Comparaison des performances de coulée entre le laiton et le bronze

Par rapport au laiton et au bronze, la solubilité solide du zinc dans le cuivre est très importante. À température normale, environ 37 % du zinc peut être dissous dans le cuivre, et environ 30 % du zinc peut être dissous à l'état brut, tandis que l'étain-bronze est dissous dans le cuivre à l'état brut. À l'état brut, la fraction massique de solubilité solide de l'étain dans le cuivre n'est que de 5 à 6 %, et la fraction massique de solubilité solide du bronze d'aluminium et de l'aluminium dans le cuivre n'est que de 7 à 8 %. Par conséquent, le zinc est très important dans le cuivre. Bon effet de renforcement de la solution solide. En même temps, la plupart des éléments d'alliage peuvent également être dissous dans le laiton à des degrés divers, ce qui améliore encore ses propriétés mécaniques et confère au laiton, en particulier à certains laitons spéciaux, les caractéristiques d'une résistance élevée, et le prix du zinc est inférieur à celui de l'aluminium, du cuivre et de l'étain, et les ressources sont abondantes.

La quantité de zinc ajoutée dans le laiton est plus importante, de sorte que le coût du laiton est inférieur à celui du bronze à l'étain et du bronze à l'aluminium. Le laiton présente une faible plage de température de solidification, une bonne fluidité et une fusion aisée. Comme le laiton possède les caractéristiques susmentionnées de haute résistance, de faible prix et de bonne performance de coulée, il présente plus de variétés, une plus grande production et une application plus large que le bronze d'étain et le bronze d'aluminium dans les alliages de cuivre. Mais la résistance à l'usure et à la corrosion du laiton n'est pas aussi bonne que celle du bronze, en particulier la résistance à la corrosion et à l'usure du laiton ordinaire est relativement faible. Ce n'est que lorsque certains éléments d'alliage sont ajoutés pour former une variété de laiton spécial que sa résistance à l'usure et à la corrosion a été améliorée.

Caractéristiques des performances de moulage du laiton

Les caractéristiques de la performance de coulée du laiton coulé sont : le zinc dans le laiton coulé est le principal facteur affectant la performance de coulée du laiton coulé. Le point de vaporisation du zinc est d'environ 907℃, et le point de fusion du laiton coulé est d'environ 900℃, le zinc a une grande tendance à s'évaporer et à s'oxyder. Le laiton coulé a une bonne fluidité, mais le laiton au manganèse se rétracte beaucoup, et il est sujet au rétrécissement, à la fissuration à froid et à la déformation.

Compte tenu des caractéristiques susmentionnées, les mesures suivantes doivent être prises lors de la coulée :

• - Choisissez un noyau de sable avec une bonne concession pour réduire les contraintes de coulée et éviter les fissures et les déformations.
• - Mettre en place l'élévateur pour renforcer l'alimentation.
• - Le système de grille doit être mis en place pour assurer la solidification directionnelle, la structure de collecte et de rétention des scories doit être mise en place et le flux de liquide doit être rempli en douceur. La disposition des canaux intérieurs doit permettre de refroidir uniformément les pièces moulées.
• - Le processus de coulée minimise la température de coulée du laiton moulé afin de réduire la contraction du liquide et d'éviter la vaporisation.

Les méthodes de moulage du laiton coulé comprennent principalement le die casting, le moulage en sable, le moulage par centrifugation, le moulage en continu et le moulage à la cire perdue. Les différents alliages doivent être sélectionnés de manière ciblée.

Le laiton de coulée est un alliage de coulée basé sur un alliage binaire Cu-Zn. Son intervalle de température de cristallisation est faible et ses performances de coulée sont meilleures. Comparé au bronze à l'étain, le laiton coulé présente des propriétés mécaniques plus élevées. En outre, comme le laiton contient une grande quantité de zinc, son coût est inférieur. Ce sont les raisons pour lesquelles le laiton coulé est largement utilisé.

Cependant, comparé au bronze d'étain et au bronze d'aluminium, le laiton moulé résiste mal à la corrosion. En raison de la nature chimique active du zinc et du potentiel inférieur de l'électrode, le laiton est plus susceptible d'être corrodé. En particulier dans l'eau de mer et d'autres milieux corrosifs avec électrolyte, le courant interphase est généré entre la phase riche en cuivre et la phase riche en zinc dans la structure du laiton, ce qui intensifie la corrosion de la phase riche en zinc avec un potentiel d'électrode plus faible, appelée corrosion par dézincification.

La solubilité du zinc dans le laiton est très importante. Dans des conditions normales d'équilibre des températures, environ 37 % du zinc peut être dissous dans le cuivre, alors que dans la production réelle, environ 30 % du zinc peut être dissous à l'état brut de coulée. Par conséquent, le zinc a un bon effet de renforcement de la solution solide dans le cuivre. Bien que le laiton ordinaire ait une certaine résistance, une certaine dureté et de bonnes performances en matière de processus de coulée, il présente une faible résistance à l'usure et à la corrosion, en particulier contre l'eau de mer, la vapeur et l'acide inorganique. C'est pourquoi une petite quantité d'autres éléments d'alliage (principalement Mn, Al, Fe, Si, Pb, etc.) est généralement ajoutée au laiton coulé pour améliorer ses propriétés mécaniques, physiques et chimiques, formant ainsi un laiton coulé spécial qui peut répondre à diverses exigences de performance, comme le laiton de décolletage, le laiton de marine, le laiton à haute résistance et le laiton moulé sous pression.

La plage de température de cristallisation du laiton est très réduite (environ 30-40℃). Lorsque la teneur en zinc augmente, la température de liquidus chute rapidement et le point de fusion diminue en conséquence. Par conséquent, le laiton a une bonne fluidité et forme des cavités de retrait concentrées, il n'est pas facile de former des porosités et une ségrégation intragranulaire. Le laiton a un point de fusion bas et contient une grande quantité de zinc, un élément facile à évaporer. Lorsqu'il s'évapore, il peut empêcher l'alliage de se gazer et éliminer le gaz dans le liquide de cuivre, de sorte qu'il y a moins de gaz dans le processus de fusion. Par conséquent, les pièces coulées en laiton ne produisent généralement pas de stomates.

Par ailleurs, lors de la fusion du laiton, le zinc lui-même a un fort effet désoxydant et aucun autre agent désoxydant n'est nécessaire. Par conséquent, le laiton est plus facile à fondre que les autres alliages de cuivre et présente de meilleures propriétés de coulée. En raison de la forte affinité entre le zinc et l'oxygène, l'oxyde ZnO se forme facilement au cours du processus de fusion du laiton, mais contrairement à l'Al2O3, il est facilement séparé du cuivre liquide dans le laitier. Tant que des mesures sont prises pour empêcher l'oxydation secondaire de l'alliage, les défauts d'inclusion par oxydation peuvent généralement être évités. Le taux de retrait du laiton est important et des cavités de retrait concentrées se forment facilement pendant la solidification. Par conséquent, il est possible de mettre en place des élévateurs d'alimentation plus importants conformément au principe de solidification séquentielle. Le laiton présente les caractéristiques d'une solidification en forme de coquille et est moins sensible à la vitesse de refroidissement de la coulée, de sorte que ses propriétés mécaniques sont également moins sensibles aux variations de l'épaisseur de la paroi de la coulée.

Presque aucun laiton binaire n'est utilisé dans la production de pièces coulées. Afin de répondre à des exigences de performance particulières et d'améliorer les performances du processus de moulage, les pièces de moulage multiples en laiton sont largement utilisées.