Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la version actualisée de l’article M800 intitulé « Fonderie et moulage des alliages de cuivre », rédigé par Dominique ARNAUD et paru en janvier 1989.
RÉSUMÉ
Les alliages cuivreux moulés nous accompagnent tous les jours. Dans cet article, sont présentés la grande diversité des alliages cuivreux et leurs différentes métallurgies. Les aptitudes fonctionnelles des alliages cuivreux moulés sont exposées en lien avec les applications et le rôle des principaux éléments d’alliages. Les propriétés des différents alliages moulés sont ensuite présentées avec leur spécificité d’élaborations, de moulage et de coulée. Enfin, la question des contrôles est abordée avec une présentation des différents moyens utilisés quotidiennement pour le contrôle des pièces moulées en alliage de cuivre.
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Lire l’articleABSTRACT
We use cast copper alloys every day. In this article, a broad range of copper alloys and their different metallurgies are presented. The first part is dedicated to the functional abilities of copper alloys in relation to their applications and the effect of the alloying components. The properties of cast copper alloys are then detailed with their specific melting and casting requirements. In the last part, the different methods used daily to inspect copper alloy castings are presented.
Auteur(s)
-
Michel STUCKY : Docteur Ingénieur, expert alliages non ferreux à CTIF, chargé de cours à l’ESFF, - Sèvres, France
INTRODUCTION
Le cuivre accompagne l’être humain depuis 9000 av. J.-C. et aujourd’hui encore de nombreuses réalisations ne sauraient se passer du cuivre. Ainsi le projet Tore Supra (production d'énergie par fusion nucléaire) fait appel au cuivre dans la réalisation des Tokamak, de même, sans le cuivre le navire « Harmony of the Sea » ne serait jamais sorti du chantier naval de Saint-Nazaire. Sa réalisation a en effet nécessité 700 t de cuivre rien que pour la réalisation des câblages. Bien que les alliages moulés représentent moins de 5 % du tonnage d’alliage cuivreux, nous utilisons quotidiennement des pièces moulées en alliages cuivreux : robinet, compteurs d’eau. Cependant, leur importance industrielle est bien plus stratégique dans des domaines aussi variés que la pétrochimie, la sidérurgie et bien sûr la décoration. Malheureusement, autant les métallurgies des aciers, des fontes et, à un degré moindre, des alliages d’aluminium sont enseignées, autant la métallurgie du cuivre reste quasiment ignorée malgré l’importance industrielle de ces alliages.
Cet article a donc pour objectif de combler en partie ce manque afin :
-
de présenter de façon synthétique les connaissances sur les alliages cuivreux moulés ;
-
de fournir au lecteur les informations de base sur ces alliages.
Dans cet article, ne sont présentés volontairement que les alliages référencés dans la norme européenne. En effet, cet article a aussi pour ambition d’accompagner le lecteur dans une première sélection dans le choix d’un couple matériau/procédé à partir de besoins fonctionnels connus. Dans cette optique, il est important, au moins dans un premier temps, d’éviter les alliages de diffusion confidentielle. Les alliages présents dans la normes offrent l’avantage d’être les plus industriels et donc d’offrir un large panel de fournisseurs tant d’alliages que de pièces moulées.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
copper | alloy | casting | cast
DOI (Digital Object Identifier)
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Contrôle
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2. Alliages de moulage
2.1 Cuivre pur
Il n’existe qu’une nuance de cuivre pur spécifiée dans la norme NF EN 1982. Aucune composition n’est spécifiée pour cette nuance, qui ne doit répondre qu’à des minima de caractéristiques mécaniques et de conductivité électrique. La difficulté de la réalisation de pièce en cuivre pur est la forte réactivité du cuivre liquide avec l’oxygène et avec l’hydrogène qui conduit au phénomène de rochage (figure 9).
Le phénomène de rochage s'observe lorsque le cuivre contient simultanément de l’oxygène sous forme Cu2O et de l’hydrogène monoatomique dissous. Lors de la solidification, l’hydrogène dissout réagit avec Cu2O selon le mécanisme :
mécanisme conduisant à la formation de porosités de grande taille.
Cette réaction se produit pour des teneurs en oxygène et en hydrogène nettement plus basses que celle nécessaires à la formation de l’eutectique Cu-Cu2O ou des piqûres de gazage.
Cette forte réactivité du cuivre liquide impose de ne pas utiliser d’outil en fer même bien protégé (poteyé) au risque de voir rapidement chuter la conductivité électrique.
Enfin, il faut ajouter les mauvaises propriétés de fonderie des métaux purs : coulabilité médiocre et tendance marquée à la crique.
Tout cela explique qu’il est très difficile de tenir, simultanément, l’ensemble des minima de la norme NF EN 1982 (tableau 6). On lui préfère donc des alliages peu alliés tels que le cuprochrome dont les propriétés mécaniques sont plus intéressantes tout en conservant des bonnes conductibilités électriques...
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Alliages de moulage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LACOSTE (I.), STUCKY (M.) - Alliages de cuivre – Quelles applications dans le futur face à leurs concurrents ? - Sèvres : ETIF (2011).
-
(2) - * - http://copperalliance.fr/docs/librariesprovider18/architecture-interieure/comment-colorer-le-cuivre-et-ses-alliages/coloration.pdf?sfvrsn=2. Institut Européen du Cuivre. [En ligne].
-
(3) - ARNAUD (D.) - Traitement Thermique des cupro-aluminiums. Fonderie. - N° 367, pp. 161-166 (1977).
-
(4) - APPOLAIRE (B.) - * - . – http://mms2.ensmp.fr/mat_nancy/germination/transparents/5_germination_r.pdf. http://mms2.ensmp.fr/. [En ligne].
-
(5) - HEUZE (J.-L.) - Endommagement par érosion de cavitation de métaux et alliages de structure cubiques à faces centrées. - Thèse. Université Paris 6 (1988).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Corrosion des métaux et alliages – Détermination de la résistance à la dézincification des alliages de cuivre avec le zinc – Partie 1 : méthode d'essai. - EN ISO 6509-1 -
-
Cuivre et alliages de cuivre – Système européen de désignation numérique. - EN 1412 -
-
Fonderie – Conditions techniques de fourniture – Partie 1 : généralités. - EN 1559-1 -
-
Cuivre et alliages de cuivre – Formes brutes de coulée en cuivre. - EN 1976 -
-
Cuivre et alliages de cuivre – Alliages mères. - EN 1981 -
-
Cuivre et alliages de cuivre – Lingots et pièces moulées. - EN 1982 -
ANNEXES
Centre Technique des Industries de la Fonderie (CTIF).
Centre d’Information du Cuivre.
Association Française de Normalisation (AFNOR).
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https://www.kupferinstitut.de/de/arbeitsmittel/kupferschluessel.html
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