Principe
Cuivre (Cu-ETP) : conductivité électrique et thermique (barres d'alimentation électrique, échangeurs). Laiton (cuivre-zinc, CuZn39Pb3 très usinable) : décolletage, raccords. Bronze (cuivre-étain) : frottement, coussinets. Ils se brasent bien ; le soudage du cuivre demande beaucoup d'énergie (préchauffage).
Comprendre pas à pas
1. La situation
Un fabricant de tableaux électriques veut remplacer des barres en cuivre par du laiton pour réduire les coûts. Le bureau d'études s'y oppose. Question : quelles différences entre cuivre, laiton et bronze ?
2. Les alliages cuivreux comparés
| Matière | Composition | Conductivité électrique (% IACS) | Usage |
|---|---|---|---|
| Cuivre Cu-ETP | cuivre ≥ 99,9 % | 100 | conducteurs, barres, échangeurs |
| Laiton CuZn39Pb3 | cuivre + zinc (+ plomb) | ≈ 26 | pièces décolletées, robinetterie |
| Bronze CuSn8 | cuivre + étain | ≈ 13 | coussinets, ressorts, pièces de frottement |
| Cuivre-béryllium | cuivre + béryllium | ≈ 25 | ressorts, contacts |
3. L'idée
Le cuivre est choisi pour sa conductivité électrique et thermique. Le laiton (cuivre-zinc) s'usine très bien et coûte moins cher. Le bronze (cuivre-étain) résiste à l'usure et au frottement. Remplacer le cuivre par le laiton divise la conductivité par environ 4 : il faudrait des sections bien plus grandes.
4. La décision
Barres de puissance. Restent en cuivre : en laiton, l'échauffement serait inacceptable à section égale.
Pièces de connexion décolletées. Laiton : usinage rapide, coût réduit.
Réglementation. Laitons au plomb soumis à des restrictions (RoHS, eau potable) : vérifier les exemptions.
5. À vous de jouer : conductivité
Comparez la conductivité électrique (% IACS, cuivre recuit = 100).
6. Ce qu'il faut retenir
- Cuivre : conductivité ; laiton : usinage ; bronze : frottement.
- Le laiton conduit environ 4 fois moins que le cuivre.
- Vérifier les restrictions sur le plomb.
Mise en œuvre
- Acteurs
- Bureau d'études, achats, découpe, usinage
- Durée
- —
- Livrables
- Nuance adaptée, procédés compatibles
- Choisir l'alliageCuivre pour la conduction, laiton pour le décolletage et les raccords, bronze pour le frottement.
- Vérifier les contraintes réglementairesPlomb (eau potable, RoHS).
- Adapter la découpeLaser fibre (le CO₂ coupe mal ces métaux réfléchissants) ou poinçonnage.
- Adapter l'assemblageBrasage plutôt que soudage, traitements (étamage, argenture) pour les contacts électriques.
Exemple d'application
Barres de cuivre d'armoire électrique découpées au laser fibre (le laser CO₂ ne coupe pas le cuivre), pliées et percées, puis étamées.
Points de vigilance
- Laiton au plomb pour des applications en contact avec l'eau potable