Le 22 avril, lors du CCIE-2025SMM (20e) Congrès de l'industrie du cuivre et Exposition de l'industrie du cuivre - Forum sur le développement de l'industrie de la transformation des tubes et profilés en cuivre, organisé par SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), le Shanghai Nonferrous Metals Trading Center et Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., avec Jiangxi Copper Corporation et Yingtan Inland Port Holding Co., Ltd. comme principaux sponsors, Shandong Humon Smelting Co., Ltd. comme co-organisateur spécial, et Xinhuang Group et Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd. comme co-organisateurs, M. Xicai Lao, directeur général de Guangdong Weiqiang Copper Technology Co., Ltd., a partagé ses points de vue sur l'impact de la qualité métallurgique des lingots et profilés en laiton sur la structure et les performances des produits sanitaires. 01 Influence de la qualité métallurgique sur les caractéristiques structurelles
Impact sur les caractéristiques structurelles
01 Taille et forme des grains
La taille des grains affecte directement la résistance et la ténacité des matériaux, tandis que la forme des grains influence considérablement la durée de vie en fatigue des matériaux. La quantité et la distribution des joints de grains jouent un rôle crucial dans la détermination des performances des matériaux.
02 Analyse des micro-défauts
Défauts de coulée : Les porosités de contraction, les zones de relâchement, les porosités gazeuses et les inclusions ont un impact important sur les propriétés mécaniques, de transformation et physiques des matériaux. Un contrôle global est nécessaire concernant la pureté des matières premières, la conception de la composition des alliages, les procédés de fusion et d'affinage, ainsi que la cristallisation de la coulée.
03 Analyse de l'uniformité structurelle
Une structure uniforme peut améliorer les performances globales des matériaux, tandis qu'une structure non uniforme peut entraîner une concentration de contraintes et une dégradation des performances. L'uniformité est cruciale pour la résistance à la corrosion des produits sanitaires.
Taille et forme des grains
► Impact de la taille des grains
Les grains grossiers ont une surface de joints de grains totale plus faible, une cohésion intergranulaire plus faible, une résistance et une ténacité réduites, ainsi qu'une résistance à la corrosion et une soudabilité diminuées. À l'inverse, les grains relativement fins peuvent atteindre de meilleures propriétés mécaniques, physiques et de transformation.
► Impact de la forme des grains
Grains équiaxés en coulée : Bonne isotropie, adaptés à la transformation par déformation.Au cours du processus, l'ajout de modificateurs est nécessaire pour supprimer la croissance des grains colonnaires.
Grains colonnaires : Disposés dans une direction spécifique, ils présentent une bonne résistance axiale mais une plasticité transversale et une résistance à la fatigue réduites, et sont sujets à des défauts tels que des porosités de retrait et des fissures.
La taille et la forme des grains déterminent directement les propriétés mécaniques, les performances d'usinage et la résistance à l'environnement en influant sur le mouvement des dislocations, les caractéristiques des joints de grains et l'uniformité de la structure. Grâce à l'optimisation synergique de la conception de la composition (par exemple, microalliage) et du contrôle du processus (par exemple, solidification rapide, taux d'usinage à froid et régimes de traitement thermique), il est possible de contrôler la structure des grains, améliorant ainsi la qualité métallurgique.
Composition et distribution des phases
Caractéristiques microstructurales de la phase a+β : La phase a+β présente d'excellentes propriétés globales ; la phase a, avec une structure cristalline cubique à faces centrées, montre une plasticité supérieure et convient à l'usinage à froid ; la phase β, avec une structure cristalline cubique à corps centré, présente une dureté élevée et une plasticité faible, ce qui la rend adaptée à l'usinage à chaud.
Caractéristiques microstructurales de la phase Pb : La phase Pb est distribuée sous forme de fines particules aux joints de grains ou aux joints de phases, jouant un rôle dans le brisage des copeaux et l'autolubrification pendant l'usinage, réduisant l'usure des outils, améliorant la finition de surface et augmentant l'efficacité d'usinage.
Influence de la distribution des interfaces de phase : Une composition et une distribution uniformes des phases ont un impact significatif sur les propriétés mécaniques, l'usinabilité et le traitement de surface du matériau ; la ségrégation des phases β et Pb peut entraîner une concentration locale de contraintes, réduisant considérablement la résistance, la résistance à la corrosion et la résistance à la fatigue, ainsi qu'entraînant une adhérence instable aux revêtements, affectant l'esthétique et la résistance à la corrosion à long terme.
