Le laiton est un alliage binaire composé de cuivre et de zinc, produit depuis des millénaires et apprécié pour sa facilité de travail, sa dureté, sa résistance à la corrosion et son aspect esthétique.
Jindalai (Shandong) Steel Group Co., Ltd. propose une variété de produits en laiton de tailles et de quantités adaptées 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 Mohs : 3-4
2. Caractéristiques
Les propriétés exactes des différents laitons dépendent de la composition de l'alliage, notamment du rapport cuivre/zinc. Toutefois, de manière générale, tous les laitons sont appréciés pour leur usinabilité, c'est-à-dire la facilité avec laquelle on peut leur donner les formes souhaitées tout en conservant une résistance élevée.
Bien qu'il existe des différences entre les laitons à haute et basse 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 bas point de fusion, le laiton se coule relativement facilement. Cependant, pour les applications de fonderie, une teneur élevée en zinc est généralement préférable.
Les laitons à faible teneur en zinc se travaillent facilement à froid et se soudent et se brasent aisément. Une teneur élevée en cuivre permet également la formation d'une couche d'oxyde protectrice (patine) en surface, qui prévient la corrosion ; une propriété précieuse pour les applications exposant le métal à l'humidité et aux intempéries.
Ce métal possède une bonne conductivité thermique et électrique (sa conductivité électrique peut atteindre 23 % à 44 % de celle du cuivre pur) et résiste à l'usure et aux étincelles. À l'instar du cuivre, ses propriétés bactériostatiques expliquent son utilisation dans les installations sanitaires et les établissements de santé.
Le laiton est considéré comme un alliage à faible coefficient de frottement et non magnétique, et ses propriétés acoustiques expliquent son utilisation dans de nombreux instruments de musique pour fanfares. Les artistes et les architectes apprécient ses qualités esthétiques, car il peut être produit dans une large palette 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 qui l'emploient, on peut catégoriser et résumer quelques utilisations finales en fonction de la nuance de laiton utilisée :
● Laiton de décolletage (par exemple C38500 ou laiton 60/40) :
● Écrous, boulons, pièces filetées
● Terminaux
● Jets
● Robinets
● Injecteurs
4. Histoire
Les alliages de cuivre et de zinc étaient produits dès le Ve siècle avant J.-C. en Chine et largement utilisés en Asie centrale aux IIe et IIIe siècles avant J.-C. Ces objets métalliques décoratifs peuvent toutefois être qualifiés d’« alliages naturels », car rien ne prouve que leurs fabricants aient intentionnellement allié le cuivre et le zinc. Il est plus 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 vaporise et imprègne le cuivre, produisant ainsi un laiton relativement pur contenant de 17 à 30 % de zinc. Ce procédé de fabrication du laiton a été utilisé pendant près de 2 000 ans, jusqu'au début du XIXe siècle. Peu après la découverte du procédé de fabrication du laiton par les Romains, cet alliage était utilisé pour la frappe de monnaie dans certaines régions de la Turquie actuelle. Son usage s'est rapidement répandu dans tout l'Empire romain.
5. Types
Le terme « laiton » désigne de manière générique une vaste gamme d'alliages cuivre-zinc. En réalité, plus de 60 types de laiton différents sont spécifiés par les normes EN (normes européennes). La composition de ces alliages peut varier considérablement en fonction des propriétés requises pour une application particulière.
6. Production
Le laiton est le plus souvent 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 produire la nuance de laiton exacte requise.
Le zinc commence à bouillir et à se vaporiser à 907 °C (1665 °F), une température inférieure au point de fusion du cuivre (1083 °C ou 1981 °F). Par conséquent, le cuivre doit d'abord être fondu. Une fois fondu, on ajoute le zinc dans une proportion adaptée à la nuance de laiton produite, en tenant compte des pertes 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 obtenir l'alliage souhaité. Une fois l'alliage fondu prêt, il est coulé dans des moules où il se solidifie en grandes plaques ou billettes. Ces billettes, le plus souvent en laiton alpha-bêta, peuvent être directement transformées en fils, tubes et tuyaux par extrusion à chaud, qui consiste à pousser le métal chauffé à travers une filière, ou par forgeage à chaud.
Si elles ne sont ni extrudées ni forgées, les billettes sont réchauffées et laminées à chaud entre des rouleaux d'acier. On obtient ainsi des plaques d'une épaisseur inférieure à 13 mm. Après refroidissement, le laiton est usiné par une fraiseuse qui enlève une fine couche de métal afin d'éliminer les défauts de fonderie et l'oxyde de surface.
Sous atmosphère gazeuse afin d'éviter l'oxydation, l'alliage est chauffé puis laminé une seconde fois, un procédé appelé recuit, avant d'être laminé à froid pour obtenir des feuilles d'environ 2,5 mm d'épaisseur. Le laminage à froid modifie la structure interne du laiton, ce qui permet d'obtenir un métal beaucoup plus résistant et dur. Cette étape peut être répétée jusqu'à l'obtention de l'épaisseur ou de la dureté souhaitée.
Enfin, les feuilles sont sciées et cisaillées pour obtenir la largeur et la longueur requises. Toutes les feuilles, qu'elles soient en laiton coulé, forgé ou extrudé, subissent un bain chimique, généralement à base d'acide chlorhydrique et sulfurique, afin d'éliminer la calamine et le ternissement dus à l'oxyde de cuivre.
Jindalai propose en stock des feuilles et bobines de laiton d'une épaisseur de 0,05 à 50 mm, recuites, semi-dures, trempées et écrouies. D'autres états de trempe et alliages sont également disponibles. N'hésitez pas à nous contacter pour toute demande ; nous serons ravis de vous conseiller.
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Date de publication : 19 décembre 2022
