DE LA FONDERIE DE CUIVRE

L'usage du cuivre fondu et allié à d'autres métaux date de la plus haute antiquité. Bien longtemps avant qu'on connût l'art de fondre le fer et de le convertir en moulages, les anciens se servaient de procédés qui leur permettaient de couler des bronzes et d'employer à la fabrication des armes un alliage de cuivre et d'étain dont la composition, à peu prè^i semblable à celle que nous formons aujourd'hui pour le bronze des cano&t^était nommée (c'est du moins l'opinion d'un grand nombre de savants) /aXxoç par les Grecs et œs par les Romains.

Ce dernier composé, dont le nom se traduit par le mot français airain, se rapporte plutôt à un alliage formé de cuivre et de zinc équivalant à peu près à notre laiton actuel.

Il devait contenir un peu d'étain, peut-être même du fer ; car les peuples primitifs traitaient les métaux par des procédés assez élémentaires pour que le titre des alliages ne pût être mis en cause.

Kous ne nous étendrons pas sur la question historique, abordée déjà dans l'introduction qui précède ce livre. Nous ne parlerons pas non plus des applications variées du cuivre et de ses composés dans rindustrie.

Notre but principal est de traiter les questions relatives à la mise en fusion du cuivre, de l'étain, du zinc et du plomb soit séparément, soit en leurs alliages à diverses proportions, concernant la fabrication des objets moulés qui s'exécutent journellement dans les fonderies. Par conséquent, nous laisserons de côté toutes exploitations spéciales de ces métaux par des procédés autres que ceux du moulage, nous bornant à donner quelques détails très courts sur les quatre métaux que nous venons de nommer, et encore plus concis sur quelques autres métaux accessoires, afin d'arriver bientôt à nous occuper de leurs alliages.

Du cuivre.

Les anciens extrayaient le cuivre de Tile de Chypre dont les minerais paraissent avoir été les premiers, sinon les seuls connus du vieux monde.

D*où, le nom A*œs cyprium que lui donnaient les Romains. Plus tard, cette désignation indiquant en principe le lieu d'origine du métal, devint par corruption cuprum dont les Anglais ont fait copper et dont nous avons ûât cuivre.

Exploitation des minerais de cuivre, — Les minerais de cuivre sont très répandus à la surface de la terre, bien qu'en quantité moins abondante que les minerais de fer.

Les plus importantes exploitations, en Europe, se trouvent en Russie et en Sibérie, en Suède et en Norvège et aussi en Angleterre où Ton exploite notamment les minerais jaunes du Gornwall et les pyrites du Devonshire.

Les autres contrées, telles que la France, l'Allemagne, le Mansfeld et le Hartz, exploitent quelques minerais ou pyrites de cuivre, mais dans des conditions absolument limitées.

Les grandes exploitations de l'Amérique méridionale, du Chili, de Cuba et de l'Australie viennent apporter un complément considérable aux usines à cuivre des contrées industrielles de l'Europe.

L'Angleterre reçoit par le port de Swansea, avantageusement situé entre le Comwall et le Devonshire, au sud du pays de Galles, des minerais cobres de Cuba contenant 28 p. 0/0 de cuivre et des pyrites donnant environ 12 p. 0.'0, des minerais oxydés rouges avec des carbonates gris et bleus d'Australie et aussi des minerais du Chili, en même temps que d'autres minerais des côtes de l'Amérique du Sud. Tous sont traités, généralement, par la méthode dite galloise dans les usines de Swansea et autres du Lancashire où l'on exploite les minerais locaux et même certains minerais d'Irlande.

Bien que les mines de cuivre ne soient pas rares, il en est beaucoup qu'on n'exploite pas, parce que les procédés pour obtenir le métal: préparation des minerais, triage, grillage, fusion, etc., offrent trop de complications et de difficultés eu égard au produit qu'on peut en retirer.

Dans l'Inde, au Japon et en Chine, on exploite les mines de cuivre dans des conditions trop simples pour être industrielles et on les traite particulièrement à l'aide de fours à manche élémentaires, composés d'une sorte de cuve peu profonde dans laquelle le combustible placé avec le minerai est brûlé à l'aide de deux tuyères plongeantes fournis-

sant le vent de soufSets tout à fait primitifs. Le prix de la main-d'œuvre est peu élevé et permet d'obtenir des produits d'un écoulement pos« sible.

On rencontre peu de gisements de cuivre à l'état natif offrant une grande importance. Les plus sérieuses exploitations commerciales, jusqu'alors» sont celles des psrrites cuivreuses. Cependant on exploite en Sibérie quelques mines de cuivre naturel cristallisé en cubes, aussi bien que des oxydes natifs dans le comté de Comouailles et dans l'Amérique méridionale. Les frères Estivant, qui ont des usines importantes pour le laminage du cuivre à Givet (Ardennes) exploitent à Clark, Montréal, et Bell dans le Michigan, à la pointe du lac Supérieur, des mines decuivrenatif dont je possède des échantillons, lesquels sont sensiblement aussi purs que des cuivres fondus sortant du creuset. Certains blocs de cuivre natif, extraits de ces mines, ont, en effet, fourni à la fonte jusqu'à 85 à 90 p. 0/0.

