Salut! En tant que fournisseur d'épingles rainurées, on me demande souvent de quoi sont faits ces petits bonhommes. Passons donc directement à la composition chimique des broches rainurées.
Les bases des goupilles rainurées
Tout d’abord, les goupilles rainurées sont des attaches très utiles. Ils sont utilisés dans toutes sortes d’industries, de l’automobile à l’électronique. Leur conception unique avec des rainures leur permet de s'adapter parfaitement aux trous, c'est pourquoi ils sont si populaires.
Matériaux courants et leur composition chimique
Acier
L'acier est l'un des matériaux les plus courants pour les broches rainurées. La plupart des goupilles rainurées en acier sont en acier au carbone. L'acier au carbone contient principalement du fer (Fe) et du carbone (C). La teneur en carbone varie généralement de 0,05 % à 2,1 % en poids. Un peu de carbone peut grandement contribuer à rendre l’acier plus solide et plus dur. Mais trop de carbone peut le rendre cassant.
Outre le fer et le carbone, l’acier au carbone peut également contenir de petites quantités d’autres éléments. Le manganèse (Mn) est souvent ajouté entre 0,25 % et 1,65 %. Il contribue à améliorer la résistance et la dureté de l'acier et facilite également le processus de désoxydation pendant la fabrication. Le silicium (Si) peut être présent à raison d'environ 0,1 % à 0,6 %. Il agit comme un désoxydant et peut également améliorer la résistance et la dureté.
On y trouve également quelques oligo-éléments comme le soufre (S) et le phosphore (P). Celles-ci sont généralement considérées comme des impuretés et leur teneur est maintenue aussi faible que possible. Le soufre peut rendre l'acier cassant à haute température, tandis que le phosphore peut le rendre cassant à basse température.
L'acier inoxydable est un autre type d'acier utilisé pour les broches rainurées. En plus du fer, du carbone, du manganèse et du silicium, l'acier inoxydable contient une quantité importante de chrome (Cr), généralement au moins 10,5 %. Le chrome est ce qui confère à l'acier inoxydable ses propriétés de résistance à la corrosion. Lorsqu'il est exposé à l'oxygène, il forme une fine couche d'oxyde protectrice sur la surface de l'acier, empêchant ainsi une corrosion supplémentaire. Le nickel (Ni) est également souvent ajouté à l'acier inoxydable, généralement entre 2 et 20 %. Cela contribue à améliorer la ductilité et la ténacité de l’acier inoxydable.
Laiton
Le laiton est un alliage de cuivre (Cu) et de zinc (Zn). La teneur en cuivre du laiton peut varier considérablement, généralement entre 55 % et 95 % environ. Le reste est du zinc. Le rapport exact entre le cuivre et le zinc détermine les propriétés du laiton. Par exemple, le laiton avec une teneur plus élevée en cuivre est plus malléable et présente une meilleure résistance à la corrosion.
Le laiton contient également d’autres éléments en petites quantités. Le plomb (Pb) est parfois ajouté en petites quantités, généralement inférieures à 3 %. Il améliore l'usinabilité du laiton. De l'étain (Sn) peut également être présent, ce qui peut améliorer la résistance à la corrosion, notamment dans les environnements marins.
Comment la composition chimique affecte les performances
Force
La composition chimique a un impact énorme sur la résistance des broches rainurées. Dans les épingles en acier, la teneur en carbone est un facteur majeur. Comme je l'ai mentionné plus tôt, l'augmentation de la teneur en carbone peut augmenter la résistance et la dureté de l'acier. Mais si elle est trop haute, la goupille peut devenir cassante et se briser facilement sous l'effet de la contrainte.
Dans les broches en laiton, le rapport cuivre/zinc affecte la résistance. Généralement, le laiton avec une teneur plus élevée en zinc est plus résistant. Cependant, trop de zinc peut le rendre moins ductile.
Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion est un autre facteur important, en particulier pour les applications où les broches sont exposées à l'humidité ou à des produits chimiques. Les goupilles rainurées en acier inoxydable sont un excellent choix pour les environnements hautement corrosifs en raison de la teneur en chrome et en nickel de leur composition. Le chrome forme une couche d'oxyde protectrice et le nickel aide à maintenir l'intégrité de cette couche.
Les broches en laiton ont également une bonne résistance à la corrosion, notamment dans des environnements non agressifs. Le cuivre du laiton forme avec le temps une patine qui agit comme une barrière protectrice contre la corrosion.
Usinabilité
La composition chimique affecte également la facilité avec laquelle les broches peuvent être usinées. Par exemple, l’ajout de plomb au laiton améliore son usinabilité. Dans l’acier, la présence de certains éléments comme le soufre et le phosphore peut améliorer ou détériorer l’usinabilité. Une quantité contrôlée de soufre peut effectivement contribuer à la formation de copeaux pendant l'usinage, mais une quantité excessive peut causer des problèmes.
Différents types de goupilles rainurées et leur composition
Goupilles rainurées Din1472, demi-longueur, cannelées coniques
Ces broches peuvent être fabriquées à partir de divers matériaux, mais l'acier est un choix courant. L'acier utilisé pour les broches Din1472 doit avoir une bonne résistance pour résister aux forces appliquées lors de l'insertion et de l'utilisation. S'ils sont fabriqués en acier inoxydable, leur teneur élevée en chrome et en nickel garantit qu'ils peuvent être utilisés dans des environnements où la corrosion est un problème.
Goupilles rainurées Din1474, rainure conique inversée demi-longueur
Semblables aux broches Din1472, les broches Din1474 sont souvent en acier ou en laiton. Le choix du matériau dépend de l'application spécifique. Par exemple, si les broches doivent être utilisées dans un moteur automobile, un acier à haute résistance et bonne résistance à la chaleur peut être préféré.
Din1473 Goupilles rainurées parallèles sur toute la longueur avec chanfrein
Ces broches peuvent également être fabriquées à partir de différents alliages. Le chanfrein à l'extrémité de la broche est conçu pour une insertion facile. La composition chimique doit garantir que la broche conserve sa forme et sa résistance pendant l'insertion et l'utilisation.
Choisir les bonnes broches rainurées en fonction de leur composition
Lors du choix des broches rainurées, il est important de prendre en compte la composition chimique en fonction de votre application. Si vous avez besoin d'une résistance élevée et que les broches se trouvent dans un environnement relativement sec, les broches en acier au carbone peuvent être un bon choix. Mais si la corrosion est un problème, les broches en acier inoxydable ou en laiton sont de meilleures options.
Pour les applications où les broches doivent être facilement usinées ou avoir une certaine conductivité électrique, les broches en laiton sont une excellente option. Le laiton est également un bon choix pour les applications où l'esthétique compte, car il a une belle finition de couleur dorée.
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Références
- Édition de bureau du manuel des métaux, 3e édition
- Science et génie des matériaux : une introduction, 9e édition
