L'alliage de bronze offre des performances incroyables. Ceux-ci sont fréquemment utilisés dans les poignées de porte et les médailles., mais leurs applications ne s'arrêtent pas là. De plus, le bronze est utilisé dans les composants des moteurs, outils, et des pompes. En outre, il est utilisé de manière vitale dans les cloches et les fontaines ornementales des navires.
Comprendre le bronze
Le métal bronze se trouve généralement dans une couleur brun rougeâtre appartenant au groupe « métal rouge ».. Il contient 88% le cuivre et 12% étain; il est relativement souple et a de nombreuses utilisations industrielles. En plus, l'alliage est plus dur que le cuivre pur, facilitant les processus de fabrication. Le faible contact métal sur métal améliore son applicabilité dans différentes industries. Parfois, des ingrédients tels que le phosphore ou le zinc améliorent les caractéristiques du bronze. La coulée signifie la fusion du bronze, l'ajout d'autres matériaux puis le refroidissement dans des moules à noyau.
Types de métal bronze
Le bronze englobe autour 50 types d'alliages distincts. Par souci de brièveté, voici cinq variétés courantes dans la fabrication:
| Type de bronze | Composition (Éléments supplémentaires) |
| Aluminium Bronze | 6–12% d'aluminium |
| Nickel Aluminium Bronze | 6–13% d'aluminium, jusqu'à 7% fer, 7% nickel |
| Bronze au silicium | Jusqu'à 6% silicium |
| Bronze phosphoreux | Jusqu'à 11% étain, 0.35% phosphore |
| Bronze au manganèse | Jusqu'à 3% manganèse |
Propriétés physiques du bronze
Voici les principales propriétés physiques du bronze:
| Propriété | Description |
| Densité (g/cc) | 5.60 – 9.30 |
| Couleur | Brun rougeâtre métallisé |
| Point de fusion (°C) | 315 – 1180 |
| Point d'ébullition (°C) | 1400 |
| Conductivité thermique (W/m-K) | 1.01 – 208 |
Propriétés chimiques du bronze
Le bronze présente plusieurs caractéristiques chimiques importantes:
| Propriété | Description |
| Résistance à la corrosion | Bien |
| Conductivité électrique | Bien |
| Produits d'oxydation | Oxyde de cuivre, carbonate |
| Magnétique | Non |
| Malléabilité | Bien |
| Ductilité | Haut |
Alliages de bronze courants
Les alliages de bronze courants sont discutés ci-dessous：
Bronze d'aluminium
Le bronze d'aluminium contient aluminium autour 9 à 14%. Il a une haute résistance, rendement, résistance à l'abrasion, et caractéristiques mécaniques. Le bronze d'aluminium est optimal pour les industries maritimes car il résiste à l'eau salée, et les alcalis. Les produits incluent des hélices, vannes, et de nombreuses autres pièces de navire. Il convient également aux engrenages et aux roulements. La force est similaire à 50-55 HRC d'acier au carbone moyen.
Quelques exemples généraux de bronze d'aluminium comprennent:
- C95400 (Aluminium Bronze)
- C95500 (Bronze Aluminium Plombé)
- C95800 (Bronze aluminium haute résistance)
- C95900 (Bronze d'aluminium avec nickel)
Nickel Aluminium Bronze
Le nickel-aluminium présente les propriétés du nickel et de l'aluminium. Cet alliage offre d'excellentes performances de corrosion dans des environnements distincts. Cependant, la résistance aux piqûres est supérieure à celle du 300 série d'acier inoxydable. En plus, il est bien adapté aux applications marines et aérospatiales. La flexibilité du bronze nickel Ni-Al est un atout majeur, notamment en soudage.
Quelques exemples généraux de bronze nickel-aluminium comprennent:
- C95400 (Nickel Aluminium Bronze)
- C95500 (Nickel-aluminium au plomb Bronze)
- C95800 (Bronze nickel-aluminium haute résistance)
- C95900 (Bronze nickel-aluminium avec manganèse)
Bronze à l'étain
Le bronze à l'étain est un alliage de bronze ancien, généralement caractérisé par d'assez bonnes caractéristiques de coulée et anticorrosion. Il y a de l'étain jusqu'à 12% donc utilisé pour les engrenages et les roulements. Cependant, l'ajout de Tin Bronze au projet d'usinage peut augmenter le coût total des matériaux à utiliser dans la fabrication de produits électroniques.
Quelques exemples généraux de bronze à l'étain comprennent:
- C90200 (Bronze à l'étain)
- C90300 (Bronze à l'étain au plomb)
- C90500 (Bronze à haute teneur en étain)
- C90700 (Bronze aluminium-étain)
Bronze au manganèse
Le bronze au manganèse est très résistant à la corrosion par l'eau de mer, avec une résistance à la traction ultime atteignant 110,000 psi. Les utilisations habituelles sont dans les roulements, engrenages, et hélices utilisées dans les navires marins.
