Le laiton de décolletage sans plomb

Le laiton de décolletage
sans plomb
Portrait de l’entreprise
Le groupe Wieland, dont le siège est situé à Ulm, est l’un
des leaders mondiaux dans la fabrication de demi-produits
et produits spéciaux en alliages de cuivre : bandes, tôles,
tubes, barres, fils et profilés ainsi que bagues et coussinets,
tubes à ailettes, échangeurs de chaleur et composants prêts
au montage.
Les origines de l’entreprise remontent au XIX siècle lorsque,
en 1820, Philipp Jakob Wieland succède à son oncle à la
tête de la fonderie d’objets d’art et de cloches à Ulm. Déjà en
1828, il commence la fabrication de planches et fils en laiton.
Le groupe Wieland comprend aujourd’hui des sociétés
productrices, des centres de refendage et des entreprises
commerciales dans de nombreux pays européens ainsi qu’aux
Etats-Unis, en Afrique du Sud, à Singapour et en Chine. Wieland
produit chaque année environ 500.000 tonnes d’alliages de
cuivre, de la coulée jusqu’au composant prêt au montage.
Le point de départ de la production est la plus grande fonderie
d’Europe pour les alliages de cuivre, située dans l’enceinte de
notre usine de Vöhringen en Allemagne.
Grâce à des investissements durables dans nos sites
de production et à nos activités ciblées de recherche et
développement, nous améliorons notre capacité de production
de façon permanente.
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Cadre législatif
ECOBRASS est un laiton conçu spécialement pour répondre aux exigences légales
et aux exigences en matière d’hygiène les plus récentes au niveau mondial.
RoHS
La directive européenne 2002/95/CE relative à la limitation de l’utilisation de certaines
substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques (dite
RoHS) régit l’emploi de substances dangereuses dans les composants et appareils.
Pour le plomb, la valeur limite à ne pas dépasser est fixée à 0,1 %. Actuellement, il
existe une exemption pour les alliages en cuivre qui peuvent contenir jusqu’à 4 %
de plomb en poids.
Des réglementations comparables sont mises en œuvre dans le monde entier.
Ainsi, le 1er mars 2007, la «RoHS Chine» est entrée en vigueur et a suivi la «RoHS
Corée» le 27 avril 2007. Les deux réglementations ont repris largement le contenu
des directives européennes RoHS, VHU et DEEE. Dans certains pays comme le
Japon et les Etats-Unis, des réglementations similaires sont en cours de discussion,
en phase de mise en œuvre ou déjà une réalité.
VHU
La directive 2000/53/CE du Parlement Européen et du Conseil du 18 septembre
2000 relative aux véhicules hors d’usage règlemente la valorisation et le recyclage
des véhicules au sein de l’Union Européenne. Elle interdit l’usage de certaines
substances telles que les métaux lourds et a été transposée en Allemagne le 1er
juillet 2002 par l’ordonnance sur les véhicules hors d’usage. La valeur limite pour
le plomb est également fixée à 0,1 %. Les alliages en cuivre sont aussi exemptés
de l’interdiction ; il peuvent contenir jusqu’à 4 % de plomb en poids. La directive et
par conséquent les exemptions font l’objet d’un réexamen périodique.
Eau potable
En Europe, la qualité des eaux destinées à la consommation humaine est réglementée
par la directive 98/83/CE. Les valeurs limites de certains éléments sont définies à
l’annexe I, partie B de cette directive. Pour le plomb, par ex., cette valeur est fixée à
10 µg/l et est applicable à compter du 01.12.2013. Les alliages en cuivre répondant
aux exigences du Règlement allemand sur l’eau potable figurent dans la liste des
matériaux métalliques compatibles du point de vue hygiénique avec l’eau potable
de l’Agence fédérale de l’environnement.
Contrairement à l’Europe, aux Etats-Unis la teneur en plomb dans les matériaux est
régie par la loi sur la réduction de plomb dans l’eau potable « Reduction of Lead
in Drinking Water Act » qui est appliquée au niveau fédéral à compter de janvier
2014. La teneur en plomb des tubes, raccords et pièces de robinetterie ainsi que
de toutes les autres pièces de distribution d’eau potable ne doit pas dépasser une
moyenne pondérée de 0,25 %. Dans la pratique, cela signifie que la teneur en plomb
est limitée à un maximum de 0,25 %.
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Wieland a reconnu très tôt la tendance vers des alliages sans
plomb écologiques et a joué un rôle pionnier en Europe en
introduisant ECOBRASS, ce qui s’est avéré être une approche
tournée vers l’avenir. Grâce à un réseau de coopération,
ECOBRASS est aujourd’hui disponible dans le monde entier et
peut être vendu aussi en petites quantités par des partenaires
commerciaux. Entre-temps, cet alliage a été normalisé en
Europe dans la norme EN 12163 – 12168 sous la désignation
CW724R ou bien CuZn21Si3P et aux Etats-Unis sous la
désignation C69300.