On trouve aussi le cuivre, comme production naturelle, à l'état de carbonate, dans les deux variétés appelées vert de montagne et malachite. Les oxydes et les carbonates de cuivre sont traités, de même que le cuivre natif, par voie de fusion au charbon de bois ou au coke dans des fours à manche, et, mieux encore, au four à réverbère, lorsque leur degré de pureté permet d'extraire le métal de toutes pièces, à peu près pur, sauf une dernière opération obtenue par l'affinage.

Traitement des pyrites. — Pour l'édification de nos lecteurs, nous nous bornerons à décrire en quelques lignes les procédés employés dans le traitement des pyrites, pour obtenir le cuivre neuf. On commence par trier, puis on grille le sulfure de cuivre. Cette opération assez longue a pour but de donner un mélange d'oxydes de cuivre et de fer avec du sulfure non décomposé.

On chauffe fortement ce mélange avec du charbon qui s'empare de l'oxygène, de telle sorte que le produit obtenu, auquel on donne le nom de matte, demeure composé de cuivre, de fer et de soufre. On grille la matte jusqu'à 10 et 12 fois pour la débarrasser du soufre. Les oxydes résultant du grillage sont fondus au charbon et avec une addition de silice ou de quartz, substances destinées à faciliter la fusion et à s'opposer à la réduction du fer. Le résultat de ce dernier travail est de donner : 1" du cuivre noir qui renferme environ 0,9 de cuivre, un peu de soufre et un peu de fer; 2^ des scories composées de silice et de fer ; y une nouvelle matte que l'on soumet encore au grillage. Le cuivre noir est affiné à la manière du fer, au moyen d'un vent continu projeté constamment sur le bain, dans un fourneau dont la sole est recouverte d'une brasque de charbon et de terre argileuse. Le but de cet affinage est de débarrasser le cuivre du fer et du soufre qui sont brûlés en se

combinant avec Toxygène de Tair. On obtient donc du cuivre rouge pur qu'on coule dans des moules métalliques échauffés d'avance, et qu'on retire sous la forme de lingots.

Si le minerai ne contient pas beaucoup de soufre, on le soumet au lavage après l'avoir grillé, afin de dissoudre les sulfates de cuivre et de fer formés pendant le grillage ; puis on fait précipiter le cuivre, en mettant cette dissolution sur de la vieille ferraille. C'est ce métal qu'on désigne sous le nom de cuivre de cémentation.

Affinage du cuivre. — Quand il s'agit du cuivre pour le laminage ou le martelage, on le fond ordinairement dans des fourneaux à réverbère pouvant contenir 2,000 à 2,500 kilogrammes. Le cuivre, combiné avec son oxyde dans la masse fondue, y est afâné au moyen de charbon de bois projeté sur le bain. Certains cuivres s'affinent assez difficilement et obligent à l'addition de métaux plus oxydables qui se scorifient. C'est dans ce but que Gardeur^Le Brun introduisit vers 1820, aux fonderies de Romiily, l'emploi du plomb pour des cuivres de Russie, alors assez difficiles à traiter. C'est aussi pour le même motif que l'on employa la tournure de fonte à l'affinage des cuivres anglais que la nature de leurs minerais et leur mode de traitement à la houille rendaient souvent rebelles.

Le cuivre, après son affinage, est coulé dans des lingotières découvertes en fonte, fixées sur un fond en cuivre qui reste à demeure sur les chantiers. Ces moules sont chauffés aune température de 80 àlOO^^^^. Une chaleur plus élevée nuirait à l'homogénéité de la matière ; une chaleur moindre occasionnerait des gouttes froides et des pailles.

Le déchet dans les fourneaux à réverbère est de 2 1/2 à 3 p. 0. A l'affinage au souffiet avec le charbon de bois, ce déchet n'est que de 1/4 à 1/2 p. 0/0; mais ce mode est peu expéditif, et toutes les localités ne se prêtent pas à l'emploi du combustible végétal.

Usages et propriétés du cuivre neuf. — On n'emploie pas, cela se comprend, le cuivre rouge (1), en première fusion, pour couler des objets de moulage. Les fondeurs achètent des lingots qu'ils refondent purs ou avec d'autres métaux, suivant les besoins de leurs industries.

L'usage du cuivre rouge sans alliage est peu commun dans la fonderie. La facilité que présente ce métal de pouvoir être travaillé au marteau, en le chauffant un peu au-dessous de la chaleur blanche, permet d'éviter le moulage d'un grand nombre d'objets qu'il est d'ailleurs

(1) Nous appelons indifféremment le cuivre provenant d'une première fusitn cuivre rouge ou cuivre neuf, pour le distinguer de ses alliages auxqueli ou donne souvent h nom générique de cuivre, surtout lorsqu'il s'dglt d'un composé de cuivre et de zinc.

plas convenable de forger, parce qu'on les obtient moins poreux et, par suite, d'une plus grande ténacité.

Le cuivre rouge est fondu à une température de 1,000 à 1,200«^, mais il n'atteint pas une aussi grande liquidité que la fonte de fer. Quelle que soit la qualité du cuivre employé dans les fonderies, — on choisit de préférence les cuivres de Suède et de Sibérie, — on ne l'obtient jamais assez pur pour qu'à la seconde fusion il ne soit pas encore couvert, lorsqu'il est en bain, d'un laitier visqueux, boursouflé et noirâtre qui tend à le maintenir à l'état pâteux. Aussi ce métal, qui peut devenir extrêmement fluide lorsqu'il est mélangé avec une certaine proportion d'étain ou de zinc, est-il ordinairement peu coulant, remplissant mal les moules, et d'un tassement facile, lorsqu'il est fondu seul. Ou, pour éviter ces inconvénients, il devient nécessaire de le chauffer audessus du point de fusion et de décrasser fréquemment la surface du bain, ce qui augmente le déchet.

