1.0 Présentation
Une analyse du bronze et du cuivre est essentielle, car ces métaux sont facilement confondus. Par conséquent, les concepteurs de pièces peuvent être perplexes lors du choix du matériau. De plus, les similitudes dans la composition élémentaire de ces métaux rendent la catégorisation beaucoup plus difficile. Bien qu'il existe une légère variation de couleur, vous ne pourrez peut-être pas distinguer les métaux immédiatement. L'élément le plus difficile est que vous ne pouvez pas sélectionner un seul d'entre eux pour vos applications. Malgré leurs nombreux points communs, ils présentent également plusieurs caractéristiques distinctives. Par conséquent, le laiton peut ne pas être adapté à certaines applications où le cuivre serait normalement utilisé.
1.1 Qu'est-ce que le cuivre ?
C'est l'un des métaux non ferreux les plus souvent utilisés dans la fabrication. Avec une teinte brun rougeâtre, c'est une substance douce, malléable et ductile. En raison de sa conductivité électrique et thermique exceptionnelle, de sa solidité, de sa formabilité et de sa résistance à la corrosion, le cuivre est utilisé dans une large gamme d'applications. Le cuivre non allié est disponible dans une variété de qualités, chacune avec des niveaux variables d'impuretés. Les qualités de cuivre qui ne contiennent pas d'oxygène sont utilisées dans les applications qui nécessitent une bonne conductivité et une bonne ductilité. La capacité du cuivre à résister aux germes est une autre de ses caractéristiques les plus essentielles.
1.2 Qu'est-ce que le bronze?
Le bronze est l'un des plus anciens métaux du monde. C'est un alliage à base de cuivre avec un métal secondaire, généralement l'étain. Le bronze se distingue par sa teinte dorée terne. La composition du bronze contemporain varie, mais elle est généralement de 88 % de cuivre et de 12 % d'étain. Le manganèse, l'aluminium, le nickel, le phosphore, le silicium, l'arsenic et le zinc sont tous des composants possibles du bronze. Bien que le bronze ait été autrefois un alliage de cuivre et d'étain, et le laiton un alliage de cuivre et de zinc, l'utilisation actuelle a brouillé la distinction entre les deux. Les alliages de cuivre sont désormais communément appelés laiton, le bronze étant considéré comme une sorte de laiton.
2.0 Différences entre le bronze et le cuivre.
Certaines méthodes permettant de distinguer le cuivre et le bronze sont répertoriées ci-dessous.
2.10 Composition des éléments
Le cuivre est un élément qui comprend entièrement cet élément. Cependant, des contaminants ou des traces d'autres éléments peuvent occasionnellement être présents. Le bronze, contrairement au cuivre, est un alliage dont la composition élémentaire est constituée de cuivre (Cu) et d’étain (sn). D'autres éléments, selon la forme de l'alliage, sont présents en plus de la composition de base.
2.12 Différences de résistance du cuivre et du bronze
La résistance d’un matériau est essentielle pour déterminer les meilleures applications. Par conséquent, lors de la comparaison du bronze avec le cuivre, ce composant doit être pris en compte.
- Résistance au rendement
La limite d'élasticité du bronze est supérieure à celle du cuivre. Il a une limite d'élasticité allant de 125 à 800 MPa. Le cuivre, quant à lui, a une limite d'élasticité de 33.3 MPa.
- Résistance à la traction
Dans les applications où la résistance du métal est requise, le bronze est généralement la meilleure option. Le cuivre a une résistance à la traction de 210 MPa, tandis que le bronze a une résistance à la traction allant de 350 à 635 MPa.
2.13 Différences de conductivité
1. Conductivité électrique
Dans le secteur de la fabrication, le cuivre est l'un des matériaux utilisés pour évaluer les matériaux électriques. Par conséquent, le cuivre a une conductivité de 100 %. La conductivité électrique du bronze est d'environ 15 %. Il est possible que les valeurs inférieures du bronze soient imputables à la composition de ses éléments d'alliage.
