ALLIAGES DIVERS : monnaies, médailles, bijouterie, soudure, industrie etc..

GÉNÉRALITÉS.
Les alliages sont opaques, possèdent l’éclat métallique, sont bons conducteurs de la chaleur et de l’électricité. Ils ont des propriétés physiques et chimiques distinctes de celles de leurs constituants.
Leur densité n’est pas celle qui découle de la proportion et de la densité des constituants. Deux cas se présentent :
Premièrement, si lors de la combinaison il se produit un dégagement de chaleur, l’alliage qui en résulte présente une densité supérieure à celle que donnerait la simple formule, car il y a contraction. C’est le cas en particulier des alliages de cuivre et de l’étain ou du cuivre et du zinc.
Deuxièmement, il y a les alliages qui ne dégagent pas de chaleur quand ils se combinent, par exemple les alliages d’argent et de cuivre qui présentent un phénomène de dilatation.
Au point de vue de leur température de fusion, il est remarquable qu’un alliage fond toujours à une température plus basse que le moins fusible de ses constituants. Pour une partie des alliages, leur température de fusion est même plus basse que le plus fusible des métaux qui le composent. C’est en général le mercure, l’étain, et le bismuth qui donnent la fusibilité à l’alliage.
À titre d’exemple, on constate que l’alliage de Darcet, qui fond dans l’eau bouillante à 94,5 °C, est composé de plomb qui ne fond qu’à 335 °C, de bismuth qui ne fond qu’à 264 °C et d’étain qui ne fond qu’à 228 °C. Cet alliage est composé de Plomb 5 parties, Bismuth 8 parties, Étain 3 parties.
Les alliages sont généralement plus durs que les métaux qui les composent. Pour la fabrication des monnaies, on ajoute du cuivre à l’argent pour obtenir un alliage plus résistant que l’argent. Si on ajoutait de l’antimoine ou du plomb à l’or, (le plus ductil des métaux) on le rendrait cassant (on dit aigre). L’ajout d’étain au cuivre lui fait perdre également sa ductilité, mais par martelage ou trempe on augmente sa densité. L’alliage utilisé pour les cimbales présente la propriété d’être cassant à froid ou au rouge vif, mais d’être martelable comme le fer au rouge sombre.La liquation des alliages.
Si on laisse refroidir très très lentement un alliage fondu, on constate que sa température qui s’est abaissée d’une manière régulière et continue, reste un certain temps stationnaire. À ce moment, une partie du liquide s’est solidifié et donne un alliage cristallisé de composition bien définie. Si on retire cet alliage au moment où la température recommence à diminuer, on peut constater un nouvel arrêt de l’abaissement de la température et la cristallisation d’un nouvel alliage de composition également bien définie.
Un alliage fondu, homogène, se sépare donc (à une température voisine de celle de sa solidification) en plusieurs alliages qui étaient dissous dans un excès de l’un des métaux. Ce phénomène constitue la liquation.
À l’inverse, on observe le même phénomène quand on chauffe lentement à une température très peu inférieure à son point de fusion un alliage obtenu par le refroidissement rapide d’un mélange de métaux et semblant homogène. Dans cette manipulation, on voit se séparer du solide un premier alliage de composition définie, dès lors que la température est assez élevée pour que le composé le plus fusible puisse fondre et couler.
Si on continue à chauffer, on obtient la fusion de nouveaux alliages qui se séparent successivement de la masse. À la fin, on se trouve en présence d’une matrice à l’aspect d’éponge, constituée uniquement du métal le moins fusible. On ne manquera pas de faire un lien entre la liquation et la surfusion en alchimie.
Un procédé imaginé par M. Pattison, (le pattisonnage) est utilisé pour récupérer l’argent qui est toujours présent dans le plomb d’œuvre. Le procédé repose sur le fait que du plomb fondu, et en cours de refroidissement, se sépare en deux parties. Le plomb presque pur cristallise et se dépose au fond du bain. On retire ces cristaux qui subissent d’autres opérations de fusion et refroidissement pour augmenter la pureté de ce plomb.
Le plomb plus riche en argent, qui était resté liquide, subit de son côté la même série d’opérations conduisant à la récupération d’un alliage plomb-argent suffisament riche pour être passé à la coupelle.Amalgames. L’or se combine facilement avec le mercure.
Amalgame pour dorer les métaux : Mercure 89 à 91 %, Or 11 à 9 %.
Amalgame pour dorer le bronze : Mercure 8 à 9 parties, Or 1 partie.
L’amalgame de 2 parties d’Or pour une de Mercure est solide.
L’amalgame de 1 partie d’Or pour 7 parties de Mercure est mou et pétrissable.
L’amalgame de 1 partie d’or pour 10 parties de Mercure reste liquide, mais comprimé dans une peau de chamois, l’excès de mercure est chassé et l’amalgame restant est solide.
Amalgame d’argent : Mercure 85 %, Argent 15 %.
Amalgame pour étamer les glaces : Étain 70 %, Mercure 30 %.
Variante : Mercure 30 parts, Étain 10 parts.
Amalgame pour étamer les globes de verre : Mercure 80 %, Bismuth 20 %.
En chauffant lentement au rouge un amalgame, on volatilise la totalité du mercure sans perdre d’or.

