Avec le cuivre, le bronze et le laiton sont souvent décrits comme des "métaux rouges" en raison de leur couleur nettement rougeâtre. Ils peuvent sembler identiques au départ, mais le bronze et le laiton sont des alliages à base de cuivre contenant d'autres éléments offrant une large gamme de propriétés différentes.
La comparaison du laiton, du bronze et du cuivre est cruciale, car il est facile de confondre ces métaux. De plus, les variations entre ces options métalliques sont très subtiles. Par conséquent, les concepteurs de pièces peuvent être facilement confus lors de la sélection des matériaux. De plus, la similitude de la composition élémentaire de ces métaux rend plus difficile leur classification.
Bien qu'il existe de légères différences de couleur, vous ne pourrez peut-être pas identifier rapidement ces métaux facilement. Le fait encore plus décourageant est que vous ne pouvez en choisir aucun pour votre application. Bien qu'ils présentent de nombreuses similitudes, ils présentent également de nombreuses caractéristiques différentes. Par conséquent, le laiton peut ne pas convenir à certaines applications où vous utiliseriez normalement du cuivre.
Les différences entre le cuivre, le bronze et le laiton
Les différences dans la composition des matériaux du cuivre, du bronze et du laiton se traduisent par des propriétés différentes qui les rendent adaptés à différents cas d'utilisation. Par exemple, le bronze a une résistance élevée à la corrosion par l'eau salée, ce qui en fait un meilleur choix pour les composants marins que le laiton, tandis que l'usinabilité et la maniabilité supérieures du laiton le rendent plus adapté aux applications de tubes et de tiges. Le tableau 1 ci-dessous présente certaines des principales différences entre ces deux matériaux.
Tableau de comparaison
| Le cuivre | Bronze | Laiton | |
|---|---|---|---|
| Caractéristiques | Durable, haute usinabilité | Plus dur et cassant, usinabilité modérée. Le bronze résiste mieux à la corrosion (en particulier à la corrosion par l'eau de mer) et à la fatigue du métal que l'acier et est également un meilleur conducteur de chaleur et d'électricité que la plupart des aciers. | Une plus grande malléabilité, un moindre degré d'usinabilité. Sensible à la fissuration sous contrainte lorsqu'il est exposé à l'ammoniac. Pas aussi dur que l'acier. |
| Point de fusion | 1085 degrés Celsius | 950 degrés Celsius | 900 degrés Celsius |
| Résistance à la corrosion | Excellente résistance à la corrosion | Excellente résistance à la corrosion (y compris l'eau salée) | Bonne résistance à la corrosion |
| Lester | 8930 kg/m3 | 7400 – 8900 kg/m3 | 8720 kg/m3 |
| Composition des éléments | Le cuivre | Primaire : cuivre et étain Autres : Nickel, aluminium, zinc, phosphore, etc. | Primaire : Cuivre et Zinc Autres : Plomb, manganèse, fer, aluminium, silicium, etc. |
| Application | Le plus utilisé dans les équipements électriques tels que le câblage et les moteurs. En effet, il conduit très bien la chaleur et l'électricité et peut être entraîné dans des fils. Il a également des utilisations dans la construction (par exemple les toitures et la plomberie) et les machines industrielles (comme les échangeurs de chaleur). | Accessoires décoratifs, bateaux et navires, hélices et roulements immergés en raison de la résistance à la corrosion par l'eau salée. Largement utilisé pour la sculpture en bronze coulé; Roulements, clips, connecteurs électriques et ressorts ; Pour cloches et cymbales de qualité supérieure. | Decorative, Low-friction applications (locks, gears, doorknobs, ammunition, valves); Plumbing/electronics; Musical instruments for acoustic properties; Zippers & uses where it's important to negate spark(fittings & tools around explosive gas). |
Qu'est-ce que le cuivre ?
Contrairement au bronze et au laiton, le cuivre est l'un des rares métaux pouvant être présents dans la nature sous une forme métallique directement utilisable, et vous pouvez l'utiliser directement pour le traitement. Il existe des qualités de cuivre non allié, et leur nombre d'impuretés peut varier. Les grades de cuivre sans oxygène sont utilisés spécifiquement dans les fonctions où une conductivité et une ductilité élevées sont nécessaires.
- Alliage 101. Ce cuivre sans oxygène convient à toutes les applications nécessitant une ductilité et une conductivité électrique élevées.
- L'alliage 110. Le cuivre électrolytique (ETP) présente la conductivité thermique et électrique la plus élevée. Il a également une excellente ductilité et malléabilité.