– Sans plomb – apte au décolletage – au forgeage –
– à la déformation à froid – résistance à la corrosion –
– haute résistance – recyclable – disponible –
Propriétés
Composition chimique nominale %
ECOBRASS ne contient aucun élément d’addition toxique
tel que le plomb et le nickel. ECOBRASS se prête de façon
remarquable au décolletage, au forgeage et à la déformation
à froid. Les caractéristiques mécaniques de ce laiton
correspondent à celles de certaines nuances d’acier et sa
résistance à la corrosion est nettement supérieure à celle du
laiton de décolletage classique.
Aptitude à la mise en œuvre
Usinabilité (CuZn39Pb3 = 100 %)
Déformation à froid
Déformation à chaud
ECOBRASS
80 %
bonne
très bonne
Assemblage :
76 %
Si
3%
P
0,05 %
Zn
Reste
Pb
<0,09 %
Résistance à la traction Rm
>600 MPa
Limite d’élasticité Rp 0,2 %
>300 MPa
Allongement à la rupture A5
>12 %
(Valeurs indicatives typiques pour les barres rondes de 20 à 40 mm à l’état R600
selon DIN EN 12164)
Soudage par résistance
bon
Soudage à arc protégé
bon
Densité
8,3 g/cm3
Soudo-brasage
bon
Conductibilité électrique
4,5 MS/m
bon
Conductibilité thermique
environ 35 W/mK
Module d’élasticité
100 GPa
Brasage à l’étain
Traitement de surface :
Polissage
Galvanisation
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Cu
bon
bonne
(Valeurs indicatives)
Usinabilité
Forgeage
ECOBRASS présente une excellente aptitude à l’usinage
malgré l’absence de plomb. Les phases riches en silicium
agissent comme brise-copeaux. Comparées au plomb, elles
sont des brise-copeaux « durs ». Les copeaux résultant
du décolletage sont particulièrement courts. La surface
de ce laiton est moins rugueuse que celle des laitons de
décolletage classiques. On doit s’attendre à une usure de
l’outil légèrement plus élevée par rapport au CuZn39Pb3,
bien que les outils en laiton standard soient généralement
appropriés pour ECOBRASS. Afin d’optimiser ultérieurement
le processus, il convient de réaliser des essais pour déterminer
les types ou géométries d’outils plus appropriés. En première
approximation, nous recommandons les paramètres suivants
par rapport au CuZn39Pb3 :
La température de déformation plus élevée et la durée de
réchauffage à cœur suffisante confère à l’ECOBRASS une
aptitude à la déformation à chaud comparable à celle des
laitons pour façonnage à chaud, tel que le CuZn40Pb2. La
température de forgeage recommandée varie entre 750 et
800°C. Pour obtenir des résultats optimaux, il faut tenir compte
du fait que le domaine de températures est plus restreint que
pour le laiton classique pour façonnage à chaud CuZn40Pb2.
Pour les opérations avec des températures >600°C, nous
recommandons un traitement thermique de 550-580°C
pendant 2 à 3 h.
•Les outils utilisés doivent être de préférence en carbure
revêtu ou PCD avec angle de coupe légèrement négatif, la
géométrie des brise-copeaux permettant une amélioration
ultérieure de l’usinage. La géométrie wiper est particulièrement
recommandée.
ECOBRASS est apte à la déformation à froid et présente
un allongement à la rupture encore suffisant malgré une
résistance mécanique élevée. Cet alliage se prête de façon
remarquable à l’usinage combiné de décolletage et de
déformation à froid, comme par ex. le pliage, le rivetage, le
sertissage ou le moletage.
•Lors de l’usinage extérieur, des vitesses de coupe et avances
légèrement élevées (jusqu’à 40 %) améliorent la fragmentation
des copeaux par rapport au laiton au plomb. Au contraire, lors
de l’usinage intérieur, il est souhaitable de réduire légèrement
la vitesse de coupe (jusqu’à environ 20 %). Faciliter
l’évacuation des copeaux évite en plus le risque que les
copeaux se coincent.
•Le refroidissement intérieur favorise l’évacuation des copeaux
durant le perçage. Le filetage peut être réalisé sans problème
avec des vitesses de coupe moyennes et des outils en acier
rapide sans entrée hélicoïdale.
Coulée
Pour les composants réalisés par coulée en coquille et en
sable, nous offrons sous la marque ECOCAST des lingots
avec la composition optimisée, développés à partir de l’alliage
ECOBRASS.
