'eau à haute pression ou du dioxyde de carbone, ce qui peut provoquer la fissuration du cuivre. Ce phénomène est souvent appelé « maladie de l’hydrogène » du cuivre. L'oxygène est nocif pour la soudabilité du cuivre. Le bismuth ou le plomb forme un eutectique à bas point de fusion avec le cuivre, rendant le cuivre chaud et cassant ; et lorsque le bismuth fragile est distribué sous la forme d'un film mince au joint des grains, il rend le cuivre froid et cassant. Le phosphore peut réduire considérablement la conductivité du cuivre, mais peut augmenter la fluidité du cuivre liquide et améliorer la soudabilité. Des quantités appropriées de plomb, de tellure, de soufre, etc. peuvent améliorer l'usinabilité.
Laiton : Les alliages de cuivre avec du zinc comme principal élément additif ont une belle couleur jaune et sont collectivement appelés laiton. Les alliages binaires cuivre-zinc sont appelés laiton ordinaire ou laiton simple. Les laitons comportant plus de trois éléments sont appelés laitons spéciaux ou laitons complexes. Les alliages de laiton avec une teneur en zinc inférieure à 36 % sont composés de solutions solides et possèdent de bonnes propriétés d'écrouissage. Par exemple, le laiton avec une teneur en zinc de 30 % est souvent utilisé pour fabriquer des douilles, communément appelés laiton à cartouche ou laiton 73. Les alliages de laiton avec une teneur en zinc comprise entre 36 % et 42 % sont composés de solutions solides, parmi lesquelles le laiton 64 avec une teneur en zinc de 40 % est le plus couramment utilisé. Afin d'améliorer les performances du laiton ordinaire, d'autres éléments tels que l'aluminium, le nickel, le manganèse, l'étain, le silicium et le plomb sont souvent ajoutés. L'aluminium peut améliorer la résistance, la dureté et la résistance à la corrosion du laiton, mais réduire sa plasticité, ce qui le rend adapté aux condenseurs en mer et à d'autres pièces résistantes à la corrosion. L'étain peut améliorer la solidité et la résistance à la corrosion du laiton à l'eau de mer, c'est pourquoi on l'appelle laiton naval, qui est utilisé pour les équipements thermiques et les hélices des navires. Le plomb peut améliorer les performances de coupe du laiton ; ce laiton facile à découper est souvent utilisé comme pièces de montre. Les pièces moulées en laiton sont souvent utilisées pour fabriquer des vannes et des raccords de tuyauterie.
Bronze : désigne à l'origine les alliages de cuivre et d'étain. Plus tard, les alliages de cuivre autres que le laiton et le maillechort furent appelés bronze, et le nom du premier élément principal ajouté était souvent ajouté avant le nom de bronze. Le bronze à l'étain a de bonnes performances de moulage, des performances antifriction et des propriétés mécaniques, et convient à la fabrication de roulements, d'engrenages à vis sans fin, d'engrenages, etc. Le bronze au plomb est un matériau de roulement largement utilisé pour les moteurs et les meuleuses modernes. Le bronze d'aluminium a une résistance élevée, une bonne résistance à l'usure et à la corrosion, et est utilisé pour couler des engrenages, des bagues, des hélices marines, etc. à forte charge. Le bronze au béryllium et le bronze au phosphore ont des limites élastiques élevées et une bonne conductivité et conviennent à la fabrication de ressorts de précision. et des éléments de contact électrique. Le bronze au béryllium est également utilisé pour fabriquer des outils sans étincelles utilisés dans les mines de charbon, les dépôts pétroliers, etc.
Maillechort : un alliage de cuivre dont le nickel est le principal élément ajouté. L'alliage binaire cuivre-nickel est appelé maillechort ordinaire ; les alliages de maillechort avec du manganèse, du fer, du zinc, de l'aluminium et d'autres éléments sont appelés maillechort complexe. Le maillechort industriel est divisé en deux catégories : le maillechort structurel et le maillechort électrique. Le maillechort structurel se caractérise par de bonnes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion et une belle couleur. Ce type de maillechort est largement utilisé dans la fabrication de machines de précision, de machines chimiques et de composants de navires. Le maillechort électrique possède généralement de bonnes propriétés thermoélectriques.
