Le 22 avril, lors du Forum sur le développement de l'industrie du traitement des tubes et des lingots de cuivre, organisé dans le cadre de la CCIE 2025 SMM (20e édition) Conférence de l'industrie du cuivre & Exposition de l'industrie du cuivre, par SMM Information & Technology Co., Ltd., SMM Metal Trading Center et Shandong Aisi Information Technology Co., Ltd., avec Jiangxi Copper Corporation et Yingtan Land Port Holdings Co., Ltd. en tant que principaux sponsors, Shandong Humon Smelting Co., Ltd. en tant que co-organisateur spécial, et Xinhuang Group et Zhongtiaoshan Nonferrous Metals Group Co., Ltd. en tant que co-organisateurs, Lao Xicai, 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 des barres de laiton sur la microstructure et les propriétés des produits sanitaires.
01 Impact de la qualité métallurgique sur la microstructure
Impact sur la microstructure
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 également un rôle crucial dans les propriétés des matériaux.
02 Analyse des défauts microscopiques
Les défauts de coulée tels que les cavités de retrait, la porosité et les inclusions ont un impact notable sur les propriétés mécaniques, de transformation et physiques des matériaux. Un contrôle global est nécessaire en termes de pureté des matières premières, de conception de la composition des alliages, de procédés de fusion et d'affinage, et de cristallisation de la coulée.
03 Analyse de l'homogénéité de la microstructure
Une microstructure homogène peut améliorer les performances globales des matériaux, tandis qu'une inhomogénéité peut entraîner une concentration de contraintes et une dégradation des performances. L'homogénéité a un impact significatif sur 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 totale de joints de grains plus petite, ce qui entraîne une liaison intergranulaire plus faible, une réduction de la résistance et de la ténacité, ainsi qu'une diminution de la résistance à la corrosion et de la soudabilité. En revanche, les grains relativement fins offrent de meilleures propriétés mécaniques, physiques et de transformation.
► Impact de la forme des grains
Les grains équiaxes formés lors de la coulée présentent une bonne isotropie et conviennent au traitement par déformation. La croissance des grains colonnaires doit être supprimée par l'ajout d'inoculants.
Grains colonnaires : Disposés dans des directions spécifiques, ils offrent une bonne résistance axiale mais une plasticité transversale et une résistance à la fatigue réduites, et sont sujets à des défauts tels que des cavités de retrait et des fissures.
La taille et la forme des grains déterminent directement les propriétés mécaniques, les performances de traitement et la résistance à l'environnement des matériaux en influant sur le mouvement des dislocations, les caractéristiques des joints de grains et l'homogénéité de la microstructure. Le contrôle de la structure des grains peut être réalisé grâce à l'optimisation synergique de la conception de la composition (telle que le microalliage) et du contrôle du procédé (tels que la solidification rapide, le taux d'usinage à froid et les régimes de traitement thermique), améliorant ainsi la qualité métallurgique.
Composition et distribution des phases
Caractéristiques microstructurales de la phase α+β : La phase α+β présente de bonnes propriétés globales ; la phase α, avec une structure cristalline cubique à faces centrées, offre une excellente plasticité et convient à l'usinage à froid ; la phase β, avec une structure cristalline cubique à corps centré, présente une dureté élevée mais une plasticité faible et convient 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, agissant comme un brise-copeaux et un autolubrifiant pendant l'usinage, réduisant l'usure des outils, améliorant la finition de surface et augmentant l'efficacité de traitement.
Impact de la distribution des joints de phases : Une composition et une distribution uniformes des phases affectent de manière significative les propriétés mécaniques, de traitement et de traitement de surface des matériaux. La ségrégation de la phase β et de la phase Pb peut entraîner une concentration locale de contraintes, réduisant considérablement la résistance, la résistance à la corrosion et la résistance à la fatigue. Elle peut également entraîner une adhérence instable aux revêtements, affectant l'esthétique et la résistance à la corrosion à long terme.
02 Impact de la qualité métallurgique sur les propriétés physiques
Impact des lingots de laiton et des barres de laiton sur les propriétés des produits sanitaires
► Impact sur la microstructure des produits en laiton
Densité et homogénéité de la microstructure : Pendant la solidification du métal fondu à haute température, un retrait de volume se produit. S'il n'est pas rapidement compensé, des cavités de retrait (porosité) peuvent se former à l'emplacement de la dernière solidification. Une solidification inhomogène entraîne la présence de grains colonnaires et dendritiques grossiers, souvent accompagnés de porosité, de poches de gaz et d'inclusions entre les grains, affectant les performances de forgeage et de traitement du matériau.
