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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’articleAuteur(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.
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1. Norme
En Europe, les pièces moulées en alliages de cuivre sont régies par la norme NF EN 1982 « Cuivre et alliages de cuivre. Lingots et pièces moulées » qui regroupe :
-
les systèmes de désignations des alliages,
-
les limites de composition des principaux alliages utilisés en Europe,
-
les caractéristiques mécaniques minimales requis pour les différents procédés de moulage.
La norme NF EN 1982 précise également les nuances validées pour réaliser des pièces pouvant entrer en contact avec l’eau potable. Néanmoins, d’autres nuances peuvent être utilisées sous réserve qu’elles aient subi les tests requis.
La désignation du traitement thermique n’est pas indiquée dans cette norme.
1.1 Systèmes de désignation
1.1.1 Désignation des alliages
Cette norme propose deux systèmes de désignation :
-
le premier est basé sur symboles chimiques : CuAl10Fe5Ni5-C désigne un alliage contenant 10 % d’aluminium, 5 % de fer et 5 % de nickel en éléments d’addition principaux (pourcentage massique). Cette désignation est complétée par la lettre B pour les lingots et la lettre C pour les pièces moulées ;
-
le second système est un système numérique s’appuyant sur la norme NF EN 1412 « Cuivre et alliages de cuivre. Système européen de désignation numérique » la désignation de l’alliage précédent est CC333G pour les pièces (CB333G pour les lingots).
1.1.2 Désignation des procédés
Les procédés de moulage sont désignés par les abréviations suivantes :
-
GS moulage en sable,
-
GM moulage en coquille (moule...
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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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