Alliages d’or.
L’Or se combine aisément avec beaucoup de métaux, mais si un alliage riche en argent est maintenu longtemps en fusion tranquille, le fond du creuset se concentre peu à peu en or.
Pour exploiter l’or mêlé à des débris minéraux, ou réunir les très petites paillettes d’or disséminées dans les sables aurifères, on en fait un alliage (on dit amalgame dans ce cas) avec du mercure. Le mercure, plus volatil, abandonne l’amalgame quand on chauffe ce dernier et laisse l’or.
Les orpailleurs clandestins, qui ne sont pas équipés pour récupérer le mercure, contribuent fortement à la pollution par ce métal.
On donne le nom de similor à différents alliages qui présentent les compositions suivantes :
Cuivre 80 %, Zinc 20 %.
Cuivre 84 %, Zinc 16 %.
Cuivre 86 %, Zinc 14 %.
Cuivre 88 %, Zinc 12 %.
La ressemblance avec l’or est la plus forte pour les alliages cités qui contiennent le moins de Zinc.
Autre alliage destiné à imiter l’or :
Cuivre 910 grammes, Étain 95 grammes, (pour 1005 grammes).

Couleurs de l’or.
Or jaune ; c’est l’or dans toute sa pureté.
Or rouge ; 3 parties d’or, une de cuivre.
Or vert pré ; 3 parties or, 1/2 partie argent.
Or vert feuille morte ; 3 parties or, 1 partie argent.
Or vert d’eau ; 1,4 partie or, une partie argent.
Or bleuâtre ; or avec une petite quantité de fer.
Or blanc ; le platine ou l’argent dont on diminue l’éclat par un alliage.

Recette d’un alliage imitant l’or à 20 carats : cet alliage est nommé Chrysorin, à cause de sa parfaite resemblance avec cet or. Il ne doit cette qualité qu’à la proportion exacte de ses constituants : 51 parties de zinc pour 100 parties de cuivre.
En effet, si par une chaleur trop forte ou trop longtemps appliquée on a fait volatiliser un peu de zinc, on n’a plus qu’un laiton ordinaire et sans éclat contenant 50 parties de zinc et 100 de cuivre. Il faut donc employer les plus grandes précautions pour la fusion des deux métaux ; on commence par placer au fond du creuset le tiers du zinc nécessaire, et par-dessus, tout le cuivre, que l’on couvre d’un flux vitreux. On chauffe dans un fourneau à vent jusqu’à ce que le cuivre soit bien fondu, ce que l’on reconnaît à sa surface miroitante sous le flux, puis on ajoute le reste du zinc par petits morceaux. Comme en alchimie, c’est le tour de main qui fait la différence.

Alliage de base pour faire de l’or ductile de 18 carats : Or 990 grammes, Cuivre 10 grammes. L’utilisation de cet alliage permet par la suite de réaliser un alliage au titre de 950 millièmes qui est ductile, alors que la combinaison directe de 950 d’or et de 50 de cuivre produit l’effet contraire.

Soudure pour l’or à 18 carats (750 millièmes), Or à 750, 20 g., Cuivre 5 g., Argent 5 g. (pour 30 grammes).

Alliages des monnaies, pour 1000 g. d’alliage, sauf indication.
Alliage d’Or, titre de la monnaie française : Or 900 g., Cuivre 100 g.
Alliage d’Argent, titre de la monnaie française : Argent 900 g., Cuivre 100 g.
Autre alliage d’Argent de la monnaie française : Argent 835 g., Cuivre 165 g.
Alliage ‘billon’, titre de la monnaie française : Argent 200 g., Cuivre 800 g.
Alliage d’Or, titre de la monnaie des États-Unis : Or 899,22 g., Cuivre et Argent 100, 78 g.
Alliage d’Argent, titre de la monnaie des États-Unis : Argent 892,43 g., Cuivre 107, 57 g.
Alliage d’Or, titre des monnaies anglaises : Or 916,67 g., Cuivre et Argent 83,33 g.
Alliage destiné à imiter l’argent : Cuivre 612,7 grammes, Zinc 287,8 grammes, Nickel 151,3 grammes, Plomb 8,2 grammes, pour 1060 grammes.