► Impact sur les propriétés des articles de sanitaire
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. Transformabilité : Les bons matériaux en laiton offrent une grande efficacité de transformation, réduisant ainsi les coûts de production.
► Impact sur la durabilité des articles de sanitaire
Résistance à l'usure : Le laiton de haute qualité offre une meilleure résistance à l'usure, améliorant ainsi la durabilité du produit. Résistance à la fatigue : Les bons matériaux en laiton offrent de meilleures performances sous contraintes répétées. Soudabilité : Les performances de soudage du laiton affectent la durabilité du produit.
► Changements dans la transformabilité
1. Performances de traitement de surface (galvanoplastie et résistance à la corrosion)
Un excellent substrat en cuivre assure de bonnes performances de polissage, l'absence d'impuretés et de porosité, ainsi qu'une liaison parfaite avec les revêtements, aboutissant à des produits esthétiques et durables.
2. Formabilité (performances de travail à froid/chaud)
La microstructure affecte la formabilité ; une microstructure homogène facilite diverses déformations de transformation, tandis qu'une microstructure inhomogène peut facilement entraîner des fractures et des imprécisions dimensionnelles.
3. Optimisation des performances de soudage
Les méthodes de soudage affectent les performances de soudage ; l'optimisation des paramètres de soudage améliore les performances de soudage ; des matériaux de soudage appropriés peuvent améliorer les performances de soudage.
03 Impact de la qualité métallurgique sur les oligo-éléments des alliages
► Rôle du microalliage
04 Opportunités et défis pour les barres en laiton et les lingots de cuivre dans l'industrie des articles de sanitaire
► Perspectives d'application du laiton et des nouveaux matériaux dans les articles de sanitaire
Application des barres en laiton dans les articles de sanitaire : En 2024, les barres en laiton, avec leur excellente résistance à la corrosion et leurs bonnes propriétés de transformation et de forgeage, présentent de vastes perspectives d'application dans les articles de sanitaire. Leur couleur et leur texture uniques après polissage et galvanoplastie donnent aux articles de sanitaire un aspect plus haut de gamme et élégant, et ils présentent également d'excellentes performances en termes de protection de l'environnement et de durabilité.
Potentiel des lingots de cuivre dans l'industrie des articles de 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 d'articles de sanitaire haut de gamme.Avec l'amélioration du niveau de vie et la segmentation du marché 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 un impact transformateur 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 fondants, 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 de procédés 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 le S, le Sb et le 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 sa transformabilité. Sur la base des réglementations européennes et américaines concernant le contrôle des éléments nocifs pour le corps humain, il est nécessaire de vérifier et de contrôler ces éléments nocifs pendant la fusion des matières premières.Solution de Weiqiang : Des processus stricts de sélection, d'élimination des impuretés et de classification sont mis en œuvre pour les matières premières. Au cours du processus de fusion, de multiples procédés uniques d'évacuation des gaz, d'élimination des scories et de raffinage sont employés pour garantir la qualité.
3. Fluidité de la coulée
Les lingots de cuivre de haute qualité présentent une excellente fluidité de coulée, ce qui est particulièrement crucial pour la fabrication de produits sanitaires. Une bonne fluidité garantit que les alliages de cuivre peuvent circuler adéquatement dans le moule, remplissant chaque détail du moule, garantissant ainsi la forme et la précision dimensionnelle des produits.
Solution de Weiqiang : En termes de coulabilité, un contrôle précis est exercé sur la purification du bain de fusion, l'affinage de la structure et le contrôle de divers éléments.
► 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. Cela améliore l'usinabilité 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 usinabilité et une résistance à l'usure optimales.
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 un alliage avec des éléments spéciaux. L'obtention de cristaux plus équiaxes et l'ajout d'éléments (tels que As, Sn, etc.) peuvent améliorer la résistance à la corrosion.
• Amélioration de la qualité de surface des produits sanitaires en laiton
Les propriétés 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 propriétés 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 assurer la santé et la sécurité des produits sanitaires. Les pays et régions développés ont imposé des limites strictes à la teneur en plomb dans les systèmes d'eau potable afin de réduire les risques pour la santé humaine. La qualité métallurgique des billes de cuivre est également liée aux questions de protection de l'environnement. Après élimination, le laiton contenant du plomb peut facilement libérer du plomb dans le sol et l'atmosphère, provoquant une pollution de l'environnement. 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 de l'environnement. Le développement d'alliages de cuivre respectueux de l'environnement réduit l'utilisation de substances nocives, les rendant plus respectueux de l'environnement et de la santé humaine. L'utilisation de tels matériaux améliore la sécurité et la compétitivité sur le marché des produits sanitaires.En outre, il a présenté les produits en laiton haut de gamme de Guangdong Weiqiang Copper Technology Co., Ltd.