La pesanteur spécifique du cuivre neuf est variable suivant le degré de pureté de ce métal. Elle est évidemment plus grande pour le cuivre forgé que pour le cuivre refondu. Quelques chimistes ont établi que la densité du cuivre ne dépassait pas 8. 75 ; d'autres ont porté ce chiffre jusqu'à 9. 2 ; mais il est généralement reconnu que le poids spécifique du bon cuivre neuf, traité avec soin et obtenu aussi pur que possible, se maintient à 8.895. C'est ce chiffre que nous avons toujours employé pour déterminer le poids des pièces à couler, d'après le cube des modèles.

Le cuivre s'allonge de ,q- g^g de sa longueur pour un degré de chaleur (P«0> c'est-à-dire plus de 1/3 de moins que la fonte de fer; mais son retrait est un peu plus grand, puisqu'il s'élève facilement jusqu'à 0",015 par mètre. Suivant Troughton, le degré de dilatation linéaire, par unité de longueur, pour un degré centigrade, est 0,000019188.

Quoique la force de cohésion du cuivre dépasse beaucoup celle du fer coulé (1), on doit craindre de voir se casser les pièces en cuivre, dans les moules^ au moment du retrait, autant parce que ce retrait est plus grand que parce que le refroidissement est beaucoup plus prompt que celui de la fonte. Par cette raison, il est nécessaire d'apporter au moulage du cuivre des précautions particulières, dont nous parlerons plus loin. Au reste, la forme des pièces n'est pas sans influence sur les effets du refroidissement, quels que soient les métaux coulés, et il est toujours

(1) Un fil de ce métal ayant 2 mîll. 1/2 de diamètre peut supporter eans se rompre un poids d'environ 134 kilog. 34, d'après Réanmur ; suivant Thompson, ce poids s'élève jusqu'à 137 kilogrammes, le fil n'ayant que 2 mill. de diamètre. Suivant Berthier» un fil de 2 mUlimètres de diamètre se rompt sous un poids de 137 kilog. 400,

bond'yavoirégardylorsqu'il s'agit de procéder au moulage et de disposer les canaux ou jets qui servent à emplir les moules.

Le cuivre ronge en lingots mis au feu et chauffé à la chaleur rouge blanche peut être, en cet état, cassé avant qu'on le mette au creuset. A la chaleur rouge sombre ou rouge cerise, il se forge aisément.

De rétaiiL

Exploitation des mines (Fétain. — L'étain, qui est un des métaux les plus anciennement connus, se rencontre en abondance dans certaines contrées, mais il n'est pas aussi universellement répandu que le fer et le cuivre. On le trouve surtout dans les montagnes primitives, et ses mines se présentent le plus souvent dans le quartz ou granit, mais jamais dans les calcaires. Les principales exploitations, en Europe, sont celles du Gomwall, qui atteignent à elles seules une importance de 43,000 quintatbx métriques, formant du reste toute la production en étain de l'Angleterre. Les autres gisements stannifères à signaler sont ceux de l'Allemagne, donnant environ 3,500 q. m. ; ceux de Suède, 750 q. m. ; ceux d'Autriche, 380 q. m. — Banco etMalacca, dans les Indes, exportent une quantité d'étain évaluée au double de la production européenne (1). Ces chiffres indiquent des approximations qui ont pu et peuvent encore parfaitement varier.

Les mines d'étain se rencontrent à l'état de sulfure et principalement à l'état d'oxyde ou p»«rre d'étain. On connaît, sous le nom démine d'étain

(1) Nous avons publié, en 1847, une notice sur des minerais d'étain, mis en exploitation, alors, à la Yîlleder, près le roc Saint-André, dans le Morbihan. Dans cette brochure, trop détaillée pour qu'elle puisse être reproduite ici, nous relatons des résultats d'analyse indiquant que les minerais de la seule mine d'étain, jusqu'à présent ayant été exploitée en France, peuvent donner au commerce des produits de la qualité qu'ont les étains du Comwall. La composition analytique des minerais de la Yîlleder est sensiblement la même, c'est-à-dire: oxyde d^étain 0.99, oxyde de fer 0*025, silioe 0.075.

L'exploitation n'est pas difficile. Les frais de fonte peuvent être, en tous cas, Êivorisés par le bon mirché excessif des bois à charbon qui valent» à la Villedex, environ 8 à 9 francs le double stère.

Le rendement en étain peut, au traitement en grand, donner des résultats atteignant au moins 60 p. 0/0; les minesriohes de ComouaîUes fournissent 08 à 78 p. 0/0.

L'étain obtenu à la première fusion est de bonne qualité, bien qu'indiquant par une couleur terne, par de nombreusas traces de cristallisation à la surface et par une certaine résistance à la flexion qu'il a besoin d'être mieux épuré» En efifet, tous ces indices ayant disparu après la refonte, le dernier lingot que nous avons coulé s^eat montré avec une couleur blanche, brillinte, reflétant au milieu les nuances de l'iris et présentant à la flexion ce cri significatif dont la sonorité atteste, dans le commerce, les qualités de l'étain pur*

grenue ou étain Ugnéiforme, une troisième combinaison fort rare en Comwall, mais qu'on trouve avec quelque abondance au Mexique.