02 Influence de la qualité métallurgique sur les propriétés physiques
Influence des lingots de laiton et des barres de laiton sur les performances des produits sanitaires
► Influence sur la microstructure des produits en laiton
Densité et uniformité de la microstructure : Pendant le processus de solidification du métal fondu à haute température, un retrait de volume se produit.Si elles ne sont pas rapidement compensées, des cavités de retrait (porosité) apparaîtront dans les zones solidifiées en dernier. Une solidification non uniforme entraîne la présence de grains colonnaires grossiers et de cristaux dendritiques dans la structure cristalline, souvent accompagnés de zones de détente, de pores et d'inclusions entre les grains, ce qui affectera le forgeage et l'usinabilité du matériau.
► Influence sur les performances des produits de robinetterie
Résistance et ténacité : Le laiton de haute qualité offre de meilleures propriétés mécaniques. Résistance à la corrosion : Le laiton de bonne qualité métallurgique présente une résistance à la corrosion supérieure. Usinabilité : Les bons matériaux en laiton offrent une grande efficacité d'usinage, réduisant ainsi les coûts de production.
► Influence sur la durabilité des produits de robinetterie
Résistance à l'usure : Le laiton de haute qualité présente une meilleure résistance à l'usure, rendant le produit plus durable. Résistance à la fatigue : Les bons matériaux en laiton offrent de meilleures performances sous contraintes répétées. Soudabilité : La performance de soudage du laiton affecte la durabilité du produit.
► Changements dans l'usinabilité
1. Performance de traitement de surface (galvanoplastie et résistance à la corrosion)
Un excellent substrat semi-fini en cuivre assure une bonne performance de polissage, l'absence d'impuretés et de pores, une adhérence parfaite aux revêtements et une durabilité esthétique.
2. Formabilité (performance de travail à froid/chaud)
La microstructure affecte la formabilité ; une microstructure uniforme facilite divers processus de formage ; une microstructure inégale peut facilement entraîner une rupture et affecter la précision dimensionnelle.
3. Optimisation de la performance de soudage
Les méthodes de soudage influent sur la performance de soudage ; l'optimisation des paramètres de soudage améliore la performance de soudage ; des matériaux de soudage appropriés peuvent améliorer la performance de soudage.
03 Impact de la qualité métallurgique sur les oligo-éléments des alliages
►Effet de micro-alliage
04 Opportunités et défis pour les barres en laiton et les lingots de cuivre dans l'industrie de la robinetterie
►Perspectives d'application du laiton et des nouveaux matériaux dans les produits de robinetterie
Application des barres en laiton dans les produits de robinetterie : En 2024, les barres en laiton, avec leur excellente résistance à la corrosion et leurs bonnes propriétés de traitement et de forgeage, présentent de vastes perspectives d'application dans les produits de robinetterie.Leur couleur et leur texture uniques après polissage et galvanoplastie confèrent aux produits sanitaires un aspect plus haut de gamme et plus élégant, tout en offrant d'excellentes performances en termes de protection de l'environnement et de durabilité.
Potentiel des lingots de cuivre dans l'industrie de l'équipement sanitaire : Les lingots de cuivre, en raison de leurs excellentes propriétés de coulée et de leur stabilité durable après polissage et galvanoplastie, sont largement utilisés dans la fabrication de corps sanitaires haut de gamme. Avec l'amélioration du niveau de vie et la segmentation des marchés de la haute gamme sur mesure, les domaines d'application des lingots de cuivre se concentreront davantage sur la gamme moyenne à haute gamme, offrant de nouvelles opportunités de développement à l'industrie de l'équipement sanitaire.
Impact des nouveaux matériaux sur les produits sanitaires : L'émergence de nouveaux matériaux, tels que l'acier inoxydable et les alliages de zinc, aura des impacts transformateurs sur le coût, la conception, la fonctionnalité et les performances des produits sanitaires. L'application de ces nouveaux matériaux entraînera une nouvelle vague de remaniement dans les segments de marché de l'industrie de l'équipement sanitaire.
05 Exigences de qualité pour les matériaux en laiton dans les produits sanitaires haut de gamme
►Exigences spécifiques de l'industrie de l'équipement sanitaire pour les matériaux en laiton
1. Contrôle des gaz et des inclusions non métalliques
Au cours du processus de fusion, divers composés métalliques insolubles dans le métal de base peuvent être présents, qu'ils proviennent des matières premières ou des outils, des revêtements de four ou des flux, entraînant la formation d'inclusions granuleuses, en flocons ou en blocs dans le matériau. Ces inclusions affectent gravement les performances de polissage et de galvanoplastie des produits sanitaires.
