FUSION DES ALLIAGES

La préparation de l'alliage à l'état fondu peut avoir lieu par divers procédés que nous décrirons rapidement :

1. Ce cas est plus fréquent qu'on ne semble l'avoir cru jusqu'ici ; il faut ajouter que c'est l'un des plus importants pour l'industrie ; en effet, la solution solide, qui peut et doit être homogène, a, de plus, la supériorité, sur toute autre constitution, de varier progressivement de propriétés.

A. Fusion simultanée des corps constituants. — C'est la méthode la plus générale, dont le principe est le suivant : on fond le métal le moins fusible et on y incorpore les autres métaux dans Tordre de leur fusibilité en terminant par celui dont le point de fusion est le plus bas.

Cependant on déroge souvent à cette règle ; nous citerons le cas où l'on veut faire l'affinage d'un métal par le phosphore, l'aluminium, le manganèse ou tout autre réducteur; il est de toute évidence que cette addition aura lieu juste avant la coulée. De même, s'il entre dans un alliage un métal volatil, il arrivera fort souvent que l'on introduira ce métal quelques instants seulement avant de retirer le creuset du four.

Enfin il est bon de signaler que souvent, au lieu de partir de métaux, l'on utilise des alliages, qui présentent une moindre volatilisation, une plus grande facilité de fusion, de dissolution, etc.

C'est ainsi que, pour faire les maillechorts,on introduit rarement le nickel à l'état métallique, mais bien à l'état d'alliage cuivre-nickel, préalablement préparé. De même on n'introduit jamais de phosphore dans les alliages de cuivre, mais bien du phosphure de cuivre. Cette remarque est faite en dehors de la considération si importante pour certaines industries de l'utilisation des déchets.

B. Production de l'un des métaux en présence des autres. — Soit le métal A à allier à un autre métal B. — Le métal A est pris à l'état d'oxyde, sulfure, sels, etc., et mis en présence du métal B. On fait subir au mélange un traitement tel que le métal A se produise et s'allie au métal B.

Nous citerons, comme exemple, l'ancienne méthode de préparation des laitons, qui consistait à réduire de l'oxyde de zinc par le charbon en présence de cuivre; la fabrication du ferro. silicium au four électrique, dans laquelle on réduit le quartz par le charbon à la haute température de l'arc et en présence de fer : le silicium produit est au fur et à mesure absorbé par le fer.

La méthode d'obtention de la fonte, alliage de fer et de carbone relativement riche en ce corps, relève, en somme, du même procédé. L'oxyde de fer est réduit par l'oxyde de carbone et le carbone, et le fer ainsi produit dissout ce dernier corps.

C. Production simultanée des différents métaux en partant de leurs composés. — Les métaux sont pris à l'état d'oxydes, de sels, etc. ; ceux-ci sont mélangés avec un ou plusieurs produits, tels que l'on puisse, dans certaines conditions, produire les métaux qui s'allient.

C'est ainsi que Ton obtient au haut fourneau les alliages spéciaux, tels que les ferro-manganèses, ferro-siliciums, etc. Le mélange des oxydes de fer et de manganèse, ou de fer et de silicium, est réduit par le charbon, et les corps qui ont pris naissance s'allient.

De même, on prépare, à l'heure actuelle, des alliages de nickel-vanadium en mélangeant l'oxyde de nickel et l'acide vanadique avec un réducteur. On produit donc simultanément le nickel et le vanadium qui forment alliage.

Enfin la méthode récente de l'aluminothermie permet d'arriver à la préparation d'alliages par le même principe. Suivant les indications que nous avons données plus haut, les oxydes des deux métaux h allier sont mélangés à de l'aluminium en grains. La cartouche de bioxyde de baryum et d'aluminium provoque la réaction ; les corps mis en liberté s'allient.

D. Production des alliages par compression. — Cette méthode qui, disons-le de suite, n'est nullement industrielle, a été utilisée par M. Spring, qui a préparé des alliages en comprimant fortement de la poudre des différents métaux constituants .

Il commença d'abord par déterminer les pressions nécessaires pour agglomérer la limaille des divers métaux de façon à ne plus trouver aucune trace des grains primitifs.

11 a trouvé que ces pressions étaient les suivantes :

Plomb 2 . 000 atmosphères

Étain 3.000 —

Zinc 6.000 —

Antimoine 6.000 —

Aluminium 6.000 —

Bismuth 5.000 —

Cuivre 5.000 —

Appliquant ce principe à plusieurs métaux en poudre soumis simultanément à une forte pression, il put préparer différents alliages. L'un d'eux avait pour composition :

Bi 15 o/o

Pb 8 0/0

E. Production des alliages par voie électrolytique. — On peut produire des alliages en effectuant un dépôt électrolytique de plusieurs métaux ; on arrive ainsi à recouvrir les objets de couches de laiton, etc. Ces dépôts, qui relèvent de la galvanoplastie, sont trop connus pour qu'il nous soit nécessaire d'insister.

F. Production des alliages par affinage d'alliages obtenus dans d'autres opérations. — De toutes les méthodes données, c'est assurément la plus répandue après les premières décrites.

Qu'il nous suffise de rappeler que les aciers sont obtenus par affinage de la fonte (procédés Martin, Bessemer), que les ferrotungstènes, ferrochromes, etc., àfaible teneur en carbone, sont préparés en affinant des alliages carbures en présence d'oxydes, etc., etc.

G. Production des alliages par cémentation. — Nous donnerons plus loin quelques détails sur cette opération; on sait que le fer peut se transformer en acier sous l'influence du carbone ; on applique aussi industriellement la méthode de la cémentation à la préparation des alliages cuivre-zinc. Des

expériences que nous n'ayons pas encore terminées nous ont nettement prouvé que le cuivre et rétain se cémentaient.

H. Production des alliages par réaction chimique. — Enfin les alliages sont parfois obtenus par une réaction chimique autre que celle déjà décrite.

C'est ainsi que Rose a pu préparer le phosphure de cuivre Cu^P2 en traitant le phosphure tricuivrique par l'hydrogène à haute température

2Cu3P* + 6H = PH3 + Cu«P*,

que M. Lebeau a pu obtenir au four électrique le siliciure de fer SiFe et le siliciure de cobalt SiCo en faisant réagir le fer et le cobalt sur un excès de siliciure de cuivre.