Technique pour durcir le cuivre

[cardoso5fr]

Une fois recuit, comment peut-on "durcir le cuivre" ?
Le petit martelage pour le mettre à plat ne doit pas être suffisant pour le considérer comme un écrouissage.
Y a t'il une sorte de trempe sur des non ferreux comme le cuivre de plomberie ?

[kurillos]

Bonjour Cardoso,
Bonjour tout le monde,

Pour durcir un cuivre écroui, il n'y a pas d'autres moyens que de l'écrouissage, dans ton cas il te faudrait l'étirer (à température ambiante) la partie en cuivre, et s'arrêter lorsque l'allongement aura excédé 25%. Et pour cela, il faudrait un banc de traction, et devoir recouper les parties en contact avec les mordaches, qui sont pourvues de dents moletées...

La seule manière d'avoir un cuivre dur indépendamment d'un écrouissage, c'est de former des eutectiques à l'occasion d'un alliage bien dosé, avec des éléments d'alliages comme :

- l'étain (pour former un bronze très dur, avec 20, 25 voire 30% d'étain par la formation de composés variés : Sn2Cu, etc...),

- l'aluminium : les cuproaluminiums, qui contiennent l'eutectique Al2Cu3, extrêmement dur. Très facile à fabriquer soi-même avec un poste TiG-AC/DC par exemple !
Sinon, il y a du Duralumin (ou Dural ou encore Duraluminium), appelé aluminium de classe 2000 : comme le 2017A, anciennement appelé AU4G et très employé en aéronautique, il est presque insoudable. Le 2024 tient mieux que le 2017. Seul le 2219 se soude à peu près correctement, il se déforme jusqu'à 350 MPa et lâche vers 450 MPa, mais ne s'allonge que de 10%.

- du nickel, ou un alliage ternaire cuivre-nickel-zinc (maillechorts). La résistance à la corrosion est très bonne, la dureté augmente de manière non négligeable.

- l'argent ou de chrome, qui rend le cuivre plus dur, une fois bien dosés (indépendamment : AlAg ou AlCr, pas AlCrAg !).

- du béryllium pour le durcir (qui est très cancérigène à très faibles doses) : on emploie cette technique pour faire des moules pour la plasturgie, ils sont très durs et plus légers que des cuivreux "classiques". Cet alliage exotique s'appelle le moldamax : avec seulement 2% de béryllium en masse et un traitement thermique de précipitation, on atteint une limite de rupture de l'ordre de 1200 MPa. Le cuivre pur donne au maximum 230 MPa en rupture, soit autant que la limite élastique d'un acier "à ferrer les ânes".

Le seul traitement thermique applicable au cuivre est le recuit, il n'y a pas d'autres traitements de durcissement possible si le cuivre est pur. Généralement pour les alliages de cuivre "courants", on apporte au maximum 40% d'un ou d'autres éléments.

Voilà voilà.
En tout cas bravo pour ce couteau, il a une bien belle ligne, très typée Extrême-Orientale !

[cardoso5fr]

Merci pour ces précisions tu es une mine.
Bon, il va rester recuit alors je pense.

[Metal Connexion]

Il existe un document intéressant sur le durcissement des alliages cuivreux.

[kurillos]

Bonjour,

J'allais oublier le plus important !

Je m'avance un peu, mais je pense que la combine est faisable avec assez peu de moyens.
Merci au passage à Métal Connexion d'avoir ouvert un nouveau sujet.

J'ai beaucoup de relations dans le domaine du soudage, et à ce titre je vais aborder une astuce qui permettrait des possibilités intéressantes en matière de coût / résultat / performances / facilité d'approvisionnement.

Cela consisterait (je n'ai pas encore essayé, mais croyez bien que je le ferai sous peu !) à refondre un alliage particulier : du cuivre-chrome-zirconium CuCrZr.

Pourquoi une telle nuance ?
Eh bien comme le procédé de soudage MiG-MaG est le plus employé au monde, assez rapidement les utilisateurs ont rencontré le problème suivant :

¤ Le dévidage de fils très durs (inoxydables réfractaires, superalliages de nickel, titanes...) fait qu'en sortie de torche, le fil est toujours courbe. Car étant enroulé sur une bobine, le fil garde de sa rémanence.

¤ Très tôt également (dès 1960 aux États-Unis puis en Europe à partir de 1980), on a su développer une gamme de fils fourrés, constitués d'un feuillard de métal contenant une poudre destinée à protéger l'arc et à apporter des éléments d'alliages.
Seulement, dévider pareils fils creux, d'un diamètre allant de 0.8 à 1.6 mm, (le plus courant étant des calibres de 1.0 et 1.2 mm) n'est pas sans poser problèmes. Il ne faut pas écraser le fil, mais celui glisse souvent sur les galets d'entraînement.

L'arc devient instable et l'intégrité de la soudure (contrôlée parfois à 100% aux rayons Zixes ou aux ultrasons) devient aléatoire.
On a alors été forcé d'employer des galets crantés pour dévider les fils "retors".

Seulement voilà, les fils fourrés d'acier courant, mais aussi faiblement alliés, spéciaux et inoxydables, en plus d'être dotés d'une courbure rémanente ont la particularité d'agir comme des limes sur le tube contact, réalisé systématiquement en cuivre de haute pureté, donc très conducteur ...mais aussi très malléable.
Donc toujours le problème d'un arc qui peut "s'évanouir" et générer des défauts très coûteux à réparer.

Au point d'avoir à changer plusieurs fois de tubes-contact PAR bobine de métal d'apport.
C'est pourquoi on trouve des fournisseurs proposant des tubes contacts dédiés à un ou des modèles donnés de torches de soudage, ces tubes contacts à haute endurance sont formulés en CuCrZr.

L'idée est donc de récupérer des tubes contacts usagés (ou des neufs auprès d'un distributeur de consommables pour torches) voire auprès des utilisateurs (comme des soudeurs dans des chaudronneries et métalleries acier et inoxydables), et de les refondre pour essayer de réaliser une feuille (ou un barreau) relativement régulière.

De quoi espérer obtenir une matière première performante, avec des formes finales variées. Ce cuivre est doté d'un rouge sang du plus bel effet !

Voilà en l'état, je vous tiendrais informé.
Bien à vous tous.

[Shimegi]

Salut,

Petite info peut-être pas pertinente étant donné les dimensions probables de l'objet : le brunissage est utilisé (enfin était) pour durcir les queues de broches proprement (et éviter le martelage). C'est long et fastidieux mais le résultat est remarquable quand c'est bien fait (comme souvent).