EoW September 2010

article technique

ni du point de vue économique ainsi que l’illustre l’exemple suivant. Durant la production de grille de connexion de grandes dimensions réalisées en CuFe2P (C19400) étamé par immersion à chaud pour les systèmes ABS et ESP, on produit environ de 50% à 70% de ferraille. Cette dernière ne peut pas être directement recyclée (réintroduite dans le processus de fusion), elle doit être soumise à des processus de fusion et de séparation électrolytique exigeant beaucoup de temps. La ferraille est ensuite réintroduite dans le cycle de matériau et de production sous forme de cathode. Ce procédé est caractérisé par une forte intensité d’énergie et est donc coûteux quant à la fusion directe. Généralement, une bande d’une épaisseur de 0,4mm est pourvue d’un revêtement d’étain de 3µm sur les deux côtés. Lorsque la ferraille est recyclée directement, l’alliage de CuFe2P en résultant contient environ 1,5% d’impuretés d’étain. Cela influence considérablement le comportement durant l’écrouissage et la conductivité électrique de l’alliage, qui diminue drastiquement lorsque la teneur en étain dépasse 0,3% ( voir la Figure 2 ). Il est donc nécessaire d’avoir un nouvel alliage avec des propriétés comparables à celles du CuFe2P, mais pouvant être recyclé sans difficulté, même lorsqu’il est revêtu d’étain. Les alliages de cuivre pur et d’étain tels que le CuSn 0.15 offrent la possibilité

Conductivité électrique relative en %

Teneur en étain en %

Figure 2 ▲ ▲ : Influence de la teneur en étain sur la conductivité du CuFe2P

BB01 C14410/15

SB02 C19400 Balancement

BB05xi

Cuivre

Balancement

Balancement

Étain Zinc

0.12

-

0.2 – 0.8

<0.10 <0.02 <0.02

0.13

<0.05 <0.02

Fer

2.4

Nickel

–

0.1 – 0.6

Phosphore

<0.015

0.03

0.008 – 0.05

Tableau 1 ▲ ▲ : Comparaison de la composition chimique de différents bronzes

Une analyse des déchets de production et de poinçonnage révèle que, dans plusieurs cas, ces facteurs ne sont pas suffisamment considérés ni du point de vue écologique

et le chrome améliorent la résistance à la corrosion d’un alliage de cuivre, ils en réduisent toutefois considérablement la conductivité (voir Figure 1 ). Les éléments composites représentent une solution fréquemment adoptée pour résoudre ce problème, surtout sous forme de revêtements à base d’étain pur appliqués à la surface de l’alliage de cuivre. Seulement dans les cas de rares exceptions, la directive RoHS (Restriction of Hazardous Substances), concernant l’utilisation de certaines substances dangereuses dans l’équipement électronique et électrique, entrée en vigueur le 1 er juillet 2006, interdit les composés classiques de plomb-étain qui étaient utilisés auparavant. L’intégration du revêtement fonctionnel d’étain pur dans le cycle du matériau est décrit en détail ci-après La sélection du matériau pour les connecteurs est principalement basée sur des critères physiques tels que la conduc- tivité électrique, le module d’élasticité, la relaxation thermique et les caractéristiques de processus telles que la ductilité et la capacité de pliage ainsi que le comportement au soudage. Les problèmes concernant la protection partielle ou totale de la surface sont d’importance secondaire de même que la disponibilité de base des matériaux et les coûts des ces derniers.

Tableau 2 ▼ ▼ : Comparaison des propriétés technologiques de différents bronzes

BB01

SB02

BB05xi

Conductivité électrique douce [% IACS ] Conductivité thermique (watts/mètres Kelvin) Coefficient d’expansion thermique [Rt-100°C]

>83

63

>62

360

260

250

17.7 x 10 -6

17.7 x 10 -6

17.7 x 10 -6

Module d’élasticité [GPa]

128

123

126

Tableau 3 ▼ ▼ : Comparaison des propriétés technologiques de différents bronzes

Épaisseur de la bande 0,3mm

BB01

SB02

BB05xi

Rm [MPa]

450 410

450 420

425 380

[MPa]

Rp

0.2

A50 [%]

4

9

6

HV

130

145

125

Température de ramollissement [ºC (1 h)]

300

350

350

Capacité de pliage [180º GW R/S] Capacité de pliage [180º BW R/S]

1

0

0.5

1

1

0.5

87

EuroWire – Septembre 2010