Les minerais d'étain oxydé sont l'objet des plus importantes exploi<tations. On commence par les bocarder afin de les séparer de la gangue et des terres avec lesquelles ils se trouvent môles ; puis on les lave en faisant passer à travers la mine, qu'on a soin de préparer sur des lavoirs inclinés» un courant d'eau qui n'entraîne que la gangue, beaucoup plus légère que les fragments de minerai. Après cette opération préparatoire, on chauffe fortement ce dernier dans un four à grille d'où l'étain mis en fusion traverse le combustible^ tombe sur le sol, et de là s'écoule dan^ un bassin où il est réparti en lingots ou en baguettes minces. Quelquefois, on laisse tomber le métal fondu d'une certaine hauteur pour le recueillir en gouttes qui se livrent au commerce sans autre préparation. Il est essentiel que le charbon dont on se sert pour la fusion soit mouillé, sans quoi une portion de l'oxyde serait entraînée par le vent de la soufflerie.

Si la mine contient des sulfures de fer et de cuivre, on la grille pour la transformer en sulfates de fer et de cuivre, et en oxydes de fer, de cuivre et d'étain; on traite après coup ces divers produits par l'eau qui ne dissout que les sulfates ; puis, les oxydes étant lavés par les procédés ordinaires, ceux de fer et de cuivre, qui sont plus légers que celui d'étain, sont entraînés, laissant ce dernier à peu près pur. S'il contient encore de l'oxyde de fer, on le sépare au moyen du barreau aimanté. L'oxyde d'étain ainsi obtenu est traité par le charbon comme nous venons de le dire. — D'ordinaire, l'étain d'une première fusion est purifié par la refonte, avant d'être livré à l'industrie.

Usages et propriétés de Vétain, — L'étain que les fondeurs emploient pour les alliages avec le cuivre doit être choisi aussi pur que possible. On recherche dans les fonderies l'étain fin, en gouttelettes, ou l'étain Banca. L'étain dit des Détroits est également demandé, de même que les premières marques d'étain anglais. La bonne qualité de ce métal se recon* natt d'ailleurs à la difficulté qu'on éprouve à le casser et au craquement particulier qu'il fait entendre quand on le plie, craquement qu'on dé* signe sous le nom de cri de l'étain.

On coule peu de moules avec l'étain fondu seul ; nous ne parlons pas des objets qui sont du ressort du potier d'étain, et qui forment une spécialité tout à fait en dehors de la fonderie. L'étain de vaisselle à l'usage des potiers ne s'emploie jamais pur ; il est quelquefois allié avec environ 1/20 de cuivre, ou en plus fortes proportions avec le zinc, le plomb et l'antimoine, ce qui n'est pas toujours parfaitement correct au point de vue hygiénique.

Si l'on se sert d'étain chez les fondeurs, autrament que pour Tal-t

lier au cuivre, c'est en le mélangeant avec du zinc ou du plomb pour couler des modèles, des boites à noyaux ou de petits ornements qu'on ne peut pas fabriquer en zinc pur, parce qu'on les obtiendrait cassés. Dans les hauts-fourneaux fabriquant la poterie, on se sert, pour préparer les maîtres-modèles, d'un alliage formé de 0,66 de plomb et de 0,34 d'étain qu'on coule d'abord en plaques et qu'on lamine ensuite à l'épaisseur convenable.

Employé seul ou allié avec d'autres métaux, l'étain est de la plus haute utilité dans l'industrie et dans les arts. On s'en sert, non seulement pour la poterie, mais pour la fabrication du fer-blanc, pour le tain des glaces, pour l'étamage du fer et du cuivre. Ce métal sert également pour la soudure des chaudronniers et des ferblantiers, pour la préparation des émaux et pour beaucoup d'autres usages.

Il n'entre pas dans le plan de cet ouvrage de parler de ces divers emplois, qui ne se rattachent pas à la fonderie.

L'étain est mis en fusion à 210°<^, et à l'aide d'une température uH peu plus élevée il atteint aussitôt une grande liquidité qui lui permettrait de saisir les empreintes les plus délicates des moules, avec plus de perfection que les autres métaux, si son refroidissement, n'avait pas lieu avec une grande promptitude. Ce refroidissement, dû à une grande fusibilité, serait cause aussi que des objets massifs, qu'on voudrait couler en étain pur, subiraient un tassement considérable, si l'on n'avait soin de pratiquer des masselottes et des jets presque aussi forts que les pièces elles-mêmes.

Le poids spécifique de l'étain est de 7.291. Suivant la pesanteur de ce métal, il est facile de juger jusqu'à quel point il est pur, sa pureté se trouvant être parfaitement en rapport avec sa légèreté.

La dilatation de l'étain est de ,^0510 ^^ ^^ longueur, par un degré de

chaleur (P«0- Son retrait est presque nul, ce qui est une propriété intéressante à l'endroit de certaines applications, les modèles, par exemple. Il est très malléable et il peut être réduit en feuilles extrêmement minces; mais il a moins de ductilité et de ténacité que le fer et le cuivre. Un fil d'étain d'environ 0",002 de diamètre peut supporter sans se rompre un poids de 24 kilogrammes, c'est-à-dire environ 5 fois 1/2 moins que le cuivre et 8 fois moins que le fer de qualité ordinaire.

