Histoire de la fonderie sous pression de zinc

Histoire de la fonderie sous pression de zinc

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Le zinc est un matériau connu depuis très longtemps. Dans l'antiquité, sous le nom d'airain, il était utilisé sous la forme d'un alliage de cuivre-étain-zinc pour réaliser des bracelets. La première application industrielle date de 1814 où le procédé est alors employé à la fabrication des caractères d'imprimerie en alliage de plomb et d'étain. De nombreuses recherches sur les alliages de zinc furent conduites par la New Jersey Zinc Company (Etats-Unis) qui, pendant les années 20, fit particulièrement évoluer les alliages de zinc. Mais l'utilisation industrielle en grandes série des alliages de zinc par transformation en fonderie sous pression à l'échelle industrielle date des années 1960.

Antiquité

Le zinc était connu de l'Antiquité : des bracelets de zinc découverts en Grèce, dans les ruines de Cameros, en apportent le témoignage et permettent d'estimer que leur fabrication se situe vers le Vème siècle avant J.C. Mais, bien avant que la nature métallique du zinc ne soit déterminée, ce métal était présent dans les alliages de cuivre de l'époque appelée l'Age du Bronze qui succéda à l'Age du Cuivre. Ces alliages, dénommés dans la littérature ancienne “ airain ”, étaient vraisemblablement obtenus par réduction simultanée de minerais de cuivre, d'étain et de zinc.

 

Ces derniers étaient en effet identifiés des Grecs, qui avaient donné aux minerais de zinc le nom de kadmeia, pierre cadméenne, en raison de la situation de leurs gisements en Boétie, près de Thèbes, avec la citadelle de Cadmée.

Moyen age

Au Moyen Age, le zinc est connu en Chine et aux Indes comme une variété précieuse de l'étain ; on l'appelait de ce fait étain des Indes. Aussi, pour certains auteurs, est-il séduisant de supposer que cette analogie entre métaux blancs aurait donné le mot zink, francisé zinc, par emprunt au mot d'origine germanique zinn, qui désigne l'étain.

Le médecin suisse PARACELSE (1493-1541), célèbre alchimiste, découvrit la préparation de certains corps comme l'antimoine, l'arsenic et le zinc, et il classa ce dernier dans les métaux vers 1530. Toutefois, le zinc ne continue d'apparaître pratiquement que dans les laitons et les bronzes. Ainsi, au XVIIème siècle, les bronzes d'art sont en fait des bronzes au zinc. La statue de Louis XIV, coulée par les célèbres fondeurs KELLER, révèle la composition suivante : cuivre : 91,4 %, étain : 1,70 %, plomb : 1,35 %, zinc : 5,53 %.

Il semble que ce soit LAWSON, au retour d'un voyage en Chine en 1740, qui rapporta en Angleterre un procédé d'élaboration du zinc, mis en exploitation dans une fonderie installée, en 1743, à Bristol. L'Angleterre avait donc en quelque sorte, à la fin du XVIIIème siècle, le monopole de la production de zinc.

Aussi, sous l'Empire, avec le blocus continental, chercha-t-on à obtenir le zinc sur le continent comme en témoigne une clause insérée au Cahier des Charges de la concession des mines de calamine de la Vieille Montagne, près du village de Moresnet, département de l'Ourthe (région de Liège, Belgique), accordée le 24 mars 1806 au sieur Jean-Jacques Daniel DONY, de Liège, et ainsi libellée : "Obligation de faire les épreuves qui seraient reconnues nécessaires pour parvenir à réduire à l'aide de fourneaux appropriés la calamine de Moresnet à l'état métallique".

La clause fut tenue et Daniel DONY découvrit un procédé de réduction de l'oxyde de zinc qui fut consacré par un brevet délivré par Napoléon 1er, le 19 janvier 1810, pour un fourneau propre à extraire le zinc de la calamine. La découverte de ce procédé, connu sous le vocable de méthode liégeoise, marque réellement la naissance de la métallurgie du zinc et l'ouverture de ses applications qui iront en se développant au cours du XIXème siècle.

Naissance de la fonderie sous pression (1805)

C'est aussi au début du XIXème siècle qu'est née la fonderie sous pression. C'est aux Etats-Unis que William Wing déposa le premier brevet concernant cette technique en 1805. La première application industrielle date de 1814. Le procédé est alors employé à la fabrication des caractères d'imprimerie en alliage de plomb et d'étain. La fonderie sous pression et les alliages de zinc, qui ont permis la mise au point et le développement de ce procédé de fabrication, ont aussi fait leur apparition aux Etats-Unis dès le début du XXème siècle.

Avec l'essor de l'industrialisation, et de l'automobile notamment, l'intérêt économique de ce procédé a été rapidement démontré. Les premiers alliages de zinc utilisés avaient des caractéristiques mécaniques médiocres. Les applications industrielles de la fonderie sous pression restèrent de ce fait très longtemps limitées.

Les premiers alliages de zinc

De nombreuses recherches sur les alliages de zinc furent conduites par la New Jersey Zinc Company (Etats-Unis) qui, pendant les années 20, fit particulièrement évoluer les alliages de zinc. En 1926, la New Jersey Zinc Company brevetait un premier alliage baptisé Zamak 1 contenant 4 % d'aluminium, 3 % de cuivre et 0,1 % de magnésium, le reste étant du zinc de haute pureté.

Le nom de Zamak rappelant la composition de l'alliage (Zinc, Aluminium, Magnesium And Copper) fut préféré à celui initialement imaginé de Mazak pour faire ressortir que l'élément principal était le zinc. Toutefois, le premier licencié de la New Jersey Zinc Company, l'anglais Imperial Smelting Company, adopta comme marque déposée "Mazak", sans savoir que c'était la dénomination primitive de la New Jersey Zinc Company.

Puis la New Jersey Zinc Company a déposé d'autres brevets concernant de nouveaux alliages de zinc :

  • le Zamak 2,
  • le Zamak 3,
  • le Zamak 5,
  • le Zamak 7.

L'Imperial Smelting Company, quant à elle, travailla aussi dans ce domaine et ses recherches aboutirent à la mise au point des alliages Kayem, qui eurent comme premières applications des outils d'emboutissage de tôles en alliage léger pour l'industrie aéronautique, particulièrement active pendant cette période. Entre 1945 et 1960 naquirent d'autres alliages tels que l'Alzen, le Béric, le Main Metal, mais d'utilisation beaucoup plus confidentielle ; ces alliages ayant malgré tout un point commun : leur résistance à l'usure par frottement.

Le développement industriel

Enfin, plus près de nous (dans les années 60), les alliages ZA sont apparus : ZA8, ZA12 et ZA27. Ils étendent le champ d'applications des alliages de zinc et ont la particularité d'être mis en œuvre en fonderie sable, coquille ou sous pression. Le ZA8 peut être considéré comme un grand frère des Zamak, le ZA12 est essentiellement moulé en coquille gravité pour de petites séries ou pour réaliser des pièces prototypes. Enfin, le ZA27 présente des caractéristiques mécaniques et propriétés physiques plus élevées et particulières. Pendant tout ce temps, la technique de la fonderie, et plus particulièrement la fonderie sous pression, ne cessa d'évoluer jusqu'aux presses d'injection chambre chaude complètement automatisés des ateliers de fonderie sous pression actuels.

Source : EuroNetcast (CD Rom)

Last modified on vendredi, 01 juillet 2016 09:11

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