Solution de Weiqiang : Adoption de cristalliseurs ultra-froids et d'un processus de raffinage par affinage du grain pour garantir que les grains métallographiques des lingots de coulée sont fins, uniformes et denses.
2. Contrôle des impuretés nocives
Des éléments tels que S, Sb et Te sont nocifs pendant le processus de fusion. Ces éléments sont presque insolubles dans le cuivre et forment des composés fragiles à point de fusion élevé avec le cuivre aux joints de grains, augmentant la fragilité du matériau et affectant son aptitude à l'usinage. Sur la base des réglementations européennes et américaines relatives au contrôle des éléments nocifs pour la santé humaine, il est nécessaire de vérifier et de contrôler ces éléments nocifs pendant la fusion des matières premières.
Solution de Weiqiang : Mise en œuvre de processus rigoureux de sélection, d’élimination des impuretés et de classification des matières premières ; et utilisation de plusieurs processus de raffinage uniques d’élimination des gaz et des scories pendant la fusion afin de garantir la qualité.
3. Coulabilité
Les lingots de cuivre de haute qualité présentent une bonne coulabilité, ce qui est particulièrement important pour la fabrication de produits sanitaires. Une bonne coulabilité garantit que l’alliage de cuivre peut circuler librement dans le moule, remplissant tous les détails du moule, garantissant ainsi la forme et la précision dimensionnelle du produit.
Proposition de Weiqiang : En ce qui concerne la coulabilité, un contrôle précis est exercé sur la purification de la fonte, l’affinage des grains et le contrôle de divers éléments.
►L’importance du laiton dans l’amélioration de la qualité des produits sanitaires haut de gamme
• Amélioration des performances et de la fiabilité des produits
Le plomb est légèrement soluble dans le cuivre à l’état solide, la majorité étant présente sous forme granulaire dans le cuivre. Cela améliore la formation de copeaux et la résistance à l’usure. Cependant, pendant le processus de fusion, il est nécessaire de contrôler la teneur en plomb, la taille des particules et leur distribution pour obtenir une bonne formation de copeaux et une bonne résistance à l’usure.
Les produits sanitaires ont des exigences élevées en matière de résistance à la corrosion des alliages de cuivre, telles que la résistance à la corrosion par dézincification et à la fissuration par corrosion sous contrainte. Cela nécessite un contrôle de la microstructure métallurgique et de l’alliage d’éléments spéciaux. L’obtention de grains plus équiaxes et l’ajout d’éléments (tels que As, Sn, etc.) peuvent permettre d’obtenir une meilleure résistance à la corrosion.
• Amélioration de la qualité de surface des produits sanitaires en laiton
Les performances des matériaux, à leur tour, affectent la durée de vie et l’applicabilité des produits, en particulier dans les environnements humides. Les exigences de conception des produits sanitaires sont étroitement liées aux performances des matériaux en laiton, influençant la faisabilité et l’innovation de la conception des produits. La durabilité et la résistance à l’oxydation des produits électrodéposés ont un impact direct sur la réputation de la marque et la perception des clients.
• Développement vert, respectueux de l’environnement et durable
La qualité métallurgique des alliages de cuivre, en particulier le contrôle de la teneur en éléments nocifs, est cruciale pour garantir la santé et la sécurité des produits sanitaires.Les pays et régions développés ont imposé des limites strictes sur la teneur en plomb dans les systèmes d'eau potable afin de réduire les risques pour la santé humaine. La qualité métallurgique des billettes de cuivre est également liée aux questions de protection de l'environnement. Une fois jetés, les laitons contenant du plomb peuvent facilement libérer du plomb dans le sol et l'atmosphère, provoquant une pollution environnementale. Par conséquent, l'utilisation de matériaux en alliage de cuivre à faible teneur en plomb ou sans plomb est d'une grande importance pour réduire la pollution environnementale. Le développement d'alliages de cuivre respectueux de l'environnement réduit l'utilisation de substances nocives et est plus favorable à l'environnement et à la santé humaine. L'utilisation de tels matériaux améliore la sécurité et la compétitivité sur le marché des produits de salle de bains.
De plus, il présente les produits haut de gamme en laiton de Guangdong Weiqiang Copper Industry.
