Pourquoi choisir le cuivre et les alliages de cuivre : Avantages industriels prouvés

Les métaux en cuivre sont couramment utilisés dans les industries du monde entier pour créer des produits uniques qui démontrent des capacités exceptionnelles. Pour les applications qui nécessitent une malléabilité, une usinabilité, une conductivité améliorées, les produits en alliage de cuivre livrent des résultats prouvés. Que votre application nécessite une conductivité électrique accrue et une résistance à la corrosion, des qualités antimicrobiennes, ou une plus grande résistance et formabilité, envisagez les alliages de cuivre pour votre prochain projet.

Matériaux en alliage de cuivre

Il n'y a pas d'autre catégorie de métal qui offre les mêmes caractéristiques bénéfiques que la famille des métaux en cuivre. Avec des caractéristiques pratiques extraordinaires, des motifs de couleur distincts et des patines, les produits en alliage de cuivre sont uniques dans leurs offres. Avec plusieurs options différentes à choisir, il y a sûrement un alliage de cuivre ou de laiton qui répond ou dépasse les spécifications de votre projet.

Cuivre

Le cuivre pur est relativement mou et affiche une conductivité électrique et thermique élevée. Il y a plusieurs types différents de cuivre non allié disponibles sur le marché. Les produits en cuivre sans oxygène sont utilisés exclusivement dans les applications qui nécessitent une conductivité élevée et une ductilité exceptionnelle. Le cuivre est souvent disponible en formats barre, tôle et plaque.

Laiton

Les matériaux en laiton allié de cuivre sont fabriqués à partir d'une combinaison de cuivre et de zinc. Les alliages de laiton fournissent une bonne résistance et ductilité et peuvent être travaillés à froid avec facilité. Selon la quantité de zinc présente dans l'alliage, les colorations du laiton vont du rouge au jaune doré. Les alliages de laiton affichent également une excellente aptitude au moulage et sont souvent utilisés pour les applications suivantes :

• Appareils de plomberie
• Quincaillerie décorative
• Garniture architecturale
• Vannes
• Engrenages et roulements
• Ressorts
• Noyaux de radiateur
• Luminaires
• Munitions

Alliages laiton-étain

Fournissant une résistance à la corrosion accrue et une résistance plus élevée par rapport au laiton standard, les produits en laiton-étain sont fabriqués à partir de cuivre, zinc (2 % à 40 %) et étain (0,2 % à 3 %). La famille laiton-étain comprend les laiton d'amirauté, les laiton navals et les laiton-étain à usinage libre. Les alliages laiton-étain sont utilisés pour fabriquer les types de produits suivants :

• Fixations
• Connecteurs électriques
• Ressorts
• Quincaillerie marine
• Arbres de pompe
• Produits mécaniques

Alliages bronze-silicium

Les bronzes au silicium contiennent moins de 20 % de zinc et jusqu'à 6 % de silicium, sont renforcés par solution solide et sont utilisés pour les applications où une résistance accrue et une résistance à la corrosion sont critiques. Les bronzes rouges au silicium sont utilisés pour fabriquer des roulements, des engrenages et des composants de pompe et vanne de forme complexe.

Alliages bronze-phosphore

Souvent appelés bronzes à l'étain, les alliages bronze-phosphore contiennent entre 0,5 % et 11 % d'étain et 0,01 % à 0,35 % de phosphore. Les bronzes phosphoreux affichent d'excellentes qualités de ressort, une haute résistance à la fatigue, une excellente formabilité, soudabilité et une haute résistance à la corrosion. Ils sont idéaux pour les applications nécessitant une résistance à la corrosion accrue, une résistance à la traction, une résistance à l'usure et une rigidité. Les applications incluent :

• Soufflets
• Diaphragmes
• Rondelles de ressort
• Produits électriques

Alliages laiton-nickel (argent allemand)

Bien qu'ils ne contiennent pas d'argent, les alliages cuivre-nickel-argent affichent un lustre argenté attrayant qui est révéré par beaucoup à travers le monde. Avec une résistance modérée à élevée et une bonne résistance à la corrosion, les alliages cuivre-nickel-argent sont utilisés pour produire des équipements de manipulation d'aliments et de boissons, de la quincaillerie décorative, de la vaisselle électroplaquée, des équipements optiques et photographiques, et des instruments de musique.