Du zlno.

Exploitation des mines de zinc. — L'origine du zinc, bien que fort ancienne, est plus contestable que celles des autres métaux dont nous, venons de parler. Les auteurs des nombreux traités de chimie et de

métallurgie qui nous sont parvenus sont d'accord pour reconnaître que le zinc était en usage au commencement des siècles, mais ils conviennent que ce métal n'était pas connu sous ce nom par les anciens, qui l'extrayaient d'un minéral appelé cadmie, du nom de Cadmus qui, le premier, dit-on, en enseigna l'usage chez les Grecs. C'est seulement vers la fin du quinzième siècle qu'on commença à désigner, pour la première fois, la cadmie sous le nom de zinc.

Le zinc ne se rencontre pas absolument pur. Il existe mélangé à l'état de calamine, qui n'est autre chose que l'oxyde de zinc uni à la silice, à de l'oxyde de fer, à de l'alumine et à du sous-carbonate de chaux; à l'état de blende (sulfure de zinc et de fer) ; et, enfin, à l'état de zinc oxydé ferrifère; à Tétat de carbonate et de sulfate.

Les minerais exploités de préférence sont la blende et la calamine. L'Angleterre, l'Allemagne et la Belgique sont en possession des principales exploitations existant en Europe; la première contrée, surtout, exporte une grande quantité de zinc provenant du Derbyshire. Les usines de la Vieille-Montagne, en Belgique, ont une importance considérable. Depuis quelques années, l'Espagne et la France, aux environs d'Uzès, se sont occupées de la production du zinc.

Nous nous bornerons à indiquer en peu de mots les procédés de préparation du zinc provenant de la calamine, ces procédés étant les plus usités pour le traitement des zincs du commerce.

Pour extraire le zinc de la calamine, on introduit dans des tuyaux de terre réfractaire, fermés à l'une de leurs extrémités, un mélange de charbon et de calamine calcinée et pulvérisée ; ces tuyaux sont légèrement inclinés dans le fourneau qu'ils traversent, de manière que leur extrémité ouverte, étant plus élevée que l'autre, soit mise en communication avec d'autres tuyaux semblables placés en dehors avec une même inclinaison, mais dans un sens opposé. On chauffe fortement afin d'amener la décomposition de la calamine, opération qui a pour but d'obliger le zinc qui en résulte à se sublimer et se condenser dans les tuyaux extérieurs, d'où on le fait descendre dans un bassin de réception. On le fait fondre ensuite et on le coule en plaques.

On obtient le même résultat en employant, au lieu des tuyaux, des vases fermés, communiquant avec un tube de fer, à travers lequel le zinc se réduit, se sublime et vient tçmber dans un récipient qui contient de l'eau.

Usages et propriétés du zinc, — Le zinc est souvent employé seul par les fondeurs. On s'en sert pour couler des modèles, quelques pièces particulières des machines, mais surtout des ornements, des chandeliers, des appliques, enfin toutes ces imitations de bronze qui, lorsqu'elles sont revêtues d'une couche de dorure ou de peinture, sont vendues à

bas prix et font une concurrence redoutable aux objets en bronze ciselé, lesquels coûtent souvent trop cher pour être à la portée de toutes les bourses (1).

Lorsqu'on veut couler des objets d'une certaine étendue, ou de formes dont la disposition est telle qu'ils pourraient facilement casser au retrait, on fait bien d'allier au zinc environ 1/15 à 1/20 d'étain qui le rend moins cassant, sans augmenter beaucoup sa valeur. L'alliage du zinc et du plomb se fait difficilement à cause de la densité de ce dernier. Pour réunir, autant que possible, ces deux métaux, on est obligé de les chauffer à une température plus élevée que celle nécessaire à leur fusion, de laisser fondre un peu de suif sur le bain et de brasser avec soin au moment de verser dans les moules. Souvent, malgré ces précautions, il arrive qu'il se fait, dans le moule coulé, un départ ayant pour effet de précipiter le plomb vers le fond, tandis que le zinc reinonte à la surface.

En dehors de l'art du fondeur, les applications du zinc à l'industrie, sans être aussi variées que celles de Tétain et du cuivre, sont cependant nombreuses. On s'en sert pour former des batteries galvaniques, pour la couverture des édifices, pour la fabrication des gouttières, des baignoires et d'un grand nombre d'ustensiles qu'on faisait dans le principe en fer-blanc, pour le doublage des navires, et pour beaucoup d'autres usages relevant de l'industrie ou de la science, ainsi du reste qu'il en est pour les divers métaux dont nous parlons.

Le zinc devient fusible à 3229<^. Si l'on augmente le chauffage, il se volatilise promptement et il subit un déchet d'autant plus considérable, que la température est plus forte. Quelques métallurgistes mettent le point de fusion jusqu'à 370>s mais on peut affirmer que ce degré de chaleur est plus élevé qu'il ne convient et qu'après ^0^ la volatilisation commence.

