Laiton C360
Introduction au laiton C360
Le laiton C360, souvent appelé laiton à usinabilité améliorée (free-machining brass), est l’un des alliages de cuivre les plus utilisés. Il se compose d’environ 60 % de cuivre, 30 % de zinc et de traces de plomb, ce qui en fait un choix idéal pour les applications nécessitant une très bonne usinabilité. Le laiton C360 est apprécié dans les services d’usinage CNC grâce à ses excellentes qualités de coupe, qui permettent la fabrication de pièces complexes en usinage grande vitesse. Il offre également une bonne résistance à la corrosion, en particulier en atmosphère et en eau douce.
La grande usinabilité de l’alliage, sa résistance à la corrosion et ses bonnes propriétés mécaniques rendent le laiton C360 idéal pour produire des pièces de précision utilisées dans des secteurs tels que l’électronique, l’automobile et la plomberie. Les pièces en laiton C360 usinées CNC sont couramment utilisées pour des raccords, des vannes et des composants nécessitant des dimensions précises et des finitions lisses.
Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du laiton C360
Composition chimique (typique)
Élément | Plage de composition (en % massique) | Rôle clé |
|---|---|---|
Cuivre (Cu) | 61,0–64,0% | Apporte résistance, tenue à la corrosion et conductivité |
Zinc (Zn) | 35,0–37,0% | Améliore la résistance et augmente l’usinabilité |
Plomb (Pb) | 2,0–3,7% | Améliore l’usinabilité et la lubrification |
Fer (Fe) | ≤0,2% | Élément résiduel impactant très peu les propriétés |
Propriétés physiques
Propriété | Valeur (typique) | Norme/condition d’essai |
|---|---|---|
Densité | 8,4 g/cm³ | ASTM B311 |
Point de fusion | 900–940°C | ASTM E29 |
Conductivité thermique | 120 W/m·K à 20°C | ASTM E1952 |
Conductivité électrique | 28–30% IACS à 20°C | ASTM B193 |
Coefficient de dilatation | 19 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacité thermique massique | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
Module d’élasticité | 105 GPa | ASTM E111 |
Propriétés mécaniques (état recuit)
Propriété | Valeur (typique) | Norme d’essai |
|---|---|---|
Résistance à la traction | 310–450 MPa | ASTM E8/E8M |
Limite d’élasticité (0,2%) | 220–350 MPa | ASTM E8/E8M |
Allongement | 25–35% | ASTM E8/E8M |
Dureté | 60–80 HB | ASTM E10 |
Résistance à la fatigue | ~200 MPa | ASTM E466 |
Résistance aux chocs | Bonne | ASTM E23 |
Remarque : ces valeurs sont typiques pour le laiton C360 à l’état recuit et peuvent varier selon les conditions de fabrication.
Caractéristiques clés du laiton C360
Très grande usinabilité
Le laiton C360 est réputé pour son usinabilité exceptionnelle, permettant des vitesses d’usinage plus élevées et une durée de vie outil plus longue que d’autres laitons. Il est idéal pour produire des pièces aux géométries complexes et aux tolérances serrées.
Résistance à la corrosion
Bien qu’il soit moins résistant à la corrosion que certains laitons comme le C280, le laiton C360 se comporte bien dans la plupart des environnements atmosphériques et offre une bonne résistance à l’eau douce et à une exposition chimique légère.
Bon rapport résistance/poids
Le laiton C360 associe une résistance relativement élevée à une densité modérée, ce qui le rend adapté aux applications où la résistance est importante tout en recherchant un gain de masse.
Facilité de mise en forme
Le laiton C360 peut être facilement mis en forme en géométries complexes sans fissuration, un avantage majeur pour les applications nécessitant des conceptions élaborées.
Atout esthétique
Avec sa couleur dorée et sa finition de surface lisse, le laiton C360 est souvent utilisé pour des applications décoratives telles que la bijouterie, les plaques signalétiques et certaines pièces automobiles.
Défis et solutions d’usinage CNC pour le laiton C360
Défis d’usinage
Formation de copeaux
En raison de sa grande usinabilité, le laiton C360 peut générer des copeaux longs et filandreux, en particulier lors de coupes à grande vitesse.
Solution : utiliser des brise-copeaux pour contrôler la formation des copeaux, optimiser les avances et appliquer un fluide de coupe adapté afin de faciliter l’évacuation des copeaux et de maintenir un poste de travail propre.
Usure des outils
Le laiton C360 contient du plomb, ce qui peut entraîner une usure des outils, notamment lors d’opérations d’usinage prolongées.