- Alliage 122. Bien qu'il soit mécaniquement très similaire à l'alliage 110, il présente une excellente soudabilité et formabilité.
- Alliage 145. Il s'agit d'un tellurure de cuivre. Il a une teneur en tellure d'environ 0,7 %. Comme de nombreux autres alliages de cuivre, il possède une excellente conductivité électrique et thermique, une usinabilité supérieure et une formabilité élevée.
Propriétés du cuivre
Le cuivre est utilisé dans une large gamme de produits en raison de son excellente conductivité électrique et thermique, de sa bonne résistance, de sa bonne formabilité et de sa résistance à la corrosion. Les tuyaux et les raccords de tuyauterie sont généralement fabriqués à partir de ces métaux en raison de leur résistance à la corrosion. Ils peuvent être facilement soudés et brasés, et beaucoup peuvent être soudés par diverses méthodes de gaz, d'arc et de résistance. Ils peuvent être polis et polis pour obtenir presque toutes les textures et tous les lustres souhaités.
Applications du cuivre
Le cuivre se trouve le plus souvent dans les matériaux électriques tels que :
- Fil électrique
- Toiture et plomberie
- Machinerie industrielle
- Composants de télécommunication
- Dissipateurs de chaleur et échangeurs de chaleur
- Les tubes à vide
- Composants anti-biocarburants dans les sous-marins
- Composants architecturaux
Qu'est-ce que le laiton ?
Le laiton est principalement un alliage composé de cuivre et de zinc. Le laiton peut être ajouté avec des quantités variables de zinc ou d'autres éléments. Ces différents mélanges produisent une large gamme de propriétés et de variations de couleur. L'augmentation de la quantité de zinc augmente la résistance et la ductilité du matériau. La couleur du laiton peut varier du rouge au jaune, selon la quantité de zinc ajoutée à l'alliage.
Certains des types courants de laiton disponibles incluent :
- Alliage 260. Cet alliage est également connu sous le nom de laiton de cartouche. Il présente d'excellentes propriétés de travail à froid. Par conséquent, l'alliage 260 convient à l'automobile, aux munitions, à la quincaillerie et aux fixations.
- Alliage 272. Communément appelé laiton jaune, l'alliage 272 contient environ 33 % de zinc. Il est principalement adapté aux applications industrielles.
- Alliage 330. Cet alliage de laiton est précieux dans les domaines où une usinabilité élevée est requise. Sa faible teneur en plomb le rend apte au travail à froid. De nombreux fabricants choisissent l'alliage 330 pour les applications de plomberie.
- Alliage 353. En raison de son excellente usinabilité, le laiton d'horlogerie est utile pour fabriquer des pièces de haute précision, telles que des pièces d'horlogerie.
- Alliage 360. Il s'agit de la qualité de laiton la plus courante. Il présente une excellente formabilité et usinabilité. L'alliage 360 convient également très bien aux applications de brasage et de brasage. De plus, les concepteurs et les machinistes choisissent cet alliage pour les raccords, les fixations, les vannes et les composants de quincaillerie.
- Alliage 464. Également connu sous le nom de laiton naval, cet alliage est connu pour son excellente résistance à la corrosion. Il peut également résister à une large gamme de changements de température. Son aptitude aux processus de formage à froid et à chaud, au pliage, au soudage et au brasage le rend utile dans de nombreuses applications.
Propriétés du laiton
Comparé au bronze, le laiton est plus malléable, ce qui le rend idéal pour les applications nécessitant un haut niveau de formabilité. D'autre part, il présente également un point de fusion nettement inférieur (900 degrés Celsius).
Les autres propriétés du laiton incluent les suivantes :
- Couleur jaune/or atténuée (selon la quantité de zinc)
- Haute résistance à la corrosion (surtout s'il contient une quantité de manganèse supérieure à la moyenne)
- Sensibilité à la fissuration due à un stress excessif
- Hautement coulable
- Conductivité thermique supérieure à la moyenne
- Non ferromagnétique (ce qui facilite la séparation pour le recyclage)
Applications du laiton
Le laiton trouve une application dans un large éventail d'industries, telles que :
- L'aspect plus brillant et doré du laiton en fait un excellent choix pour les applications décoratives.
- Instruments de musique. Sa maniabilité et sa durabilité en font un matériau de base très approprié pour les instruments de musique (par exemple, les cordes de guitare)
- Tuyaux et tubes de plomberie. La haute résistance à la corrosion démontrée par le laiton le rend adapté aux applications de plomberie.
- Semblable au bronze, le laiton est utilisé dans les applications électroniques, en raison de son excellente conductivité électrique.
Qu'est-ce que le bronze ?
