CHAPITRE V

Ulilité des alliages pour la fonderie. — Préparation des alliages. —

Utilité des alliages pour la fonderie,

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 chaufifant au rouge, permet d'éviter le moulage d'un grand nombre d'objets, qu'on obtient d'ailleurs de meilleure qualité en les forgeant, parce qu'ils deviennent moins poreux et par suite d'une plus grande ténacité. En efifet, quelle que soit la qualité du cuivre employé dans les fonderies, on ne l'obtient jamais assez pur pour que, à la seconde fusion, il ne soit pas encore couvert, lorsqu'il est fondu,

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d'un laitier visqueux, boursouflé et noirâtre, qui tend à le maintenir à letat pâteux, etTempêche de bien remplir les moules où il est coulé. Aussi presque toujours lorsqu'on veut fabriquer des pièces moulées de bonne qualité, on mélange le cuivre d'une certaine proportion de métaux étrangers, tels que le zinc, l'étain, le phosphore, qui constituent avec lui des alliages plus facilement fusibles et plus faciles à couler.

Les alliages permettent également de réaliser des métaux possédant des qualités spéciales, n'appartenant pas aux éléments qui les constituent. Ainsi, les bronzes ont une dureté et une résistance bien supérieures à celles du cuivre, de Tétain et du zinc. Une grande partie du cuivre consommé dans le monde est employée sous forme d'alliages, tels que le bronze des cloches, le bronze des canons, le bronze d'aluminium, le bronze phosphoreux, le métal delta, etc., etc.

Préparation des alliages.

Dans la pratique, on fond généralement dans le même fourneau les divers métaux à allier; mais, malgré les soins pris à la fusion, au brassage et à la coulée, on obtient difficilement un métal parfaitement dense et homogène.

On arrive à plus de précision en faisant les alliages par dosages, c'est-à-dire en réunissant les métaux d'à-

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bord deux à deux, puis trois à trois, jusqu'à ce qu'on arrive à un alliage définitif et complet. L'ordre, suivant lequel les métaux doivent être introduits dans les alliages, n'est d'ailleurs pas indifférent ; il ne suffit pas, pour produire un métal de bonne qualité, de jeter dans un creuset dans un ordre quelconque les métaux à allier; doués de propriétés d'assimilation différentes, ils parviendraient difficilement à se combiner d'une façon satisfaisante.

Dans un alliage de cuivre, d'étain et de zinc, par exemple, iV convient d'introduire d'abord Tétain dans le cuivre fondu, puis le zinc, plutôt que de jeter dans le bain d'abord le zinc, puis l'étain.

La coulée des alliages est une opération des plus délicates ; il se produit souvent au moment de la coulée une liquation, qui amène au fond du moule le métal le plus pesant. Cette liquation, notamment fréquente dans les alliages de cuivre et d'étain, rend l'homogénéité des grandes pièces, telles que les canons, très difficile à réaliser. La liquation du bronze est une cause de détérioration rapide pour les bouches à feu ; elle se traduit par des taches blanches, qui, plus fusibles que le reste du métal, sont fondues et enlevées sous l'action de la chaleur produite par l'explosion de la poudre. Un refroidissement rapide est le seul moyen de remédier à ces irrégularités de fabrication ; il évite également la cristallisation, qui est un obstacle à l'homogénéité et à la solidité des alliages. La cristallisation est

surtout sensible dans certains alliages, susceptibles de conserver longtemps après la coulée une chaleur propre relativement élevée ; elle augmente en général la dureté de l'alliage, mais diminue beaucoup sa ténacité.

Tous les alliages gagnent à être coulés à la plus haute température qu'on puisse atteindre, sans exagérer les déchets par oxydation ou volatilisation, excepté le bronze phosphoreux, qui doit être coulé à la plus basse température possible. Les alliages coulés très chauds se refroidissent en effet dans des conditions bien meilleures que les alliages coulés pâteux ; pendant leur fusion, les métaux absorbent des gaz, tels que l'hydrogène ou l'oxyde de carbone et dissolvent des scories oxydées. Au moment de la coulée, le départ des gaz et des scories contenus dans la masse s'effectue facilement, lorsque le métal est bien liquide. En coulant chaud, on évite les soufflures, les piqûres et les tassements, qui se produisent fréquemment dans les métaux dont la liquéfaction est incomplète.

La fusion des alliages du cuivre se fait le plus fréquemment dans des fours à creuset, qui, par le peu de place qu'ils occupent et par le peu de frais qu'exige leur construction, sont à la portée du plus grand nombre des fondeurs. On fond d'abord le cuivre, qui est le métal le plus réfractaire, puis on ajoute au bain les divers métaux composant l'alliage dans leur ordre de fusibilité; avant de sortir les creusets, on brasse énergiquement la masse liquide en se servant d'une tringle en fer, puis

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on Tenlève rapidement pour verser l'alliage dans les moules.

Lorsqu'on fabrique de grosses pièces, il est nécessaire d'employer une série de creusets ; on verse leur contenu dans un bassin commun, qui sert à couler le métal dans le moule. Le moindre retard dans la coulée d'un creuset ainsi qu'un brassage imparfait dans le bassin, où sont réunis les alliages de tous les creusets, peuvent compromettre la réussite de l'opération.

Aussi emploie-t-on souvent des fours à réverbère, qui sont très appropriés à la fabrication des grandes pièces. Pour composer l'alliage, on dépose le cuivre sur la sole du four, et on le chauffe très régulièrement jusqu'à ce qu'il entre en fusion, puis on ajoute rapidement les métaux plus fusibles, qui doivent compléter l'alliage, en brassant continuellement la masse.

Les cubilots, ou petits fours à cuve, peuvent, également être employés pour la fonte du cuivre et de ses alliages. Pour obtenir un métal bien allié et des pièces exemptes de défauts, il faut se servir d'un cubilot peu élevé, d'une forme intérieure cylindrique, et ayant un diamètre égal au cinquième environ de sa hauteur. Comme combustible, on emploie du coke dense en fragments cassés, et on fait les charges plus petites que celles que Ton fait ordinairement pour la fusion de la fonte. En ajoutant au cuivre rouge, chargé au cubilot, quelques lingots de bronze ou de laiton, et quelques pièces manquées> qui donnent au cuivre une fluidité,

qu'il n'atteindrait pas tout seul, on arrive à couler même des pièces très minces, plus rapidement et plus économiquement qu'avec les fo^urs à réverbère et les fours à creusets.

Moulage

Les moules pour la coulée des pièces en cuivre ou en alliage se font soît en sable, soit en terre, soit en fonte. Les sables ne doîveat être ni trop humides, ni trop gras; il faut éviter de les tasser fortement, parce que la température du cuivre étant relativement peu élevée ne dégage pas aussi facilement que la fonte les gaz au travers des sables trop mouillés ou trop solidement comprimés. Les terres doivent être de bonne qualité et aussi maigres que possible.

Après avoir été façonnés, les moules sont recuits, et leur surface est saupoudrée soit de poussière de charbon de bois, soit de tripoli, soit de farine, pour que les surfaces des pièces moulées soient bien nettes et se détachent facilement des parois du moule.

Le moulage est loin d'être une opération facile; chaque type d'objets demande un moule préparé d'une façon spéciale. Selon sa forme, la terre ou le sable doivent être plus ou moins mouillés et pressés ; aussi doit-on choisir comme mouleurs des ouvriers très exercés. Malgré cela, les meilleurs mouleurs produisent des