2. Conductivité thermique
C'est un indicateur de la performance du cuivre et du bronze dans les applications thermiques. La quantité d'énergie et la vitesse à laquelle l'énergie peut être transportée sont mesurées lors de la mesure de leur conductivité thermique. La conductivité thermique des alliages augmente avec la température, tandis que la conductivité thermique des métaux purs reste constante lorsque la température augmente. Le bronze, en revanche, est un alliage de cuivre, tandis que le cuivre est sous sa forme pure. Le cuivre a la conductivité thermique la plus faible (223 BTU-in/hr-ft2-°F), tandis que le bronze a la plus grande (229 – 1440 BTU-in/hr-ft2-°F).
2.14 Capacités de formage
- Formabilité
Le cuivre a une grande formabilité car il peut résister à la déformation plastique sans être endommagé. Certains alliages de bronze peuvent également être facilement façonnés. Le bronze phosphoreux PB1, qui permet le formage à froid, en est un excellent exemple.
- Point de fusion
La formabilité d'un matériau augmente à mesure que son point de fusion diminue. La température de fusion du cuivre est de 1085 °C, ce qui peut limiter sa formabilité. Le point de fusion du bronze, en revanche, est de 913 °C.
2.15 Esthétique et Toucher
- Couleur
Les deux métaux sont de couleur brun rougeâtre. La teinte brun rougeâtre du bronze se distingue par un or terne, mais le cuivre fraîchement exposé se distingue par un ton orangé rosé.
- Dureté
Le cuivre a une dureté Brinel de 35. Le bronze, quant à lui, a un score allant de 40 à 420. Cela démontre que le bronze est plus dur que le cuivre.
2.16 Résistance à la corrosion
Lorsqu'il est exposé à l'air, le bronze s'oxyde et développe une couche protectrice. Le bronze peut tolérer l'exposition à l'eau de mer. Il est donc idéal pour les applications maritimes et les accessoires de bateaux. La teneur en cuivre de ce métal, en revanche, diminue avec le temps lorsqu'il est exposé à des produits chimiques chlorés. Le cuivre s'oxyde pour générer une couche protectrice qui offre une résistance élevée à la corrosion. Pour résumer, le bronze est intrinsèquement plus résistant à la corrosion que le cuivre.
2.17 Durabilité
Les matériaux durables doivent pouvoir s’adapter aux évolutions technologiques, techniques et de conception. En conséquence, le bronze est une substance durable et robuste qui ne se plie pas facilement. Il est également extrêmement durable grâce à sa grande résistance à la corrosion. Le cuivre, en revanche, a beaucoup plus d’élasticité que le bronze. En conséquence, le bronze est une alternative nettement plus solide et plus durable que le cuivre.
2.18 Poids
Le bronze est le plus léger des deux matériaux, avec une densité allant de 7400 8900 à 8930 XNUMX kg/mXNUMX. Le cuivre, quant à lui, a la densité la plus élevée, avec une densité de XNUMX XNUMX kg/mXNUMX.
2.19 Usinabilité
Le cuivre est plus usinable que le bronze. Cela peut être attribué à la dureté du bronze. Le bronze est un métal dur et dense qui est difficile à étirer, contrairement au cuivre, qui est extrêmement flexible. Si l'usinabilité est une priorité lors du choix entre le bronze et le cuivre pour un projet, le cuivre est sans aucun doute la meilleure option.
2.20 Coût
Le bronze et le cuivre sont fréquemment disponibles en différentes qualités. En conséquence, leur coût fluctue fréquemment. Le cuivre est normalement plus cher que le bronze, même si les coûts varient en fonction de l'alliage. Le pourcentage réduit de cuivre dans l’alliage pourrait être responsable de la baisse du prix du bronze.