Le bronze est un alliage métallique qui contient principalement du cuivre et 12 % d'étain. Le bronze pur (ou commercial) se compose de 90 % de cuivre et de 10 % d'étain. D'autres éléments, tels que l'aluminium, l'arsenic, le manganèse, le phosphore et le silicium, sont également ajoutés pour donner des propriétés différentes. Le bronze a un point de fusion plus élevé que le laiton, à 950°C, et est plus cassant. Ces mélanges forment certains des alliages de bronze courants, notamment :
- Laiton nickelé. C'est un alliage qui contient du cuivre, du nickel et du zinc. Le nickel donne au matériau un aspect presque argenté. Ce matériau a une résistance moyenne et une assez bonne résistance à la corrosion. Ce matériau est généralement utilisé pour fabriquer des instruments de musique, des équipements pour aliments et boissons, des équipements optiques et d'autres articles où l'esthétique est un facteur important.
- Bronze phosphoreux. Cet alliage a typiquement une teneur en étain allant de 0,5 % à 1,0 % et une plage de phosphore de 0,01 % à 0,35 %. Ces alliages se distinguent par leur ténacité, leur résistance, leur faible coefficient de frottement, leur haute résistance à la fatigue et leur grain fin.
- Bronze d'aluminium. Celui-ci a une plage de teneur en aluminium de 6% à 12%, une teneur en fer de 6% (max) et une teneur en nickel de 6% (max). Ces additifs combinés offrent une résistance accrue, combinée à une excellente résistance à la corrosion et à l'usure. Ce matériau est couramment utilisé dans la fabrication de matériel marin, de paliers lisses et de pompes ou vannes qui manipulent des fluides corrosifs.
- Bronze au silicium. Il s'agit d'un alliage qui peut recouvrir aussi bien le laiton que le bronze (laitons au silicium rouge et bronzes au silicium rouge). Ils contiennent généralement 20 % de zinc et 6 % de silicium. Le laiton rouge a une résistance élevée et une résistance à la corrosion et est couramment utilisé pour les tiges de soupape. Le bronze rouge est très similaire mais il a des concentrations plus faibles de zinc. Il est couramment utilisé dans la fabrication de composants de pompes et de vannes.
Propriétés du bronze
Le bronze contient plusieurs propriétés uniques qui le rendent parfaitement adapté à des applications allant des œuvres d'art à l'électronique informatique. Les caractéristiques du bronze comprennent :
- Couleur brun rougeâtre
- Dureté et fragilité (bien qu'il soit généralement moins fragile que la fonte)
- Point de fusion de 950 degrés Celsius
- Haute résistance à la corrosion de l'eau salée
- Faible frottement métal contre métal
Applications du bronze
Les caractéristiques du bronze le rendent approprié pour une utilisation dans des applications fonctionnelles et esthétiques, telles que :
- Marine et pêche. De nombreux bateaux et navires utilisent des raccords et des hélices en bronze en raison de la haute résistance à la corrosion du matériau.
- Sculptures et instruments de musique. Le ton or terne du bronze en fait un matériau de base populaire pour les sculptures et autres projets artistiques, tels que les cloches et les cymbales.
- Connecteurs électriques et ressorts. Certains alliages de bronze sont particulièrement adaptés aux applications électriques en raison de leur excellente conductivité électrique.
- Bagues et roulements. Le faible frottement métal contre métal du matériau le rend adapté aux environnements à fortes contraintes, tels que ceux rencontrés par les bagues et les roulements.
Lequel devriez-vous choisir ?
Comprendre la différence entre le laiton, le bronze et le cuivre vous aidera à apprendre à sélectionner les matériaux pour vos pièces moulées. Le processus de sélection est essentiel pour des résultats de qualité dans les phases de conception et de coulée. Lors de votre sélection, vous devez garder à l'esprit les points suivants.
Bien que ces trois métaux offrent une plus grande durabilité, ils n'offrent pas le même degré d'usinabilité. Vous devriez en tenir compte pour assurer un usinage plus fluide et réduire les coûts.
Le budget est une autre considération clé. Le laiton est le moins cher des trois métaux, tandis que le cuivre est le plus cher. Par conséquent, si le budget est un problème, vous voudrez peut-être opter pour les cuivres.
En fin de compte, l'application et l'aspect pratique joueront également un rôle dans votre choix. L'utilisation finale de votre pièce déterminera le type de métal que vous choisirez. Chaque fois que vous avez besoin de conductivité électrique, le laiton sera bénéfique. Le bronze convient aux applications en eau salée en raison de sa résistance à la corrosion. Il est également durable et dur et peut résister à la fatigue.
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