Qu'est-ce que le cuivre, qu'est-ce que le laiton et quelle est la différence entre eux?
La grande variété de métaux utilisés en génie électrique et en commerce a conduit à beaucoup de discussions au sein de l'industrie manufacturière. Ces débats découlent de l'incapacité des utilisateurs de métaux pour distinguer les différents matériaux, en particulier lorsque les différences sont subtiles et lorsqu'ils sont utilisés comme conducteurs électriques.
Le cuivre et le laiton sont deux exemples de métaux qui sont souvent confondus. Lorsqu'il est placé côte à côte, vous pouvez remarquer que le cuivre et le laiton sont quelque peu similaires. Cependant, il existe de légères différences de couleur et la distinction des deux nécessite une expertise considérable. Pour éviter d'utiliser le mauvais métal pour votre projet, la compréhension de ces problèmes peut être cruciale pour un projet réussi. Cet article expliquera ces problèmes en détail pour déterminer la différence entre le cuivre et le laiton.
Tout d'abord, comprenons ce que sont les cuivres et le cuivre.
Le cuivre (cuivre rouge) est l'un des premiers métaux découverts, traités et utilisés par les humains. En effet, le cuivre existe dans son état naturel. Ce métal pur a été utilisé à l'époque préhistorique pour fabriquer des outils, des armes et des ornements. Contrairement aux laitons fabriquées artificiellement, c'est un métal pur qui convient facilement au traitement. Le cuivre peut être utilisé seul ou combiné avec d'autres alliages et métaux purs pour former un sous-ensemble d'alliages. Le cuivre est composé d'éléments à haute conductivité électrique et thermique. Dans sa forme la plus pure, il est doux et malléable. Pendant des milliers d'années, il a été utilisé comme élément structurel et matériau de construction dans d'autres alliages.
Le laiton fait référence à un alliage de cuivre contenant une certaine quantité de zinc. Pour cette raison, ce métal est souvent confondu avec le cuivre. Le laiton est également composé d'autres métaux, tels que l'étain, le fer, l'aluminium, le plomb, le silicium et le manganèse. L'ajout de ces autres métaux aide à créer une combinaison plus unique de caractéristiques. Par exemple, la teneur en zinc en laiton aide à augmenter la ductilité et la résistance du matériau en cuivre de base en laiton. Plus la teneur en zinc en laiton est élevée, plus l'alliage est flexible. De plus, en fonction de la quantité de zinc ajoutée, sa couleur peut aller du rouge au jaune.
Le laiton est principalement utilisé à des fins décoratives en raison de sa ressemblance avec l'or. De plus, en raison de sa durabilité et de son ouvrabilité, il est souvent utilisé dans les instruments de musique.
Comparons 17 différences entre le laiton et le cuivre.
Dans cette section, nous fournirons une comparaison détaillée de 17 différences entre le laiton et le cuivre, suivie d'un résumé. Composition élémentaire
Ces deux métaux peuvent être distingués par leur composition élémentaire. Comme mentionné précédemment, le cuivre est un métal de base pur avec une conductivité électrique élevée. Sa structure électronique est similaire à celle de l'argent et de l'or. Le laiton, comme un métal, est un alliage de cuivre et de zinc. Contrairement au cuivre, il peut contenir une variété de compositions élémentaires en fonction de la forme en alliage. La composition élémentaire commune du laiton comprend ses composantes principales, le cuivre (Cu) et le zinc (Zn), mais selon la forme d'alliage, il peut contenir les éléments suivants:
· Aluminium (AL)
· Antimoine
· Iron (FE)
· Lead (PB)
· Nickel (ni)
· Phosphore (P)
· Silicon (Si)
· Soufre (s)
· Tin (SN)
Résistance à la corrosion
La corrosion peut également être utilisée pour distinguer ces deux métaux. Aucun des métaux ne contient du fer, le rendant sensible à la rouille. Le cuivre, au fil du temps, oxyde, formant une patine verte. Cela protège la surface du métal de cuivre d'une nouvelle corrosion. Cependant, le laiton, un alliage de cuivre, de zinc et d'autres éléments, est également résistant à la corrosion. En résumé, le laiton a une couleur plus dorée et une plus grande résistance à la corrosion que le cuivre.