Alliages des médailles, la bijouterie etc. pour 1000 g. d’alliage, sauf indication.
L’Or vert est composé de 30 grammes d’argent pour 100 grammes d’or.
Alliage des médailles d’Or, titre de la monnaie française : Or 916 g., Cuivre 84 g.
Alliages de bijouterie, titre de la monnaie française : Or 750 g., Cuivre 250 g.
Alliages d’argenterie, titre des médailles françaises : Argent 950 g., Cuivre 50 g.
Alliage d’orfèvrerie Argent 925 g, Cuivre 75 g
Alliages d’argenterie, de titre inférieur : Argent 800 g., Cuivre 200 g.
Alliage des médailles en bronze : Cuivre 920 g., Étain 80 g.
Alliage des médailles en bronze, variante : Cuivre 970 g., Étain 20 g. Zinc 10 g.
Alliage des médailles en bronze, variante :Cuivre 94 à 96 %, Étain 4 à 6 %, + 4 à 5 millièmes de Zinc.
Autre alliage des médailles : Cuivre 950 g., Étain 40 g., Zinc 10 g.
Alliage Ruoltz à bas coût : Argent 20 à 30 %, cuivre 35 à 50 %, Nickel 25 à 30 %
Alliage pour brasure à bas point de fusion (eutectique) : Argent 719 g, Cuivre 281 g

Autres alliages. Les alliages sont en très grand nombre et il s’en crée de nouveaux pour chaque usage particulier, nous ne pouvons en citer que quelques-uns. Nous avons dans un autre article parlé de ceux créés pour leur point de fusion particulier.
Nous nous abstiendrons de parler des alliages à haut point de fusion, alliages de fer, nickel, etc. qu’il nous est impossible de réaliser.

Le bronze, ou airain des Anciens est presque toujours un alliage de cuivre et d’étain. Cependant, on y introduit souvent une petite quantité de fer, de zinc et de plomb. Dans ce cas, on se rapproche de la composition du laiton. Pour certains usages, on le combine au phosphore.
Le bronze est plus dur et plus fusible que le cuivre, il s’oxyde moins facilement à l’air que ce métal. Sa densité est plus grande que la moyenne des densités des métaux dont il est formé, elle est comprise entre 8,76 et 8,87.
On a donné le nom de Tombac ou cuivre blanc à un alliage de Cuivre environ 97 %, Zinc 2 %, Arsenic 1 %, il était utilisé pour réaliser des instruments de physique. De nos jours, il en existe de nombreuses versions utilisées pour la monnaie ou pour faire des munitions, avec des pourcentages de cuivre plus faibles.
Le bronze est actuellement utilisé couramment dans l’industrie.
Il fut employé bien avant la découverte du fer et de l’acier. On l’utilisait pour faire des outils à l’âge du bronze, plus tard il fut employé presque exclusivement pour réaliser des statues.
L’analyse d’une statue due aux frères Keller, des fondeurs du temps de Louis XIV donne :
Cuivre 91,22 %, Zinc 5,57 %, Étain 1,78 %, Plomb 1,43 %.

– Bronze demi-dur : Cuivre 86 %, Étain 14 %.
Variante : Cuivre 84 %, Étain 14 %, Zinc 20 %.
Variante : Cuivre 75 %, Étain 21 %, Zinc 40 %.
– Bronze dur : Cuivre 84 %, Étain 16 %.
– Bronze très dur : Cuivre 82 %, Étain 18 %.
– Bronze des candélabres : Cuivre 820 grammes, Zinc 180 grammes, Étain 15 grammes, pour 1045 grammes.
– Bronze d’aluminium : Aluminium10 %, Cuivre 90 %.
– Bronze des cymbales : Cuivre 90,1 %, Étain 9,9 %. Un faible écart de composition lui fait perdre sa sonorité.
– Alliage pour tam-tam : Cuivre 80 %, Étain 20 %. Cet alliage a une dureté extrème, on en opère le recuit en le trempant dans l’eau lorsqu’il est rouge, il devient alors malléable. Si au contraire on le laisse refroidir très lentement il devient excessivement dur.
– Bronze des miroirs de télescopes : Cuivre 67 %, Étain 33 %. Il était utilisé pour son parfait pouvoir réfléchissant.
Bronze des miroirs de télescopes variante : Cuivre 32 parts, Étain 15 parts, Laiton 1 part, Arsenic 1 part.
Analyse d’un ancien miroir chinois : Cuivre 8 parts, Plomb 1 part, Antimoine 1 part.
– Métal des cloches anglaises : Cuivre 80 %, Étain 10,1 %, Zinc 5,6 %, Plomb 4,3 %..
– Métal des cloches françaises : Cuivre 75 %, Étain 25 %.
Métal des cloches françaises, variante nommée « Potin » : Cuivre 78 %, Étain 22 %.
– Maillechort : Cuivre 50 %, Zinc 25 %, Nickel 25 %.

