Le laiton est un alliage binaire composé de cuivre et de zinc qui est produit depuis des millénaires et est apprécié pour sa capacité de travail, sa dureté, sa résistance à la corrosion et son aspect attrayant.
Jindalai (Shandong) Steel Group Co., Ltd. propose une variété de produits en laiton dans des tailles et des quantités pour répondre aux besoins de tout projet.
1. Propriétés
● Type d'alliage : Binaire
● Contenu : Cuivre et zinc
● Densité : 8,3-8,7 g/cm3
● Point de fusion : 1652-1724 °F (900-940 °C)
● Dureté de Mohs : 3-4
2. Caractéristiques
Les propriétés exactes des différents laitons dépendent de la composition de l'alliage, notamment du rapport cuivre-zinc. Cependant, en général, tous les laitons sont appréciés pour leur usinabilité, c'est-à-dire la facilité avec laquelle ils peuvent être façonnés selon les formes souhaitées tout en conservant une résistance élevée.
Bien qu'il existe des différences entre les laitons à forte 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). Grâce à son point de fusion bas, le laiton se coule relativement facilement. Cependant, pour les applications de fonderie, une teneur élevée en zinc est généralement préférée.
Les laitons à faible teneur en zinc peuvent être facilement travaillés à froid, soudés et brasés. Une teneur élevée en cuivre permet également au métal de former une couche d'oxyde protectrice (patine) à sa surface, qui le protège contre la corrosion, une propriété précieuse dans les applications exposées à l'humidité et aux intempéries.
Ce métal présente une bonne conductivité thermique et électrique (sa conductivité électrique peut atteindre 23 % à 44 % de celle du cuivre pur), ainsi qu'une résistance 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 frottement et amagnétique, et ses propriétés acoustiques ont conduit à son utilisation dans de nombreux instruments de musique de fanfare. Artistes et architectes apprécient les qualités esthétiques de ce métal, car il peut être produit dans une gamme de couleurs allant du rouge profond au jaune doré.
3. Applications
Les propriétés précieuses du laiton et sa relative facilité de production en ont fait l'un des alliages les plus utilisés. Dresser une liste exhaustive de toutes les applications du laiton serait une tâche colossale, mais pour se faire une idée des industries et des types de produits dans lesquels on le trouve, nous pouvons catégoriser et résumer certaines utilisations finales selon la nuance de laiton utilisée :
● Laiton de décolletage (par exemple laiton C38500 ou 60/40) :
● Écrous, boulons, pièces filetées
● Terminaux
● Jets
● Robinets
● Injecteurs
4. Histoire
Les alliages cuivre-zinc étaient produits dès le Ve siècle avant J.-C. en Chine et étaient largement utilisés en Asie centrale aux IIe et IIIe siècles avant J.-C. Ces pièces décoratives en métal peuvent cependant être qualifiées d'« alliages naturels », car rien ne prouve que leurs producteurs aient délibérément allié le cuivre et le zinc. Il est probable que ces alliages aient été fondus à partir de minerais de cuivre riches en zinc, produisant ainsi des métaux bruts semblables au laiton.
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, a eu lieu vers le 1er siècle avant J.-C. Le laiton à la calamine était produit à l'aide d'un procédé de cémentation, dans lequel le cuivre était fondu dans un creuset avec du minerai de smithsonite (ou calamine) broyé.
À haute température, le zinc présent dans ce minerai se transforme en vapeur et imprègne le cuivre, produisant ainsi un laiton relativement pur contenant entre 17 et 30 % de zinc. Cette méthode de production du laiton fut utilisée pendant près de 2 000 ans, jusqu'au début du XIXe siècle. Peu après la découverte du laiton par les Romains, cet alliage fut utilisé pour la frappe de monnaie dans certaines régions de l'actuelle Turquie. Cette pratique se répandit rapidement dans tout l'Empire romain.
5. Types
Le terme « laiton » désigne une large gamme d'alliages cuivre-zinc. En effet, les normes EN (normes européennes) définissent plus de 60 types de laiton différents. Ces alliages peuvent présenter des compositions très variées selon les propriétés requises pour une application donnée.
6. Production
Le laiton est généralement produit à partir de déchets de cuivre et de lingots de zinc. Les déchets de cuivre sont sélectionnés en fonction de leurs impuretés, car certains éléments supplémentaires sont nécessaires pour obtenir la nuance de laiton exacte requise.
Le zinc commençant à bouillir et à se vaporiser à 907 °C (1 665 °F), soit en dessous du point de fusion du cuivre (1 981 °F), il faut d'abord fondre ce dernier. Une fois fondu, le zinc est ajouté dans une proportion adaptée à la qualité du laiton produit. Une marge est toutefois prévue pour la perte de zinc par vaporisation.
À ce stade, d'autres métaux, tels que le plomb, l'aluminium, le silicium ou l'arsenic, sont ajoutés au mélange pour créer l'alliage souhaité. Une fois l'alliage fondu prêt, il est coulé 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, qui consiste à pousser le métal chauffé à travers une matrice, ou par forgeage à chaud.
Si elles ne sont ni extrudées ni forgées, les billettes sont ensuite réchauffées et acheminées entre des laminoirs en acier (procédé appelé laminage à chaud). On obtient ainsi des brames d'une épaisseur inférieure à 13 mm (1/2 pouce). Après refroidissement, le laiton passe dans une fraiseuse, ou scalpeuse, qui découpe une fine couche de métal afin d'éliminer les défauts de surface et l'oxyde.
Sous atmosphère gazeuse pour éviter l'oxydation, l'alliage est chauffé et laminé à nouveau (recuit), avant d'être laminé à froid à des températures plus basses pour obtenir des feuilles d'environ 2,5 mm d'épaisseur. Le laminage à froid déforme la structure interne du grain du laiton, ce qui donne un métal beaucoup plus résistant et plus dur. Cette étape peut être répétée jusqu'à l'obtention de l'épaisseur ou de la dureté souhaitée.
Enfin, les tôles sont sciées et cisaillées pour obtenir la largeur et la longueur requises. Toutes les tôles, qu'elles soient coulées, forgées ou extrudées, sont soumises à un bain chimique, généralement à base d'acide chlorhydrique et sulfurique, afin d'éliminer les dépôts d'oxyde de cuivre noir et le ternissement.
Jindalai propose des tôles et bobines de laiton d'une épaisseur de 0,05 à 50 mm, dans les états recuit, quart-dur, demi-dur et dur. D'autres états et alliages sont également disponibles. N'hésitez pas à nous contacter pour un conseil professionnel.
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Date de publication : 19 décembre 2022