Conductivité électrique
Les différences de conductivité électrique entre divers métaux ne sont souvent pas comprises. Cependant, en supposant que la conductivité d'un matériau, car elle semble similaire à un autre matériau conducteur de capacité connue peut être désastreuse pour un projet. Cette erreur est quelque peu évidente dans le phénomène de l'utilisation de cuivres au lieu du cuivre dans les applications électriques.
En comparaison, le cuivre est la norme de conductivité pour la plupart des matériaux. Ces mesures sont exprimées par rapport au cuivre. Cela signifie que le cuivre n'a aucune résistance et est 100% conducteur dans un sens absolu. Le laiton, en revanche, est un alliage de cuivre et n'a que 28% de la conductivité du cuivre.
La conductivité thermique d'un matériau est simplement une mesure de sa capacité à mener la chaleur. Cette conductivité thermique varie du métal au métal et doit être prise en compte lorsqu'un matériau est utilisé dans un environnement de fonctionnement à haute température. La conductivité thermique d'un métal pur reste constante avec l'augmentation de la température, tandis que la conductivité thermique d'un alliage augmente avec l'augmentation de la température. Dans ce cas, le cuivre est un métal pur, tandis que le laiton est un alliage. En comparaison, le cuivre a la conductivité la plus élevée, à 223 BTU / (hr · ft.f), tandis que le laiton a une conductivité de 64 BTU / (hr · ft.f).
Point de fusion
Le point de fusion d'un métal est crucial pour la sélection des matériaux d'ingénierie. En effet, au point de fusion, une défaillance des composants peut se produire. Lorsqu'un matériau métallique atteint son point de fusion, il passe d'un état solide à un état liquide. À ce stade, le matériau ne peut plus remplir sa fonction prévue.
Une autre raison est que le métal est plus facile à former dans son état liquide. Cela peut aider à choisir la meilleure formabilité entre le cuivre et le laiton pour un projet. En termes métriques, le cuivre a un point de fusion maximal de 1084 degrés (1220 degrés F), tandis que le laiton fond entre 900 degrés et 940 degrés. La gamme des points de fusion du laiton est attribuée à sa composition élémentaire différente.
Dureté
La dureté d'un matériau est sa capacité à résister à la déformation localisée, ce qui pourrait résulter de l'indentation d'une géométrie prédéterminée sur une surface plane du métal sous une charge prédéterminée. Le laiton, en tant que métal, est plus fort que le cuivre. Sur l'échelle de dureté, la dureté en laiton varie de 3 à 4. Le cuivre, en revanche, a une dureté de 2,5 à 3 sur le graphique du harnais métallique. Le laiton est le produit de compositions variables de cuivre et de zinc. Plus la teneur en zinc est élevée, plus la dureté et la ductilité des cuivres sont importantes.
Poids
En comparant les poids des métaux, l'eau peut être choisie comme référence pour la gravité spécifique - une valeur donnée de 1. La gravité spécifique des deux métaux est ensuite comparée en tant que fraction de la densité plus lourde ou plus légère. Cela révèle que le cuivre est le plus lourd, avec une densité de 8 930 kg / m³. Le laiton, en revanche, a une densité allant de 8 400 kg / m³ à 8 730 kg / m³, selon sa composition élémentaire.
Durabilité
La durabilité d'un matériau fait référence à sa capacité à maintenir la fonctionnalité sans réparation ou entretien excessive pendant sa demi-vie, malgré les défis du fonctionnement normal. Les deux métaux présentent des niveaux de durabilité presque identiques dans leurs applications respectives. Cependant, le cuivre présente la plus grande flexibilité par rapport au laiton.
Machinabilité
La machinabilité d'un matériau fait référence à sa capacité à être coupée (usinée) pour obtenir une finition de surface acceptable. Les activités d'usinage comprennent le broyage, la coupe et le moulage. La machinabilité peut également être prise en compte du point de vue de la fabrication du matériau. Le laiton, en revanche, a une machinabilité plus élevée que le cuivre. Cela rend le laiton idéal pour les applications nécessitant un niveau élevé de formabilité.