Le laiton contient très peu d’étain, c’est un alliage que l’on dit « plus sec » que le bronze et qui présente un défaut souvent ignoré ou négligé : la crique hivernale ou crique saisonnière. En effet lors d’un grand froid il peut casser presque spontanemment sous un effort de moins de 10 % de sa tenue à température ambiante. Dans un laiton, le zinc ne dépasse pas 46 %.
Il est cependant très employé dans l’industrie et il se décline en un grand nombre de variantes impossibles à citer toutes.On peut le classer en :
– Laiton : Cuivre 67 %, Zinc 33 %.
– Laiton des tourneurs : Cuivre 64,8 %, Zinc 32,8 %, Plomb 2 %, Étain 0,4 %.
Variante : Cuivre 65,8 %, Zinc 31,8 %, Plomb 21,5 %, Étain 2,5 %.
– Laiton pour la tréfilerie : Cuivre 64,2 %, Zinc 33,1 %, Plomb 0,4 %, Étain 0,4 %.
– Chrysocale : Cuivre 88 %, Zinc 6 %, Étain 6 %.
– Laiton des doreurs : Cuivre 64,45 %, Zinc 32,44 %, Plomb 2,86 %, Étain 0,25 %.

– Métal anglais : Étain 100 parts, Antimoine 8 parts, Bismuth 1 part, Cuivre 4 parts.
– Caractères d’imprimerie : Plomb 80 %, Antimoine 20 %. Parfois, on ajoute une petite quantité de cuivre.
– Alliage pour la réalisation de bijoux coulés en coquille : Étain 60 %, Plomb 40 %.
– Alliage pour la réalisation de jouets, soldats de plomb, etc. : Plomb 96 %, Étain 4 %.
– Soudure des plombiers : Plomb 2 parts, Étain 1 part. Les bonnes soudures à l’étain (pour d’autres usages que la plomberie) peuvent contenir plus de 80 % d’étain.
– Soudure pour l’argent de 750 millièmes : Argent 20 grammes, Laiton 10 grammes (pour 30 grammes). À signaler que l’alliage de cuivre et zinc qui compose le laiton doit être obligatoirement réalisé préalablement.
– Anciennes mesures en étain (litre décilitre etc.) : plomb 18 %, Étain 82 %.
– Alliage pour emplomber le fer : Plomb 95 parts, Amtimoine 5 parts.
– Alliage pour étamer le fer : Étain 8 parts, fer 1 part.
– Alliage qui était employé pour obturer les dents cariées : Bismuth 8 parts, Plomb 5 parts, Étain 3 parts, Mercure 1,6 part.
Variante : Ag 33%, Hg 52 %,Sn 12 %, Cu 2%, Zn 1 %.
-Tutania, ou alliage de Bretagne : Fondez ensemble une part d’airain et une part d’étain. Quand la fusion se détermine, ajoutez une part de bismuth et une part de régule d’antimoine. C’est la ‘composition à durcir’ qu’on mêle à l’étain fondu, jusqu’à ce qu’il acquière de la couleur et de la dureté.
Autre : Fondez ensemble une livre de cuivre, une livre d’étain et deux livres de régule d’antimoine, avec ou sans un peu de bismuth.
Autre : Fondez ensemble huit onces d’airain de Shruff, deux livres de régule d’antimoine et dix livres d’étain. Celui-ci est aussi bon pour l’usage que le métal de Bretagne.
-Tutania d’Allemagne : Fondez ensemble deux drachmes de cuivre, une once de régule d’antimoine et douzes onces d’étain.
– Tutania d’Espagne : Ajoutez à huit onces de mauvais fer ou d’acier, portées à une chaleur blanche, une livre d’antimoine en petites portions, avec trois onces de nitre. Fondez et durcissez une livre d’étain avec deux onces de cet alliage.
– Tutania d’Engestroom : Fondez ensemble quatre parties de cuivre, huit de régule d’antimoine et une de bismuth. On l’ajoute à cent parties d’étain.
– Métal blanc : Fondez ensemble dix onces de plomb, six de bismuth, et quatre drachmes de régule d’antimoine.
– Un autre métal blanc : Fondez ensemble deux livres de régule d’antimoine, huit onces d’airain et dix d’étain.
– .Métal blanc ordinaire cassant : Fondez ensemble une livre d’airain, une once et demie de zinc et une demi-once d’étain.
– Tutenag : Fondez ensemble deux parties d’étain et une de bismuth.
– Métal de la Reine : Fondez ensemble quatre livres et demie d’étain, une demi-livre de bismuth, une demi-livre d’antimoine et une demi-livre de plomb. En employant ces proportions, on obtient un excellent alliage dont on fait des théières et autres vases qui imitent l’argent. Ces vases retiennent leur brillant pendant long-temps.