La pesanteur spécifique du zinc est 7.10. La nature de ce métal est telle qu'il semble tenir le milieu entre les métaux cassants et les métaux malléables. 11 casse très facilement lorsqu'il est coulé dans les moules, mais il acquiert de la ductilité et de la malléabilité, étant chauffé à une température de 80 à 140^. Bien qu'il soit beaucoup moins ductile et moins malléable que le cuivre, le plomb et l'étain, on peut cependant le réduire en feuilles très minces à l'aide du laminoir. Un fil de ce métal ayant 0™,002 de* diamètre cède à la traction d'un poids de 13 kilogrammes environ.

Le zinc se dilate d'environ ^555 de sa longueur, pour un degré (F«')» En raison de la fragilité de ce métal, on ne saurait trop prendre de pré-

8) Une partie de ees ornements en zinc est eonlée dans des montes métalliques, n vena plus loin quelques données sur cette fabrication spéciale.

cautions pour s'opposer aux effets de son retrait, qui est de 0^^012 à 0%bl5 par mètre. On fait bien, en conséquence, de disposer les moules de telle sorte, qu'ils puissent se prêter au mouvement des pièces coulées, quand la contraction s'opère.

Du plomb.

Le plomb, plus encore que les métaux qui précèdent, paraît devoir remonter à la plus haute antiquité. Les anciens auteurs affirment qu*il était en usage du temps de Moïse.

La galène, ou sulfure de plomb, de laquelle on extrait ce métal, se rencontre ft*équemment dans la nature.

Les principaux procédés d'exploitation consistent à griller le sulfure à plusieurs reprises, afin de le transformer en oxyde, puis à le chauffer avec du charbon qui s'empare de l'oxygène, et dont la chaleur met en fusion le métal qui vient s'écouler dans des réservoirs préparés pour le recevoir.

Les usages du plomb en fonderie sont peu pratiqués aujourd'hui; ils s'étendent à la fabrication de quelques contrepoids de machines et d'un petit nombre d'objets d'un usage industriel. On s'en sert encore pour l'ajustement des poids à peser et des lentilles de balanciers, pour l'assemblage des tuyaux de fonte et pour divers besoins dans les travaux de constructions. Dans ce dernier cas, on emploie plutôt le plomb laminé.

Avant qu'on eût les moyens de couler de grandes pièces de statuaire et d'ornements en fonte de fer, on s'est servi du plomb pour remplacer le bronze dont l'emploi serait devenu trop coûteux. Ainsi ont été faites presque toutes les figures qu'on voit encore dans les bassins des jardins de Versailles.

Sans tenir compte de la différence existant entre les prix respectifs des deux métaux, il est des groupes qu'on aurait pu difficilement exécuter en bronze, étant donné leurs grandes proportions. On s'est donc borné à l'usage du plomb qui, du reste, atteint rigoureusement les parties délicates des objets, peut être assemblé par fragments et se souder facilement au moyen d'un alliage d'étain. A la vérité, le plomb est loin d'avoir le caractère monumental et la durée du bronze. Aussi doit-on s'étonner de voir que les auteurs des splendeurs de Versailles et l'habileté des Keller n'aient pu faire donner la préférence au bronze qui, toutes les fois qu'on n'est pas tenu par la question d'argent, sera

toujours le meilleur et le plus fidèle représentant des productions de l'art (1).

Le plomb, par rapport au cuivre, à Tétain et au zinc, ne peut être pour les fondeurs qu'un métal secondaire. 11 est d'une importance relative dans les alliages, et, comme nous Tavons dit, on l'emploie rarement pour la coulée des moules.

Nous ne pouvons nous dispenser d'en parler parce qu'il n'est pas de fonderies où Ton n'ait à employer le plomb, sinon fréquemment, du moins assez souvent pour qu'il ne soit pas inutile de connaître ses propriétés principales, lorsqu'il est employé à l'état métallique.

Tout le monde sait d'ailleurs quels avantages précieux présente le plomb, lorsqu'il est employé à couvrir les maisons, à fabriquer des tuyaux de conduite, des réservoirs, des balles, du plomb de chasse et tant d'autres produits industriels. En le prenant à l'état d'oxyde, sous le nom de litharge, il est d'un grand usage dans la peinture, où il sert à la préparation des huiles siccatives et où on l'emploie comme céruse, minium, jaune de Naples, etc.

Le plomb entre en fusion à 260^^ ; il se met en ébuUition si l'on augmente la température, mais il ne se volatilise pas facilement. Son déchet devient considérable quand on agite fréquemment la surface du bain, qui, toutes les fois qu'elle se renouvelle à l'air, se couvre d'une peau ridée qui n'est autre chose que de l'oxyde jaune de plomb.

Si le plomb est le plus lourd, parmi les métaux doit nous avons à parler, — sa pesanteur spécifique est 11.357, — il est le moins dur, car, suivant les expériences du chimiste Thompson, sa dureté peut être représentée par 5.50, celle de la fonte l'étant par 9; celle du cuivre, par 7.50; celle du zinc, par 6.50; celle de l'étain, par 6.

Le plomb s'allonge facilement sous le marteau et peut se réduire en feuilles très minces, mais il est peu ductile, puisqu'un fil de 0™,002 millimètres de diamètre se rompt avec un faible poids de 9 kilogrammes. Un fait remarquable, c'est que le plomb martelé ou laminé perd de sa pesanteur spécifique. Des expériences de Muschenbroeck ont établi, en effet, qu'après avoir passé à la filière un échantillon de plomb non écroui, sa densité était au-dessous de 11.22.