Formulation
Le cuivre présente une formabilité exceptionnelle, mieux décrite par sa capacité à produire du fil de taille micron avec un minimum de recuit souple. Généralement, la force des alliages de cuivre (comme le laiton) augmente en proportion directe de la nature et de la quantité de travail au froid. Les méthodes de formation courantes incluent le moulage, la flexion, les étirements et le dessin profond. Par exemple, la cartouche en laiton présente des propriétés de dessin profond. Essentiellement, les alliages de cuivre et de cuivre en laiton présentent une formabilité exceptionnelle, mais le cuivre est très flexible par rapport aux laiton.
Soudabilité
Le cuivre est plus facile à souder que le laiton. Cependant, tous les alliages de laiton, à l'exception de ceux qui contiennent le plomb, sont soudables. De plus, plus la teneur en zinc est faible, plus il est facile de souder. Par conséquent, le laiton avec un contenu en zinc inférieur à 20% a une bonne soulabilité, tandis que le laiton avec une teneur en zinc supérieure à 20% a une soudabilité modérée. Enfin, le métal en laiton coulé n'est que marginalement soulable.
Comme mentionné précédemment, les alliages en laiton de plomb-tin ne sont pas soudables. L'exposition à une chaleur à soudure élevée, à un préchauffage élevé et à des taux de refroidissement lents doit être évité.
Limite d'élasticité
La limite d'élasticité est considérée comme la contrainte maximale à laquelle un matériau commence à se déformer en permanence. Dans une comparaison du cuivre et du laiton, le laiton a une limite d'élasticité plus élevée que le cuivre. Pour soutenir cette affirmation, les composants en laiton ont une limite d'élasticité de 34,5 "jusqu'à 683 MPa (5, 000 - 99, 100 psi), tandis que les composants en cuivre ont un 33,3 MPa (4 830 psi).
Résistance à la traction ultime
La résistance à la traction ultime d'un composant ou d'un matériau est sa résistance maximale contre la fracture. Le laiton est plus difficile et plus fort que le cuivre, ce qui le rend plus susceptible de craquer. Cela explique la résistance à la traction ultime inférieure du laiton, mais elle peut être augmentée en fonction de la composition élémentaire. Le cuivre a une contrainte de traction ultime de 210 MPa (30 500 psi). Le laiton, en revanche, a une plage de résistance à la traction ultime de 124 à 1030 MPa (18 000 à 150 000 psi).
Résistance au cisaillement
La résistance au cisaillement est la résistance d'un matériau à la réduction ou à la défaillance structurelle, en particulier lorsqu'elle échoue en cisaillement. Dans ce contexte, la charge de cisaillement est une force qui fait glisser le matériau ou le composant le long d'un plan parallèle à la force. Lorsqu'il est mesuré, il est clair que le laiton a la plus forte résistance au cisaillement (35 000 à 48 000 psi), tandis que le laiton a le plus bas (25 000 psi).
Couleur
Le cuivre est un métal pur, tandis que le laiton est un alliage de cuivre. Par conséquent, la couleur du cuivre est souvent suffisante pour faire la distinction entre le cuivre et le laiton. Le cuivre est généralement brun rougeâtre, tandis que le laiton peut varier en couleur, selon sa composition élémentaire, y compris le jaune doré, l'or rougeâtre ou l'argent.
La société possède un groupe de principales lignes de production de transformation de cuivre en Chine, notamment:
Ligne de production allemande de tube en cuivre importée allemande (production annuelle de 30 000 tonnes)
Ligne de roulement en feuille de cuivre de technologie japonaise (le plus mince jusqu'à 6 μm)
Ligne d'extrusion continue en cuivre entièrement automatique
Feuille de cuivre intelligente et unité de moulin à finition à bande
Le contrôle numérique et la gestion de l'ensemble du processus de production sont réalisés via le système MES, et la précision dimensionnelle des produits peut atteindre ± 0,01 mm.