Le cuivre au manganèse, le constantan et le corindon sont du cuivre au manganèse avec des teneurs différentes en manganèse. Ce sont des matériaux utilisés pour fabriquer des instruments électriques de précision, des rhéostats, des résistances de précision, des jauges de contrainte, des thermocouples, etc.
1. Laiton
(1) Laiton ordinaire : C'est un alliage composé de cuivre et de zinc. Lorsque la teneur en zinc est inférieure à 39 %, le zinc peut se dissoudre dans le cuivre pour former une seule phase a, appelée laiton monophasé, qui a une bonne plasticité et convient au traitement sous pression à chaud et à froid. Lorsque la teneur en zinc est supérieure à 39 %, on obtient une monophasée a et une solution solide à base de cuivre-zinc b, appelée laiton biphasé. b rend la plasticité faible et la résistance à la traction augmente, ce qui ne convient que pour le traitement sous pression à chaud. Si la fraction massique du zinc continue d’augmenter, la résistance à la traction diminue et il n’a plus de valeur d’usage. Le code est représenté par "H + chiffre", H représente le laiton et le chiffre représente la fraction massique du cuivre. Par exemple, H68 indique du laiton avec une teneur en cuivre de 68 % et une teneur en zinc de 32 %. Pour le laiton coulé, la lettre « Z » est placée avant le code, par exemple ZH62. Par exemple, Zcuzn38 indique du laiton coulé avec une teneur en zinc de 38 %, le reste étant du cuivre. H90 et H80 sont monophasés et jaune doré, ils sont donc collectivement appelés or et sont appelés placage, décorations, médailles, etc. H68 et H59 sont des laitons duplex, largement utilisés dans les pièces structurelles électriques, telles que les boulons. , écrous, rondelles, ressorts, etc. En général, le laiton monophasé est utilisé pour le traitement de déformation à froid et le laiton duplex est utilisé pour le traitement de déformation à chaud.
(2) Laiton spécial : un alliage multi-éléments composé d’autres éléments d’alliage ajoutés au laiton ordinaire est appelé laiton. Les éléments couramment ajoutés comprennent le plomb, l'étain, l'aluminium, etc., qui peuvent être appelés en conséquence laiton au plomb, laiton étain et laiton aluminium. Le but de l’ajout d’éléments d’alliage. Principalement pour améliorer la résistance à la traction et la transformabilité. Code : "H + symbole de l'élément principal ajouté (sauf le zinc) + fraction massique de cuivre + fraction massique de l'élément principal ajouté + fraction massique des autres éléments". Par exemple, HPb59-1 signifie du laiton au plomb avec une fraction massique de 59 % de cuivre, une fraction massique de 1 % de plomb comme principal élément ajouté, et le reste est du zinc.
2. Bronze : À l’exception du laiton et du maillechort, les autres alliages de cuivre sont collectivement appelés bronze. Le bronze peut être divisé en bronze à l'étain et en bronze spécial (c'est-à-dire en bronze sans étain). Code : La méthode de représentation est composée de « Q + symbole et fraction massique de l'élément principal ajouté + fraction massique des autres éléments ». Les produits de fonderie sont précédés de "Z", par exemple : Qal7 signifie bronze d'aluminium avec 7 % d'aluminium et le reste de cuivre. ZQsn10-1 signifie du bronze à l'étain coulé avec une teneur en étain de 10 %, d'autres éléments d'alliage de 1 % et le reste du cuivre.
(1) Bronze à l'étain : un alliage cuivre-étain avec de l'étain comme principal élément ajouté, également connu sous le nom de bronze à l'étain.