La dilatation du plomb est de ggsÔO P^ ^^ degré de chaleur (F«0 î son retrait est peu sensible, mais» comme tous les métaux dont le point

(1) On est revenu aujourd'hui au plomb, pour Texécution de figures monumentales. Sous la direction des architectes VioUet-le-Duc, Ballue, Yisconti, Lefuel et autres artistes, plusieurs monuments publics ont été restaurés à l'aide de statues et d'ornements en plomb. De même, on a employé au même usage le cuivre et le zinc repoussé.

de fusion n'est pas élevé, son refroidissement est prompt et son tassement grand.

Divers métaux employés par la fonderie.

Les métaux qui suivent sont appelés à participer aux alliages pouvant être opérés industriellement dans les fonderies et se combiner avec le cuivre, Tétain, le zinc et le plomb. C'est à ce titre que nous leur donnons place ici.

Le bismuth ne paraît pas avoir été connu des anciens. Agriçola est le premier auteur qui en ait fait mention dans un livre publié en 1546. La découverte de ce métal paraît donc remonter au quinzième siècle.

Le bismuth est d'une couleur blanc gris, tirant sur le rouge. Sa cassure est lamelleuse ; il n'a ni saveur ni odeur appréciables. Sa pesanteur spécifique flotte entre 9.83 et 9.89. C'est un métal cassant, peu résistant, nullement ductile et malléable, en l'état du moins où il se trouve dans le commerce.

Le bismuth est celui de tous les métaux qui cristallise avec le plus de facilité. Refroidi lentement, il fournit des cristaux remarquables par leur importance, leur disposition cubique et leur éclat particulier.

Ce métal est très fusible, et par suite très volatil et très oxydable à une température élevée, comme tous les métaux peu réfractaires. Il se recouvre à l'air humide d'une pellicule oxydée d'un brun rougeâtre. A la chaleur rouge, il brûle avec une flamme bleuâtre en répandant des vapeurs jaune rougeâtre.

Le prix élevé du bismuth en rend l'emploi relativement restreint. Ce métal est surtout utilisé dans les alliages fusibles ou dans les alliages pour la typographie, où il se combine notamment avec le plomb, l'étain et l'antimoine.

Vaniimoine, d'un usage également peu fréquent dans l'industrie, sauf pour quelques alliages spéciaux, est d'une couleur blanc d'argent passant au blanc bleuâtre. Sa cassure est extrêmement lamelleuse, et il est tellement aigre, cassant et friable, que l'on peut le pulvériser facilement. Sa pesanteur spécifique se tient, suivant son état de pureté, entre 6.65 et 6.85.

L'antimoine fond au-dessous de la chaleur rouge en jetant dans l'air d'épaisses fumées blanches. L'acide nitrique étendu ou concentré le dissout et permet de le séparer soit de ses minerais, soit de ses alliages avec la plupart des métaux. Ses alliages sont notamment employés pour les caractères d'imprimerie, les planches à graver la musique et le métal dit métal anglais, qui est un alliage de plomb, d'étain et d'antimoine auquel on ajoute, en petite quantité, du cuivre et du bismuth.

L'antimoine s'emploie en médecine et en pharmacie. Dans l'industrie des métaux, où on l'utilise à l'état métallique, il est généralement connu sous le nom de régule d'antimoine. L'or exposé à la vapeur d'antimoine perd instantanément ses qualités de ductilité et de malléabilité, et devient aussi aigre et aussi cassant que l'antimoine lui-même.

Le nickel a été découvert vers le milieu de dix-huitième siècle par Cronstedt. C'est un métal d'un blanc gris, à peu près comme le platine, à cassure crochue. Sa densité se tient entre 8.4 et 8.8, suivant son état d'écrouissage. Travaillé à chaud, il prend la structure fibreuse et peut être forgé et laminé. Sa dureté est sensiblement celle du fer. Il se polit aisément et acquiert beaucoup d'éclat au polissage.

Le nickel ne subit pas d'oxydation à la température ordinaire ; il s'oxyde, même, difficilement et lentement, étant chauffé au rouge.

Ce sont ces prédispositions qui ont engagé certains pays, la Belgique entre autres, à introduire le nickel dans la fabrication des monnaies.

Le nickel s'allie très bien avec le cuivre, l'étain, le zinc, l'antimoine, le fer, le cobalt, etc. L'industrie admet surtout ce métal dans les alliages destinés à simuler l'argent.

On se sert aujourd'hui du nickel pour recouvrir, conserver et décorer d'autres métaux, le fer, la fonte, le cuivre, etc. Depuis peu d'années, le nickelage est en grande faveur.

Varsenic, que les chimistes rangent parmi les métalloïdes et que Ton emploie peu à l'état métallique, présente une couleur gris d'acier, se ternissant facilement. C'est un métal très cassant, facilement fusible etessentielleraent volatil. Il répand, quand on le chauffe, une odeur alliacée très caractéristique. Chauffé au contact de l'air, il brûle avec ffamme bleue, et se convertit en matière blanche volatile qui fournit l'arsenic blanc ou acide arsénieux du commerce. L'arsenic blanc est soluble dans l'acide hydrochlorique et même dans l'eau froide. Il s'emploie pour des préparations pharmaceutiques, dans la fabrication des verres fins, dits verres de Bohême, dans la production du vert de Scheele et autres verts employés pour la teinture.