Alliages cuivre-nickel

Les alliages cuivre-nickel sont extrêmement résistants à la corrosion, thermiquement stables et contiennent 2 % à 30 % de nickel. Les alliages cuivre-nickel sont virtuellement immunisés contre la fissuration par corrosion sous contrainte et présentent une haute résistance à l'oxydation à la vapeur et à l'air humide. Certaines des applications les plus courantes pour les alliages cuivre-nickel incluent :

• Tubes de condenseur
• Vannes
• Pompes
• Raccords
• Équipement marin

Alliages bronze-aluminium

Les bronzes d'aluminium fournissent une résistance à la corrosion exceptionnelle, une haute résistance, une ténacité, une résistance à l'usure et contiennent 6 % à 12 % d'aluminium. Les bronzes d'aluminium sont utilisés dans les applications suivantes :

• Quincaillerie marine
• Arbres
• Pompes
• Composants de vanne

Propriétés antimicrobiennes des alliages de cuivre

En raison de leur capacité inhérente à tuer 99,9 % des bactéries de surface dans les deux heures suivant le contact, plus de 280 alliages de cuivre ont obtenu l'enregistrement de santé publique par l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis (EPA). Cet enregistrement sans précédent reconnaît la capacité inhérente du cuivre à tuer les bactéries entre les nettoyages réguliers et aide à réduire les bactéries causant des infections sur les surfaces de contact dans les hôpitaux, les écoles, les bureaux et autres établissements publics.

Propriétés physiques des alliages de cuivre

Le cuivre pur a un point de fusion de 1981 °F (1083 °C). Cependant, une fois allié avec un autre élément, les propriétés physiques peuvent changer radicalement. Le tableau suivant décrit les propriétés physiques de certains des métaux en alliage de cuivre les plus courants.

Alliage de cuivre	Densité lb/in³ (g/cm³)	Point de fusion °F (°C)	Conductivité électrique %IACS (MS/m)	Conductivité thermique Btu ft/ft² hr °F (W/cm² °C)	Coefficient dilatation thermique (linéaire) x10⁻⁶ in/in °F (x10⁻⁶ cm/cm °C)
Cuivre	0.322 (8.92)	1949 (1065)	101 (58)	226 (3.94)	9.33 (16.8)
Laiton	0.308 (8.53)	1680 (915)	28 (16)	70 (1.21)	11.1 (19.9)
Bronze phosphoreux	0.320 (8.86)	1750 (950)	15 (8.7)	40 (0.71)	9.9 (17.8)
Cuivre-nickel	0.323 (8.94)	2010 (1100)	9 (5.2)	26 (0.46)	9.5 (17.1)
Argent allemand	0.316 (8.73)	1960 (1070)	6 (3.5)	19 (0.33)	9.0 (16.2)

Propriétés mécaniques des alliages de cuivre

Les alliages de cuivre offrent un assortiment de propriétés physiques qui leur permettent d'être utilisés pour une liste étendue d'applications exigeantes. Qu'il s'agisse de résistance à la traction accrue, de limite d'élasticité ou de taux de durcissement par travail, les propriétés mécaniques des alliages de cuivre sont bénéfiques dans diverses circonstances. Le tableau suivant décrit les propriétés mécaniques de certains des métaux en alliage de cuivre les plus courants.

Alliage de cuivre	Résistance à la traction Ksi (MPa)	Limite d'élasticité 0,2% Ksi (MPa)	Allongement EN 2.0 in (%)
Cuivre	34 (235)	11 (76)	45
Laiton	53 (365)	22 (150)	54
Bronze phosphoreux	50 (345)	22 (150)	50
Cuivre-nickel	51 (350)	13 (90)	35
Argent allemand	58 (400)	25 (170)	41

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