– Tombac : Fondez ensemble seize livres de cuivre, une livre d’étain et une de zinc.
– Tombac rouge : Mettez dans un creuset cinq livres et demie de cuivre ; ajoutez, quand la fusion a lieu, une demi-livre de zinc : ces métaux se combineront et formeront un alliage rouge, plus brillant et plus durable que le cuivre.
– Étain de vaisselle : Fondez dans un creuset sep livres d’étain, et jetez dedans, dès que la fusion se détermine, une livre de plomb, six onces de cuivre et deux onces de zinc. Cette combinaison forme un alliage d’une dureté, d’une ténacité considérable, et d’un beau lustre.
– Étain de vaisselle plus fin : On obtient de l’étain de vaisselle de première qualité avec cent parties d’étain et dix-sept de régule d’antimoine.
– Étain de vaisselle dur : Fondez ensemble douze livres d’étain, une livre de régule d’antimoine, et quatre onces de cuivre.
– Soudure commune : Mettez dans un creuset deux livres de plomb, et quand il entre en fusion, ajoutez une livre d’étain. Cet alliage est généralement connu sous le nom de soudure. Chauffé par le moyen d’un fer chaud, et appliqué sur le fer-blanc avec de la résine en poudre, il agit comme ciment ou soudure ; on l’emploie aussi pour souder les tuyaux de plomb. etc.
– Soudure cassante : Fondez ensemble deux livres de cuivre et une livre d’étain.
– Soudure douce : Fondez ensemble deux livres d’étain et une de plomb.
-Soudure pour les jointures d’acier : Prenez d’argent fin dix-neuf grains, cuivre un grain, airain trois grains. Fondez ces métaux sous une couche de poussier de charbon. Cette soudure a plusieurs avantages sur la soudure ordinaire de zinc ou d’airain, lorsqu’on l’emploie à souder de l’acier de fusion, etc., ; elle fond à une température plus basse, et sa blancheur a une meilleure apparence que l’airain.
– Soudure d’argent pour les joailliers : Fondez ensemble dix-neuf deniers d’argent fin, un de cuivre, et dix d’airain.
– Soudure d’argent pour plaques : Fondez ensemble dix deniers de cuivre et une once d’argent.
– Soudure d’or : Fondez ensemble douze deniers d’or pur, deux d’argent pur et quatre de cuivre.
– Or pour bagues, alliage à prix réduit : Fondez ensemble six deniers et douze grains de cuivre d’Espagne, trois deniers seize grains d’argent fin pour une once, cinq deniers d’or étalon.
– Autre alliage économique : Fondez ensemble huit onces, huit deniers de cuivre d’Espagne, dix deniers d’argent fin, pour une once d’or étalon.
– Or de Mannheim, (c’est un Similor): Fondez ensemble trois onces et demie de cuivre, une once et demie d’airain et treize grains d’étain pur.
– Alliage d’or avec le platine : Mettez dans un creuset bien propre sept drachmes et demie d’or pur, et, quand il est en parfaite fusion, ajoutez une demi-drachme de platine. Ces deux métaux se combineront en formant un alliage plus blanc que l’or pur, mais très ductile et très élastique ; il est aussi plus inaltérable que l’or pur ou l’or des joailliers, mais il est beaucoup plus fusible que ce dernier. Ces rares qualités doivent rendre cet alliage très précieux pour les ouvriers sur métaux. Il est très avantageux pour la fabrication des ressorts qu’on ne peut faire avec l’acier.
C’est une chose remarquable, que l’alliage d’or et de platine soit soluble dans l’acide nitrique, qui n’a aucun effet sur ses constituants séparés. C’est aussi remarquable que cet alliage ait presque la couleur du platine, même lorsqu’il est composé de onze parties d’or pour une de platine.
– Imitation de l’argent : En fondant du cuivre avec de l’étain dans la proportion de une once et demie d’étain pour deux livres de cuivre, on aura un métal de cloche pâle, qui ressemble à l’argent par le son et la flexibilité.

Les Amis de l’Alchimie.