LES LAITONS
Tableau des propriétés principales des laitons
| Propriété | Valeur typique | Remarques |
|---|---|---|
| Masse volumique | ~8,3–8,7 g/cm³ | Plus élevé que l’acier |
| Module d’élasticité (E) | ~90–110 GPa | Moins rigide que l’acier |
| Résistance à la traction | 200 à 500 MPa | Selon alliage |
| Dureté (HV) | 80 à 200 HV | Faible à moyenne |
| Conductivité thermique | ~100–150 W/m·K | Bonne |
| Conductivité électrique | ~15–30 MS/m | Bonne |
| Coefficient de dilatation | ~18–22 ×10⁻⁶ /K | Relativement élevé |
| Magnétisme | Non | Amagnétique |
| Résistance à la corrosion | Bonne | Sans traitement |
| Usinabilité | Excellente | Idéal pour production |
- Description générale
- Types de laiton utilisés en horlogerie
- Traitements de surface et thermiques
- Applications horlogères
- Avantages et limites
Les laitons sont des alliages de cuivre et de zinc, dont la teneur en zinc varie généralement entre 5 % et 40 %. En horlogerie, ils constituent l’un des matériaux les plus utilisés, en particulier pour les composants du mouvement, en raison de leur excellente usinabilité, de leur stabilité dimensionnelle et de leur bonne résistance à la corrosion.
Historiquement, le laiton s’est imposé comme matériau de base pour la fabrication des platines, des ponts et des planches de roue et demeure aujourd’hui largement employé dans l’industrie horlogère, tant pour des raisons techniques qu’esthétiques.
Histoire
Le laiton apparait dès la préhistoire. Pourtant c’est sous l’ère romaine (env -100) qu’on en maitrise l’élaboration et qu’on le produit intentionnellement. Il servira notamment à la fabrication de monnaies (sesterces romains). Dès le moyen-âge, son usage s’étend à la fabrication de chaudrons, de vaisselle ou de chaudières. Ses propriétés (ductilité, malléabilité, résistance à la corrosion) en font un alliage historiquement et durablement prisé par les horlogers.
Propriétés principales
Les laitons utilisés en horlogerie présentent plusieurs caractéristiques essentielles :
- Excellente usinabilité : idéal pour le fraisage, le perçage et le décolletage
- Bonne résistance à la corrosion : supérieure à celle des aciers non inoxydables
- Stabilité dimensionnelle : faible déformation dans le temps
- Module d’élasticité modéré (~90–110 GPa)
- Bon amortissement des vibrations
- Propriétés amagnétiques
Ces propriétés en font un matériau particulièrement adapté aux composants fixes et structurels mais également pour les planches des roues. Les planches des roues en laiton entrainées par des pignons en acier garantissant un coefficient de frottement minimal.
1. Laitons classiques (CuZn)
Les laitons standards sont composés principalement de cuivre et de zinc.
Utilisation :
Caractéristiques :
- Bonne résistance mécanique
- Excellente aptitude à la finition
- Couleur jaune caractéristique
2. Laitons au plomb (laitons de décolletage)
Ces laitons contiennent une faible proportion de plomb (1 à 3 %) pour améliorer l’usinabilité.
Utilisation :
- Pièces tournées (vis, tenons, etc.)
- Production industrielle
Caractéristiques :
- Usinage très facile
- Formation de copeaux courts
- Moins adaptés aux pièces fortement sollicitées
Le réglement européen REACH visant à réduire l’utilisation d’éléments chimiques nocifs pour la santé et l’environnement conduit aujourd’hui les acteurs de l’horlogerie à trouver des alliages de substitution aux laitons au plomb.
3. Laitons spéciaux (alliages modifiés)
Certains laitons sont enrichis en éléments d’alliage (étain, aluminium, silicium) afin d’améliorer :
- La résistance mécanique
- La résistance à l’usure
- La tenue à la corrosion
Le laiton est rarement laissé brut dans un mouvement horloger. Il reçoit généralement des traitements de surface pour améliorer ses propriétés :
- Nickelage → protection et base de finition
- Dorure (or jaune, rose) → esthétique et protection
- Rhodiage → aspect blanc et résistance à la corrosion
- Divers traitements galvaniques (ruthénium, NAC, etc.)
- Dépôts par phase vapeur (PVD, CVD)
Ces traitements participent également à l’esthétique des mouvements.
Après usinage, mais surtout étampage, le laiton nécessite souvent des traitements thermiques tel que le recuit afin de détendre les tensions apparues dans la matière après les contraintes mécaniques engendrées.