L’addition d’un affineur de grain permet d’obtenir une
granulométrie comprise entre 20 et 30 µm des pièces coulées.
De plus, ECOCAST est particulièrement apte à l’écoulement
et au remplissage des formes. Cet alliage fait sur mesure, qui
possède toutes les caractéristiques positives d’ECOBRASS,
est parfaitement indiqué pour réaliser des produits pour la
fonderie.
Déformation à froid
Caractéristiques mécaniques
Les caractéristiques mécaniques d’ECOBRASS sont
exceptionnellement élevées pour un laiton. La haute résistance
combinée à un allongement à la rupture élevé sont des
caractéristiques que l’on trouve habituellement dans certaines
nuances d’acier.
Durabilité
L’avenir est dans le recyclage des matières premières.
Comme pour tous les autres alliages de cuivre, la fabrication
d’ECOBRASS se base sur un recyclage en circuit fermé. Le
recyclage ne sert pas seulement à préserver les ressources
de matières premières mais aussi à économiser l’énergie.
Comparé à l’acier, ECOBRASS offre non seulement l’avantage
d’une productivité élevée mais aussi le bénéfice d’une réduction
significative des coûts de fabrication en raison du rachats des
tournures.
Résistance à la corrosion
ECOBRASS présente une résistance remarquable à la
corrosion grâce à l’incorporation d’éléments d’addition. La
résistance au ternissement augmente et la sensibilité à la
dézincification et à la corrosion fissurante diminue en raison
de l’addition de silicium. La résistance à la dézincification
d’ECOBRASS, testée selon ISO 6509, est nettement inférieure
aux valeurs limites spécifiées par les normes EN 12163 –
12168. Même les éléments de construction qui ont subi un
essai de corrosion fissurante selon DIN 50916, partie 1, sans
être soumis à un traitement thermique, ne montrent aucun
défaut.
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Disponibilité et fiabilité
Recherche et développement
Grâce à la mise en réseau de partenaires commerciaux à
échelle européenne, nous offrons ECOBRASS à l’écoute du
marché et des clients. L’achat d’ECOBRASS peut se faire à
partir de notre usine comme par le biais de nos nombreuses
sociétés commerciales qui tiennent ECOBRASS en stock dans
les dimensions courantes.
En recherchant et développant sans cesse de nouveaux
produits, le Groupe Wieland crée la base pour des produits
haut de gamme tournés vers l’avenir. Le but de ce travail de
recherche n’est pas seulement de proposer des produits
de haute qualité mais aussi d’offrir au client des produits
innovants permettant de réaliser une production économique
et en même temps une utilisation efficace des ressources.
Par ailleurs, Wieland développe et produit des matériaux qui
remplissent les exigences actuelles en matière de protection
de l’environnement et de la santé.
Nous assurons à nos clients un approvisionnement continu
en demi-produits par des contrats à long terme avec nos
fournisseurs de matière première.
Formes et dimensions livrables
ECOBRASS est disponible sous forme de barres, fils, profilés
et tubes.
ECOCAST peut être livré sous forme de lingots.
Un contrôle sévère et continu assure le niveau élevé de nos
produits. Wieland se conforme aux exigences croissantes
concernant la qualité des produits en réalisant des appareils
de mesure et de contrôles extrêmement précis.
Wieland-Werke AG est la seule entreprise dans cette branche
à posséder un laboratoire de contrôle et de certification
accrédité selon DIN EN ISO/IEC 17025 (2005).
Service technique
Identification du fabricant
Les collaborateurs du service Marketing Technique sont
chez Wieland des interlocuteurs qualifiés qui se tiennent à
votre disposition pour définir avec vous, dès le stade de la
conception du produit, la solution la mieux adaptée à vos
besoins.
Grâce à leur savoir-faire et à leur expérience, ils sont en mesure
de vous donner des renseignements précieux sur l’usinage
et les propriétés des produits, ainsi que sur les possibilités
de livraison.
Management de la qualité
Nous sommes certifiés DIN ISO 9002 et BS 5750 pt 2 depuis
1987 et ISO 9001:2008 depuis 2000.
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Toutes les barres ECOBRASS (> ø 6 mm) sont pourvues aux
extrémités d’un marquage départ usine comme le montre la
photo. Vous pouvez ainsi reconnaître facilement le produit
haut de gamme de Wieland.
Disponibilité à l’échelle européenne
Pour plus d’informations, veuillez consulter :
www.wieland.de
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Wieland-Werke AG
www.wieland.de
Graf-Arco Str. 36, 89079 Ulm, Allemagne, Téléphone +49 731 944-0, Fax +49 731 944 2772, [email protected]
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