Comment fondre du laiton

Même si la température de fusion du laiton est relativement basse comparée à celles de l'acier et de la plupart des métaux précieux, la fonte de cet alliage nécessite du matériel spécialement conçu pour la chauffe des métaux. Les amateurs en métallurgie commencent presque toujours leur apprentissage avec l'aluminium qui fond à une température aussi basse que 660 °C, mais le travail du laiton est souvent l'étape suivante. Si vous suivez toutes les instructions données dans cet article et notamment si vous suivez les consignes de sécurité ^{[1]XSource de recherche}, vous devriez être en mesure de réaliser sans problème votre première fonte de laiton.

Partie 1

Partie 1 sur 3:

Préparer un four

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Faites des recherches dans l'Internet autour de ce qui vous intéresse dans la métallurgie. Même si cet article va vous donner de nombreuses informations pratiques concernant la fonte du laiton, il vous faudra faire des recherches dans le Web et dans des livres pour avoir des connaissances plus approfondies en métallurgie et pour élargir vos possibilités. Essayez d'entrer en contact avec des gens qui travaillent dans la métallurgie, via des forums, par exemple, pour obtenir des informations sur le type de matériel que vous devez acheter en fonction de votre budget et de vos projets.
- Vous pouvez récupérer des informations précieuses sur des forums ou canaux IRC comme ceux de la Wikiversité ^{[2]XSource de recherche}, de AlloyAvenue ou IforgeIron (en anglais). Vous pourrez poser des questions à des professionnels de la métallurgie qui vous donneront de très bons conseils.
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Préparez un four pour la fonte du métal. La fonte du laiton demande beaucoup de préparation et un matériel spécial, notamment un four qui permet de chauffer et fondre rapidement le laiton avant qu'il ne s'oxyde. Vous devez acheter un four à métaux qui permet d'atteindre des températures de 1 100 °C, avec une paroi interne recouverte d'un matériau réfractaire qui peut les supporter ^{[3]XSource de recherche}. La plupart des alliages en laiton fondent à des températures de l'ordre de 900 °C, mais vous devez vous donner de la marge avec un four qui permet d'atteindre de plus hautes températures, car vous obtiendrez alors un métal plus liquide et plus facile à couler.
- Choisissez un four assez volumineux pour contenir le creuset rempli de la quantité de laiton que vous souhaitez fondre en une seule fois.
- Pensez à la source d'énergie que vous utiliserez. Les huiles usagées très bon marché peuvent être utilisées pour le travail de fonte, mais les fours qui les utilisent comme carburant sont particulièrement onéreux. Les fours au propane sont plus propres, mais brulent beaucoup plus de carburant pour fonctionner. Les fours à carburants solides sont moins chers à l'achat, mais leur alimentation et leur entretien exigent de plus grandes dépenses s'ils sont utilisés fréquemment.
Il se peut que vous ayez déjà quelques objets en laiton prêt pour la fonte, mais si vous souhaitez travailler sur de grandes quantités de cet alliage de métaux, contactez un ferrailleur. Séparez les parties en laiton des autres matériaux des objets que vous avez récupérés et en particulier des matériaux non métalliques comme le verre, le plastique, le papier et les tissus.
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Nettoyez le laiton. Avant de le faire fondre, lavez-le avec de l'eau savonneuse afin d'éliminer l'excès d'oxydation ou les huiles... S'il est laqué, retirez la laque à l'aide d'acétone, un décapant à peinture ou un dissolvant.
- Travaillez dans un endroit aéré et portez des gants, surtout si vous utilisez un dissolvant !
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Procurez-vous un creuset. Le creuset contient le métal à fondre que vous ferez fondre dans le four. Pour les laitons, il est conseillé de choisir un creuset en graphite qui est un matériau extrêmement robuste et très bon conducteur de chaleur ^{[4]XSource de recherche}. Vous pouvez opter pour un autre matériau à condition de vous assurer qu'il peut supporter les hautes températures que le four doit générer pour la fusion.
- Avant d'utiliser un creuset en graphite neuf, chauffez-le à 93 °C pendant 20 minutes et laissez-le refroidir. Cela permettra d'enlever l'excès d'humidité qui peut causer des éclaboussures ^{[5]XSource de recherche}.
- Chacun de vos creusets ne devrait être utilisé que pour un seul type d'alliage. Si vous avez aussi l'intention de fondre de l'aluminium, du fer ou d'autres métaux, il vous faudra un creuset pour chaque matériau.
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Rassemblez un matériel très varié. Vous aurez besoin de pinces, d'une écumoire et d'une tige de coulée pour manipuler le métal. Les pinces en acier servent à saisir et tenir le creuset pour le placer dans ou le retirer du four. Une écumoire sert à retirer les scories qui remontent à la surface du métal liquide qui est prêt à être versé. Finalement, la tige de coulée permet d'enserrer fermement le creuset au moment de le basculer pour verser le métal en fusion.
- Si vous êtes déjà capable de fondre de l'acier, vous pouvez fabriquer ces outils vous-même.
- Vous pouvez acheter un pyromètre pour mesurer les hautes températures, ce qui vous permet de savoir exactement quand le métal en fusion est prêt à être retiré du four et versé.
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Placez votre four dans un endroit bien ventilé. Au mieux, choisissez un local largement ouvert sur l'extérieur pour que les fumées toxiques, qui sont inévitablement produites quand le four fonctionne, soient rapidement évacuées. Un garage avec une porte largement ouverte est une très bonne option.
- Même lorsque vous fondez d'autres métaux, vous devez veiller à ce que l'espace autour du four soit suffisamment ventilé. Les fours de fonderie exigent beaucoup d'air pour fonctionner et peuvent produire du dioxyde de carbone et d'autres gaz toxiques en fonction du carburant utilisé.
De l'humidité peut subsister même dans les matériaux qui sont en apparence totalement secs. Lorsque de l'eau entre en contact avec du métal en fusion, elle se transforme instantanément en gaz (vapeur d'eau) pour occuper en une fraction de seconde un plus grand volume et du métal liquide à une température de plusieurs centaines de degrés est projeté dans l'air ^{[6]XSource de recherche}. En plaçant une caisse de sable sec juste devant la bouche du four, vous pouvez éviter ce type d'incidents. Dès que vous sortez le métal en fusion du four, positionnez le creuset au-dessus de la caisse et versez le métal liquide dans les moules situés sur le sable. Ainsi, vous évitez de faire tomber du métal en fusion sur le plancher ou tout autre matériau qui pourraient contenir des traces d'humidité ^{[7]XSource de recherche}.
Le réceptacle le plus sûr pour recevoir du métal en fusion est la lingotière qui comme son nom l'indique permet d'obtenir des lingots qui sont des blocs de métal à forme parallélépipédique. Verser du métal en fusion dans un moule d'une forme plus complexe est une opération bien plus compliquée. Si vous souhaitez couler des pièces de machine ou d'art, renseignez-vous sur les techniques de moulage au sable ou à la résine d'inclusion et faites-vous aider par un professionnel, car le taux de réussite est très bas pour le débutant qui tente de réaliser ces opérations.
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Partie 2