Lorsque la teneur en étain est inférieure à 5 à 6 %, l'étain se dissout dans le cuivre pour former une solution solide et la plasticité augmente. Lorsque la teneur en étain est supérieure à 5 à 6 %, en raison de l'apparition d'une solution solide à base de Cu31sb8-, la résistance à la traction diminue, de sorte que la teneur en étain du bronze à l'étain se situe principalement entre 3 et 14 %. Lorsque la teneur en étain est inférieure à 5 %, elle convient au traitement de déformation à froid, et lorsque la teneur en étain est de 5 à 7 %, elle convient au traitement de déformation à chaud. Lorsque la teneur en étain est supérieure à 10 %, il convient à la coulée. Étant donné que les potentiels des électrodes a et & sont similaires et que l'étain dans la composition forme un film dense de dioxyde d'étain après nitruration, la résistance à la corrosion de l'atmosphère et de l'eau de mer augmente, mais la résistance aux acides est faible. Étant donné que la plage de températures de cristallisation du bronze à l'étain est large, la fluidité est mauvaise, il n'est pas facile de former des cavités de retrait concentrées, mais il est facile de former une ségrégation dendritique et des cavités de retrait dispersées, et le taux de retrait de coulée est faible, ce qui est propice. à obtenir des pièces moulées avec des dimensions très proches du moule de coulée, ce qui le rend adapté à la coulée de formes complexes. La condition de paroi épaisse ne convient pas aux pièces moulées nécessitant une densité élevée et une bonne étanchéité. Le bronze à l'étain a une bonne ténacité antifriction, antimagnétique et à basse température. Le bronze à l'étain peut être divisé en deux catégories selon la méthode de production : le bronze à l'étain traité sous pression et le bronze à l'étain coulé.
A. Bronze à l'étain traité sous pression : la teneur en étain est généralement inférieure à 8 % et il convient au traitement sous pression à froid et à chaud en plaques, bandes, tiges, tubes et autres profilés. Après durcissement, sa résistance à la traction et sa dureté augmentent, tandis que sa plasticité diminue. Après recuit, il peut maintenir une résistance à la traction élevée tout en améliorant la plasticité, en obtenant notamment une limite élastique élevée. Il convient aux instruments qui nécessitent des pièces résistantes à la corrosion et à l'usure, des pièces élastiques, des pièces antimagnétiques et des roulements et manchons coulissants dans les machines. Ceux couramment utilisés sont Qsn4-3 Qsn6.5~0.1.
B. Bronze à l'étain coulé : Il est fourni sous forme de lingots et coulé en pièces moulées par la fonderie. Il convient au moulage de pièces moulées aux formes complexes mais aux exigences de faible densité, telles que les roulements lisses, les engrenages, etc. Les plus couramment utilisés sont ZQsn10-1 ZQsn6-6-3.
(2) Bronze spécial : d'autres éléments sont ajoutés pour remplacer l'étain, ou c'est du bronze sans étain. La plupart des bronzes spéciaux ont des propriétés mécaniques, une résistance à l'usure et à la corrosion plus élevées que le bronze à l'étain. Les plus couramment utilisés comprennent le bronze d'aluminium (QAL7 QAL5) et le bronze au plomb (ZQPB30). Les alliages à base de cuivre avec du nickel comme principal élément ajouté sont de couleur blanc argenté et sont appelés cuivre blanc. La teneur en nickel est généralement de 10 %, 15 % et 20 %. Plus la teneur est élevée, plus la couleur est blanche. Les alliages binaires cuivre-nickel sont appelés cuivre blanc ordinaire. Les alliages cuivre-nickel contenant du manganèse, du fer, du zinc et de l'aluminium sont appelés cuivre blanc complexe. Le cuivre pur et le nickel peuvent améliorer considérablement la résistance, la résistance à la corrosion, la résistance électrique et les propriétés thermoélectriques. Le cuivre blanc industriel est divisé en cuivre blanc structurel et cuivre blanc électrique selon différentes caractéristiques de performance et utilisations, qui répondent respectivement à diverses résistances à la corrosion et propriétés électriques et thermiques spéciales.
Nuances typiques, composition chimique (%) (fraction massique) : Sn (étain), Al (aluminium), Fe (fer), Pb (plomb), Sb (antimoine), Bi (bismuth), Si (silicium), P ( phosphore), Cu, impuretés totales.