3.0 Applications du cuivre et du bronze
I. de bronze
Le bronze est un alliage de cuivre qui se présente sous une large gamme de formes et de tailles. On peut le trouver dans un large éventail d'applications, notamment :
i. Machine Design
Le bronze est utilisé dans de nombreux roulements en raison de sa résistance supérieure au frottement, de sa dureté et de sa résistance à l'usure. Par conséquent, ils sont utilisés dans les ressorts, les bagues, les paliers pilotes pour les transmissions automobiles, les roulements pour les petits moteurs électriques et une variété d'autres applications.
ii. Construction
Une forme spéciale de bronze est utilisée dans plusieurs composants de pont mobiles, les roues motrices à vis sans fin et les platines de pont. Une forme de bronze est également utilisée dans les équipements de sécurité modernes, notamment les marteaux, les maillets et les clés.
Ces outils étaient à l'origine construits en acier, mais le bronze a été remplacé en raison du risque d'incendie ou d'explosion généré par les étincelles dangereuses que l'acier peut produire.
iii.Fin ou renouvellement d’un abonnement Les arts
En raison de sa particularité, qui lui permet de se dilater doucement en refroidissant, c'est le matériau de prédilection des sculpteurs sur métal. Le bronze, malgré son poids et sa densité, est très facile à travailler, ce qui permet aux sculpteurs de sculpter à leur guise.
Le bronze est également utilisé dans les instruments de musique
II. Copper
- Fil et câble
Le cuivre est le conducteur électrique le plus recherché dans ce domaine puisqu'il a un taux de conductivité de 100 %. Le cuivre est utilisé dans les fils électriques ; cependant, il n’est pas recommandé pour les frais généraux de transmission de puissance.
Le transport, la distribution, la production d’électricité, les communications, l’électronique et une large gamme d’appareils électriques sont autant d’exemples d’endroits où il est utilisé.
- Vitrines et Écrans Numériques
Les électroaimants, les tubes cathodiques, les tubes à vide, les magnétrons micro-ondes et bien d'autres applications sont possibles.
- Antimicrobienne
Les propriétés antibactériennes du cuivre sont très remarquables. Il peut être transformé en alliages aux propriétés antibactériennes. Escherichia coli est l'un des germes contre lesquels il peut protéger. Les tables de lit, les équipements de salle de sport, les accessoires de toilette, les éviers, les poignées de cartes de crédit et d'autres pièces fabriquées à partir de cet alliage de cuivre sont couramment utilisés dans le secteur de la santé publique.
- En tant qu'agent anti-biofouling
Le cuivre est utilisé pour limiter la croissance de nombreux types de vie et il est considéré comme biostatique. En raison de ses propriétés biostatiques, le cuivre est utilisé pour recouvrir les composants des navires afin de les protéger des balanes et des moules. Le cuivre a de fortes propriétés antibactériennes ; il est donc fréquemment utilisé dans la production de matériaux de filet pour éviter l'encrassement biologique.
3.1 Choisir entre le laiton et le cuivre
Dans les étapes de conception et de production, la procédure de sélection est cruciale pour un résultat de haute qualité. Les variables suivantes doivent être prises en compte lors du choix entre le cuivre et le bronze.
- Bien que les deux métaux soient plus durables, ils n’ont pas le même niveau d’usinabilité. C'est un élément auquel vous devez penser si vous souhaitez garantir un usinage plus fluide et des coûts réduits.
- Un autre facteur important est le budget. Le cuivre est plus cher que le bronze. Par conséquent, si l’argent est un problème, le bronze pourrait être la solution.
- Enfin, tenez compte de l'applicabilité et de l'utilité lors de votre prise de décision. Le type de métal que vous sélectionnez sera déterminé par l'objectif final du composant. Le cuivre est avantageux chaque fois qu'une conductivité électrique est requise. La résistance à la corrosion du bronze rend le métal idéal pour une utilisation dans les environnements marins. Il est également solide et résilient, et il peut supporter l'usure.
Conclusion 4.0
Choisir le mauvais métal pour un projet peut s'avérer fatal. Connaître la différence entre le bronze et le cuivre peut donc vous aider à économiser beaucoup d'argent. Le meilleur métal entre le cuivre et le bronze dépend toutefois des exigences de votre projet. Demandez conseil à un expert si vous n'êtes pas sûr de la meilleure marche à suivre.
