Cuivre C905 (Bronze au silicium)
Introduction au cuivre C905 (bronze au silicium)
Le cuivre C905, également appelé bronze au silicium, est un alliage de cuivre haute performance principalement composé de cuivre, de silicium et de faibles teneurs d’autres éléments. Il est reconnu pour son excellente résistance à la corrosion, notamment en environnements marins et industriels. Le cuivre C905 est largement utilisé dans les services d’usinage CNC grâce à sa résistance, sa ductilité et sa durabilité. Il constitue ainsi un matériau idéal pour fabriquer des composants soumis à des conditions sévères, y compris en immersion et à haute température.
L’excellente coulabilité de l’alliage, sa haute résistance et sa tenue à la corrosion le rendent adapté à des applications durables telles que l’accastillage marin, les équipements chimiques et les composants mécaniques. Les pièces en cuivre C905 usinées CNC se retrouvent dans des composants très sollicités comme les vannes, engrenages, bagues, paliers et éléments structurels destinés aux industries aérospatiale, marine et énergétique.
Propriétés chimiques, physiques et mécaniques du cuivre C905 (bronze au silicium)
Composition chimique (typique)
Élément | Plage de composition (% massique) | Rôle clé |
|---|---|---|
Cuivre (Cu) | ≥94,5 % | Élément de base : résistance et conductivité |
Silicium (Si) | 1,8–3,5 % | Améliore la résistance et la tenue à la corrosion |
Fer (Fe) | ≤1,0 % | Augmente la résistance et la résistance à l’usure |
Manganèse (Mn) | ≤1,0 % | Renforce la ténacité et contribue à la résistance à la corrosion |
Étain (Sn) | ≤0,5 % | Renforce la résistance à la corrosion, notamment en eau de mer |
Propriétés physiques
Propriété | Valeur (typique) | Norme / condition d’essai |
|---|---|---|
Densité | 8,8 g/cm³ | ASTM B311 |
Point de fusion | 1 020 °C | ASTM E29 |
Conductivité thermique | 80 W/m·K à 20 °C | ASTM E1952 |
Conductivité électrique | 18 % IACS à 20 °C | ASTM B193 |
Coefficient de dilatation | 19 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacité thermique spécifique | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
Module d’élasticité | 110 GPa | ASTM E111 |
Propriétés mécaniques (état recuit)
Propriété | Valeur (typique) | Norme d’essai |
|---|---|---|
Résistance à la traction | 460–590 MPa | ASTM E8/E8M |
Limite d’élasticité (0,2 %) | 300–450 MPa | ASTM E8/E8M |
Allongement | 25–35 % | ASTM E8/E8M |
Dureté | 70–90 HB | ASTM E10 |
Résistance à la fatigue | ~250 MPa | ASTM E466 |
Résistance aux chocs | Bonne | ASTM E23 |
Remarque : ces valeurs sont typiques pour le cuivre C905 à l’état recuit et peuvent varier selon les conditions spécifiques de fabrication.
Caractéristiques clés du cuivre C905 (bronze au silicium)
Excellente résistance à la corrosion
Le cuivre C905 offre une résistance supérieure à la corrosion, en particulier en milieu marin, ce qui le rend idéal pour les applications sous-marines telles que les accessoires nautiques et les pompes.
Haute résistance et ténacité
Le cuivre C905 présente une résistance et une ténacité nettement supérieures à celles du cuivre pur, garantissant de meilleures performances en conditions de forte sollicitation.
Haute résistance à l’usure
Cet alliage est très résistant à l’usure, ce qui le rend idéal pour les applications à fort frottement telles que les bagues et les paliers.
Bonne soudabilité et coulabilité
Le cuivre C905 se soude et se coule facilement, offrant une grande flexibilité pour produire des pièces complexes aux géométries détaillées.
Idéal pour les environnements sévères
Le cuivre C905 excelle dans des environnements extrêmes, y compris à haute température et en conditions corrosives, ce qui le rend adapté aux applications industrielles, marines et chimiques.
Défis et solutions d’usinage CNC pour le cuivre C905 (bronze au silicium)
Défis d’usinage
Résistance et dureté élevées
La résistance et la dureté élevées du cuivre C905 peuvent entraîner une usure des outils, notamment lors des opérations à grande vitesse.
Solution : Utiliser des outils en carbure ou en céramique, appliquer des vitesses de coupe adaptées et assurer un débit de refroidissant suffisant pour prolonger la durée de vie des outils.
Écrouissage
Comme d’autres alliages de bronze, le cuivre C905 peut s’écrouir, ce qui complique les opérations d’usinage ultérieures.