Partie 2 sur 3:

Suivre les procédures de sécurité

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Ne sous-estimez pas la possibilité d'un accident lorsque vous effectuez un travail de métallurgie dans votre « arrière-cour ». Cependant, le risque d'accident n'est pas important, si vous respectez les mesures de sécurité de base et utilisez le matériel de protection adéquat. Dans toutes les opérations de métallurgie, des gants et des bottes de cuir et un tablier qui résiste aux hautes températures suffiront à vous protéger de la plupart des incidents mineurs. Tout ce matériel peut facilement être trouvé dans des magasins spécialisés dans les rayons « équipement de sécurité de soudage ».
En dessous de votre équipement de protection, portez des vêtements à manches longues et couvrant toute la surface des jambes. Cela protègera votre peau des éventuelles projections de métal en fusion. Les petites flammes ont tendance à s'éteindre très rapidement sur le coton et la laine. Préférez ces matériaux naturels aux textiles synthétiques qui peuvent bruler longtemps et fondre sur votre peau.
Dès que vous devez manier du métal en fusion, portez un casque de sécurité à grande visière (verticale) qui protège votre visage et vos yeux de tous les types de projections liquides. Utilisez une visière en verre fumé ou des lunettes de sécurité à verre sombre dès que vous manipulez du métal à une température de 1 300 °C ou plus et cela pour protéger vos yeux contre une exposition excessive aux rayons UV ^{[8]XSource de recherche}.
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Portez un masque de protection respiratoire. Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc, avec parfois quelques additifs métalliques. Le zinc entre en fusion (se liquéfie) à une température relativement basse, autour de 900 °C, bien en dessous de la température de fusion des autres métaux de l'alliage de laiton. C'est pourquoi, tandis que vous continuez à chauffer le laiton, le zinc se met à bruler en émettant une fumée blanche toxique qui, si vous l'inhalez, provoque des symptômes proches de ceux de la grippe. D'autres métaux toxiques, comme le plomb, peuvent être présents dans le laiton. Ils peuvent dégrader votre santé sur le long terme, si vous vous y exposez sans aucune protection de manière répétée. Vous pouvez vous protéger de ces dangers en utilisant un masque de filtrage des particules en suspension qui est classé dans la catégorie P100.
- Les enfants sont plus vulnérables que les adultes face à ces poisons. Faites en sorte qu'ils ne soient jamais à proximité du four lorsque vous maniez les métaux en fusion.
Tous les matériaux inflammables ou humides devraient être enlevés, tout autour du four, car ils peuvent créer un début d'incendie ou des projections de métal en fusion. Faites en sorte que votre espace de travail soit toujours libre de tout outil dont vous n'avez pas vraiment besoin et que le chemin entre la bouche du four et les moules soit toujours dégagé.
Cette source d'eau ne doit pas être trop proche du four, mais suffisamment proche de vous pour être utilisée en cas d'urgence, pour éteindre du tissu en flamme, par exemple.
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Partie 3