L'arsenic est peu usité dans les alliages. Il sert à la composition des miroirs de télescopes et à quelques autres combinaisons plus ou moins répandues. Sa densité est 5.C3.

Le mercure est presque aussi blanc que l'argent et aussi éclatant Liquide à la température ordinaire, il devient solide à une température de 39 degrés 1/2 au-dessous de zéro. Dans cet état, il est susceptible de prendre de la ténacité et derla malléabilité. Le mercure liquide n'a ni odeur ni saveur. Il est bon conducteur du calorique et très dilatable. Il ne mouille ni ne tache presque aucun corps. Sa densité à l'état solide est 14.39; à l'état liquide, I3.C0; à l'état de vapeur, 6.976.

Chauffé au contact de Tair, il se transforme en oxyde rouge autour de 350 à 360 degrés, limite de son ébullition.

A la manière des corps poreux, le mercure absorbe une certaine quantité d'air et d'eau, dont on ne peut le purger que par l'ébuUition.

La plupart des acides sont sans effet sur ce métal. Toutefois il est mis en dissolution par l'acide sulfurique ou par l'acide nitrique concentrés.

A l'état métallique, le mercure est employé par la pharmacie ; il sert à la construction des baromètres, des thermomètres et des manomètres, à rétamage des glaces, au traitement par amalgamation de l'or et de l'argent, & la production de diverses couleurs employées dans les arts, à celle du fulminate qui sert de base aux amorces des armes à percussion, etc.

Les alliages qui portent le nom d'amalgames sont possibles avec la plupart des métaux, le cuivre, le plomb, le zinc, l'étain, le bismuth, l'argent et For notamment. Le mercure ne s'amalgame pas, ou du moins ne s'amalgame que très difficilement avec le fer, le nickel, le platine, le cobalt, le manganèse, etc.

Le platine, d'après de récents travaux publiés en Allemagne, aurait été connu des Romains. Toutefois son emploi serait longtemps resté à peu près ignoré ou très peu développé, et ce ne serait que vers le milieu du siècle dernier que les efforts des savants industriels auraient tendu à le vulgariser.

Le platine est d'un blanc un peu gris, susceptible de prendre au poli un assez grand éclat qui ne dure pas. Ce métal n'a ni saveur ni odeur. Il est tenace, malléable et ductile. Sa dureté et son élasticité sont singulièrement augmentées par l'addition d'une très faible proportion d'iridium. La densité du .platine est 21,50.

C'est le métal le moins dilatable et le plus difficilement fusible des divers métaux connus.

Il se ramollit à la chaleur blanche, et, en cet état, il peut être forgé ou soudé ; mais sa fusion n'est praticable, jusqu'à présent, qu'avec l'emploi du chalumeau. C'est une des causes qui, jointes à une valeur élémentaire très élevée, ont empêché ce métal de se développer au point de vue de certains emplois industriels.

Le platine est dissous par l'acide nitrique lorsqu'il est allié à un excès d'argent ; il est mis également en dissolution par l'eau régale. Les alcalis caustiques, le nitre, les persulfures alcalins, le phosphore, l'arsenic, le chlore sont susceptibles de l'attaquer plus ou moins sous l'empire de la chaleur.

Les alliages de platine seraient certainement praticables avec le plus grand nombre des métaux, si son infusibilité et son prix élevé ne rendaient ces alliages très rares dans la pratique usuelle.

Valuminium est un métal tout moderne. Sa présence à l'état métallique et son emploi dans l'industrie datent à peine de quelques années. C'est aux travaux des savants français et notamment aux recherches de Sainte-Olaire-Deville qu'est dû le développement industriel de l'aluminium.

La grande légèreté de ce métal, ses dispositions à la malléabilité et à la ductilité, son caractère inoxydable, lui ont acquis quelques fubrications qui resteront, au milieu du grand nombre que l'industrie lui avait attribuées sous l'engouement du premier moment.

Ladensitéderaluminium,laquelleestundes caractères saillants de ce métal, atteint à peine 2.60. D'une couleur grise, à même de prendre un poli brillant, mais se ternissant facilement, l'aluminium serait plus employé s'il était moins mou, moins terne et moins cher.

Les propriétés chimiques de l'aluminium sont en général très favorables à son usage dans les arts. L'acide nitrique et l'acide sulfurique,à froid, ne l'attaquent pas. Il est inaltérable à l'air, à l'eau et à la vapeur d'eau, même à une température élevée.

Il paraît devoir s'allier avec un grand nombre de métaux, et surtout avec le cuivre, pour former des bronzes qui viennent constituer, dès à présent, une des bonnes applications usuelles de ce nouveau corps métallique.

Nous dirons peu de mots de deux métaux d'une grande importance, Tor et l'argeùt, qui ne sont pas absolument du domaine de la fonderie, mais que nos lecteurs retrouveront dans quelques alliages usuels.

L'or est le plus ductile, le plus malléable et le moins oxydable de tous les métaux avec lesquels il s'allie facilement. Sa densité moyenne est 19.30.

La malléabilité et la ductilité de Vargent lui donnent le premier rang après l'or, parmi les métaux précieux. La densité de l'argent est 10.45. Ses alliages sont possibles avec la plupart des métaux. Toutefois, comme ceux de l'or, ils demeurent limités, en raison de leur prix élevé.