Solution : Maintenir des arêtes de coupe très vives, réduire la vitesse de coupe et utiliser un refroidissement adéquat pour limiter l’écrouissage.
Formation des copeaux
Le cuivre C905 peut produire des copeaux longs et filandreux, susceptibles de gêner l’usinage et de réduire la qualité.
Solution : Utiliser des brise-copeaux et optimiser les avances pour faciliter l’évacuation des copeaux et éviter l’accumulation de matière.
Usure des outils
En raison de sa ténacité et de sa dureté, le cuivre C905 peut provoquer une usure excessive des outils s’il n’est pas usiné correctement.
Solution : Inspecter et remplacer régulièrement les outils, et utiliser des plaquettes carbure revêtues haute performance pour réduire l’usure.
Stratégies d’usinage optimisées
Sélection des outils
Paramètre | Recommandation | Justification |
|---|---|---|
Matériau de l’outil | Outils en carbure ou céramique | Les outils carbure résistent à l’usure et offrent une bonne longévité |
Géométrie | Coupe positive, arêtes vives | Favorise une coupe régulière et une bonne évacuation des copeaux |
Vitesse de coupe | 100–150 m/min | Limite l’échauffement et préserve la durée de vie des outils |
Avance | 0,10–0,20 mm/tr | Assure une coupe constante et réduit les risques de déformation |
Refroidissant | Refroidissement haute pression ou soufflage d’air | Limite l’échauffement et améliore l’état de surface |
Paramètres de coupe du cuivre C905 (conformité ISO 513)
Opération | Vitesse (m/min) | Avance (mm/tr) | Profondeur de passe (mm) | Pression du liquide de coupe (bar) |
|---|---|---|---|---|
Ébauche | 100–150 | 0,10–0,20 | 2,0–3,5 | 30–50 |
Finition | 150–200 | 0,05–0,10 | 0,5–1,0 | 35–50 |
Méthodes d’usinage typiques pour le cuivre C905 (bronze au silicium)
Procédé d’usinage | Fonction et avantage pour le cuivre C905 (bronze au silicium) |
|---|---|
Idéal pour l’usinage de haute précision de pièces nécessitant résistance et tenue à la corrosion. | |
Utilisé pour produire des rainures, gorges et formes complexes pour applications marines et industrielles. | |
Adapté à la réalisation de pièces cylindriques telles que vannes et composants mécaniques. | |
Parfait pour créer des trous pour fixations et raccords dans les systèmes mécaniques. | |
Assure une grande précision pour l’usinage interne de pièces comme bagues et paliers. | |
Fournit d’excellents états de surface pour des composants mécaniques soumis à l’usure. | |
Convient à la fabrication de pièces complexes multi-fonctions pour les applications marines et industrielles. | |
Permet d’atteindre des tolérances très serrées pour des pièces mécaniques en environnements exigeants. | |
Idéal pour créer des caractéristiques complexes sur des pièces destinées à l’aéronautique et aux équipements lourds. |
Traitements de surface pour les pièces CNC en cuivre C905
Galvanoplastie : Ajoute un revêtement protecteur améliorant la résistance à la corrosion pour les composants marins et autres pièces fortement sollicitées.
Polissage : Produit des finitions lisses et brillantes pour les connecteurs électriques et les composants haut de gamme.
Brossage : Idéal pour créer une finition mate résistante à la corrosion et esthétique pour les pièces industrielles.
Revêtement PVD : Ajoute un revêtement dur améliorant la résistance à l’usure et protégeant les pièces exposées à des environnements sévères.
Passivation : Renforce la résistance naturelle à la corrosion de l’alliage, rendant le cuivre C905 adapté à l’exposition à l’eau de mer.
Revêtement en poudre : Fournit une finition durable protégeant contre les UV, les rayures et l’exposition chimique.
Revêtement Téflon : Ajoute une couche à faible friction et résistante aux produits chimiques, idéale pour les pièces mobiles exposées à des agents agressifs.
Chromage : Apporte une finition brillante tout en offrant une protection anticorrosion supérieure pour les composants industriels.
Applications industrielles du cuivre C905 (bronze au silicium)
Industrie aérospatiale : Utilisé pour des composants à haute résistance tels que bagues, paliers et engrenages dans les systèmes aéronautiques.
Électricité & énergie : Idéal pour des composants électriques des systèmes de production d’énergie, notamment connecteurs et bornes.
Industrie marine : Excellent pour l’accastillage et les raccords marins grâce à sa résistance à la corrosion en eau de mer.
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