Solution : utiliser des outils carbure et maintenir des vitesses de coupe appropriées afin de limiter l’usure et d’allonger la durée de vie des outils.
État de surface
L’obtention d’un état de surface de haute qualité peut parfois être difficile en raison des propriétés de lubrification du matériau, qui influencent le processus de coupe.
Solution : utiliser les bons lubrifiants, conserver des arêtes de coupe vives et ajuster les avances afin d’obtenir une finition lisse et polie.
Écrouissage
Le laiton C360 peut s’écrouir s’il est soumis à une pression excessive ou à une coupe prolongée, rendant l’usinage ultérieur plus difficile.
Solution : utiliser des vitesses de coupe modérées et appliquer un refroidissement suffisant pour éviter une accumulation excessive de chaleur, responsable de l’écrouissage.
Stratégies d’usinage optimisées
Choix de l’outil
Paramètre | Recommandation | Justification |
|---|---|---|
Matériau d’outil | Outils carbure avec insert en acier rapide (HSS) | Les outils carbure résistent à l’usure et conservent l’efficacité de coupe |
Géométrie | Angle de coupe positif et arêtes vives | Améliore l’écoulement des copeaux et l’état de surface |
Vitesse de coupe | 200–350 m/min | Aide à préserver la durée de vie de l’outil et à éviter la déformation du matériau |
Avance | 0,10–0,20 mm/tr | Assure un processus de coupe fluide et régulier |
Arrosage | Arrosage abondant (flood) ou soufflage d’air | Réduit la génération de chaleur et améliore l’état de surface |
Paramètres de coupe du laiton C360 (conformité ISO 513)
Opération | Vitesse (m/min) | Avance (mm/tr) | Profondeur de passe (mm) | Pression d’arrosage (bar) |
|---|---|---|---|---|
Ébauche | 200–250 | 0,20–0,30 | 2,0–3,0 | 25–35 |
Finition | 250–350 | 0,05–0,10 | 0,5–1,0 | 30–50 |
Méthodes d’usinage typiques pour le laiton C360
Procédé d’usinage | Fonction et avantage pour le laiton C360 |
|---|---|
Usinage de précision de pièces aux formes complexes et aux tolérances fines. | |
Idéal pour produire des rainures, des gorges et des formes complexes pour raccords et vannes. | |
Utilisé pour usiner des pièces cylindriques telles que des engrenages, des vannes et des connecteurs. | |
Parfait pour réaliser des trous pour fixations et raccords, avec une grande précision. | |
Idéal pour l’usinage intérieur de pièces comme des paliers et des bagues. | |
Fournit des finitions lisses pour les composants soumis au frottement, tels que les engrenages et les joints. | |
Parfait pour produire des pièces complexes à multiples caractéristiques pour l’aéronautique et l’automobile. | |
Assure des tolérances ultra-serrées pour les pièces utilisées dans des systèmes mécaniques exigeant une grande précision. | |
Utilisé pour des formes complexes sur des pièces telles que connecteurs, fixations et outillages. |
Traitement de surface pour les pièces CNC en laiton C360
Galvanoplastie: Améliore la résistance à la corrosion et confère une finition brillante aux pièces électriques et décoratives.
Polissage: Permet d’obtenir des finitions lisses et brillantes pour des composants haut de gamme comme les raccords et les garnitures.
Brossage: Offre une finition satinée pour les applications industrielles, améliorant l’esthétique et la résistance à l’usure.
Revêtement PVD: Ajoute un revêtement protecteur durable pour améliorer la résistance à l’usure et prolonger la durée de vie des pièces.
Passivation: Renforce la résistance à la corrosion, rendant les pièces plus durables en environnements sévères.
Revêtement en poudre: Fournit une couche protectrice plus épaisse, adaptée aux pièces exposées aux UV, à l’humidité ou aux produits chimiques.
Revêtement Téflon: Apporte une résistance chimique et des propriétés anti-adhésives pour les pièces exposées à des produits chimiques agressifs ou au frottement.
Chromage: Offre une finition brillante, très durable et résistante à la corrosion, idéale pour les applications décoratives et intensives.
Applications industrielles du laiton C360
Industrie aérospatiale: Utilisé pour produire des connecteurs, des bagues et des composants de vannes pour des systèmes aéronautiques nécessitant une haute précision et une grande fiabilité.
Électricité & énergie: Idéal pour les connecteurs électriques, interrupteurs et bornes grâce à sa grande usinabilité et sa conductivité.
Industrie automobile: Adapté à la fabrication de composants de précision tels que fixations, raccords et pièces soumises à de fortes contraintes mécaniques.
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