Quelques exemples généraux de bronze au manganèse comprennent:
- C86300 (Salut traction)
- C86400 (Manganèse au plomb)
- C86500 (Faible traction)
- C86200 (Traction moyenne)
Roulement Bronze
Les bronzes à l'étain à haute teneur en plomb sont utilisés dans les roulements et les bagues. Les alliages mentionnés ci-dessus sont relativement bon marché et efficaces en termes de fonctionnalité. LCR est connecté au contenu en étain. La distribution du plomb améliore la force, lubricité, et conformabilité. Le bronze à roulement peut fonctionner à 450°F / 230°C. Sa capacité de charge est d'environ 4,000 psi.
Voici quelques exemples généraux de roulements en bronze ::
- C93200 (Bronze à l'étain)
- C93700 (Bronze à l'étain au plomb)
- C94300 (Aluminium Bronze)
- C90500 (Bronze à haute teneur en étain)
Bronze contre. Laiton: Différences clés
Bronze et laiton se distinguent principalement en fonction de leur constitution et de leurs propriétés. Les deux sont des alliages de cuivre et ne se corrodent pas facilement. Cependant, le bronze développe une couche d'oxyde à sa surface en vieillissant. D'autre part, on sait que le laiton a la particularité de se ternir lentement.
Le laiton est un alliage contenant du cuivre, zinc, et quelques autres ingrédients. Ces aspects déterminent la couleur de ce type de métal qui peut être un or ou un argent brillant.. Le laiton peut être martelé plus facilement que le bronze, donc il est plus ductile. Cette propriété rend le laiton suffisamment solide pour être martelé et roulé sans être cassé..
Processus de fabrication du bronze
Le bronze joue un rôle important dans le développement d'outils et d'armes depuis des siècles. Le processus de production du matériau est complexe mais simple. Cet alliage rigide est préparé en chauffant de l'étain et du cuivre pur une fois qu'ils ont atteint leur point de fusion.. Les gaz mélangés doivent ensuite être refroidis et raffinés et le mélange fondu doit être versé dans des moules en argile et laissé refroidir.. Vous trouverez ci-dessous les principaux processus de fabrication liés au bronze:
Usinabilité du bronze
L'usinage du bronze des roulements peut produire de bons résultats s'il est effectué efficacement.. Lors de projets d'usinage, l'utilisation de liquide de refroidissement ou de lubrifiant améliore la qualité de surface du produit fini. Because although it has great strength the risk should be carefully taken during operations. Par exemple, lower speeds are advised during reaming because of “grabbing”.
Résistance à la corrosion du bronze
Bronze has an incredible level of corrosion, and it can be used in conditions where other metals cannot survive, such as in salt water. It has a unique finish that can either be polished to a sheen or retained to produce a unique, mildly rust-like appearance.
Recuit du bronze
Bronze is not easy to anneal and stress relieve. Donc, bronze annealing must be done carefully through heating. It is crucial to sustain the temperature for one hour per inch of wall thickness at 260 C. It cannot be done at a fast rate or else it may crumble, and fracture. Working on silicon bronze which has a higher percentage of lead, requires extra caution, et les mesures nécessaires telles que le port de vêtements de protection appropriés et les bonnes méthodologies d'extraction doivent être respectées..
Moulage en bronze
Le moulage du bronze est utilisé depuis des siècles pour produire des chefs-d'œuvre à partir de métal fondu.. Cela inclut la fabrication d'instruments de musique, sculptures, récompenses, etc qui utilisent des procédés tels que la cire perdue, coquilles en céramique, ou du sable. Les artisans suivent un processus délicat et utilisent différentes techniques pour couler le bronze en fusion dans des moules afin de créer des œuvres d'art substantielles..
Formabilité et ductilité
Comme la plupart des métaux, le bronze peut également être formé à basse température pour améliorer sa résistance et sa rigidité. Les propriétés de faible frottement du bronze pour roulements le rendent adapté à une utilisation dans plusieurs applications. Par exemple, le bronze Bell produit des sons résonants, et de nombreux autres alliages de bronze présentent une excellente résistance à la corrosion par l'eau de mer.
Le plus important, bronze is ductile, and it is possible to draw it into thin wires without its fracture. This characteristic is especially worthwhile in generators across the globe proving the capabilities of the metal.
Avantages du bronze
- Strength is higher than copper or iron purity.
- A great level of corrosion resistance improves its durability.
- Higher heat and electrical conductivity than most of the steel types.
- Fatigue strength appears to be superior to that of many alloys.
- Melting is higher hence casting is easier.
- It is also important to say that low metal-to-metal friction is an advantage in mechanical applications.
- All around usability, and efficiency in the many applications it is used for.
- Provides a high-quality surface coating.
Inconvénients du bronze
- Bronze is more prone to oxidation than its alloy, laiton.
- Sometimes it is even more expensive than steel, laiton, ou du cuivre.
- The compound is susceptible to deterioration by ferric compounds and ammonia.
- Sulfur and chlorine damage can be hastened by humid circumstances.
- Bronze disease may develop, evidenced by pale green spots on the skin.
- If this condition is not addressed it leads to severe deterioration.
Conclusion
Pour résumer, bronze deserves to be called an echelon of inventive and resilient types of alloys. It has a range of desirable mechanical properties and corrosion resistance. Even though it has its demerits, which include high costs and sensitivity to certain environmental conditions, the advantages that accrue to the implementation of this approach are more advantageous. Lastly, it becomes out clear that bronze remains an essential material in manufacturing a clear pointer to its relevance. Contactez-nous pour plus d'informations.