Partie 3 sur 3:

Fondre le laiton

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Préchauffez le moule à une température supérieure à 100 °C pour enlever toute trace d'humidité qui pourrait engendrer des projections de métal en fusion ^{[9]XSource de recherche}. Préchauffez l'écumoire pour la même raison. Une fois cela fait, placez le moule sur le sable sec.
Dans un four à combustible solide, le moule doit souvent être enfoncé dans le charbon (ou autre combustible solide). Veillez à bien suivre les instructions qui accompagnent votre modèle de four.
Suivez les instructions données par la notice de votre four ou suivez les conseils d'un métallurgiste expérimenté, si vous avez construit vous-même votre four. En général, vous avez juste à ajouter du combustible solide ou à ouvrir l'arrivée de gaz puis à craquer une allumette pour allumer le feu.
Après 10 à 20 minutes de préchauffage, ajoutez les pièces de métal en les posant délicatement pour éviter d'abimer le creuset. En ajoutant le métal dans un four qui a déjà atteint une température relativement haute, vous augmentez vos chances d'obtenir du laiton fondu (zinc et cuivre mélangé), car le zinc à moins de temps pour se consumer.
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Laissez le four chauffer tant que le laiton n'est pas complètement fondu. Le temps de chauffe peut varier grandement d'un four à un autre. Si vous possédez un pyromètre, gardez en tête que la plupart des alliages de laiton deviennent totalement liquides autour de 930 °C. Ce nombre peut varier de quelques dizaines de degrés en fonction du dosage des métaux dans l'alliage de laiton. Si vous n'avez pas de pyromètre, attendez que le laiton brille intensément d'une couleur jaune orange ou devienne quasiment incolore à la lumière du jour, avant de passer à l'étape suivante ^{[10]XSource de recherche}.
- N'oubliez pas que vous devez éviter d'inhaler toute fumée qui émerge du four et que vous devez toujours porter votre équipement de protection.
- En portant l'alliage à une température légèrement au-dessus du point de fusion, vous rendez le coulage du métal liquide plus facile, mais vous augmentez aussi le risque d'oxydation de celui-ci. C'est avec la pratique que vous apprendrez à juger précisément quand vous avez atteint la température idéale.
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Écumez les impuretés à la surface du métal en fusion. Pour cela, utilisez votre écumoire pour enlever la couche supérieure de laiton décoloré et oxydé et déposez-la sur le sable sec. En observant ce dépôt sécher, vous pourrez juger si l'alliage est suffisamment fondu ou pas, surtout, ne plongez pas l'écumoire dans le laiton pour le remuer afin de faire cette évaluation, car vous pourriez ajouter des bulles d'air dans le métal en fusion et finalement obtenir un alliage plein de défauts, après refroidissement.
- Notez que d'autres métaux, comme l'aluminium, génèrent des bulles de gaz pendant la phase de fusion et qu'il faut les remuer alors qu'ils sont encore liquides pour faire disparaitre ces bulles.
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Versez le laiton fondu dans les moules. En utilisant les pinces, saisissez le creuset, soulevez-le délicatement et sortez-le du four avant de le déposer dans le cercle de la tige de coulée. Utilisez la tige de coulée et les pinces pour verser lentement le métal en fusion dans les moules. Il est probable que vous ferez couler un peu de métal à côté des moules et c'est pourquoi vous devez réaliser cette opération au-dessus du sable sec. Une fois que le creuset est vide, vous pouvez le remplir à nouveau de morceaux de laiton ou vous pouvez éteindre le four et attendre que tout refroidisse.
- Le four peut prendre plusieurs heures avant d'être totalement refroidi, mais vos lingots de laiton devront être maniables à main nue bien avant cela.
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Conseils

Gardez un extincteur à proximité du four.
Commencez par pratiquer la fonte avec une petite quantité de laiton avant de vous lancer dans des projets plus ambitieux.
Si vous décidez de construire vous-même votre fourneau, commencez par demander des conseils à un métallurgiste expérimenté.

Avertissements

La fonte du laiton comporte de nombreux risques pour la santé comme l'intoxication par des fumées très nocives ou les brulures par projections de métal en fusion. Relisez toutes les instructions de sécurité ci-dessus et renseignez-vous sur toutes les mesures à prendre pour assurer au maximum votre protection ^{[11]XSource de recherche}.