Ductilité par recuit à l'alcool méthylique.

[Pakiota]

Bonjour à tous,

J'ai hésité à poster mon sujet dans "physique" ou "chimie", mon ignorance en ces matières m'empêchant de trancher.

En tant que bijoutier, je pratique deux types de recuits pour redonner à de l'argent sterling écroui par laminage et/ou forgeage une ductilité perdue permettant de poursuivre sa mise en œuvre sans rupture.

A savoir, soit un recuit suivi d'un refroidissement lent à l'air, soit un recuit suivi d'un refroidissement rapide par immersion dans de l'alcool méthylique.

Dans les deux cas, le métal retrouve une souplesse de travail, mais force est de constater qu'avec la seconde méthode, l'argent devient beaucoup plus ductile qu'avec la première. Je précise néanmoins que ce n'est absolument pas le cas si l'on plonge le métal dans de l'eau. En effet, dans ce cas celui-ci récupère une ductilité relativement identique à celle d'un refroidissement lent à l'air, bien loin de celle obtenue avec le méthanol.

Jusqu'ici, je ne m'étais jamais réellement posé la question du pourquoi, scientifiquement parlant s'entend, mais depuis quelque temps, j'ai vraiment envie de savoir.

Votre expertise voudrait-elle éclairer ma lanterne ?

Merci.
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[40CDV20]

Bjr,
Les milieux ou fluides de refroidissements ont fait l'objet de quelques m3 de publications à destination principale des métallurgistes. En ce qui me concerne je n'ai jamais rien lu dans le monde de la bijouterie. Il est possible si ce n'est probable que ce soit proche de celui de la dentisterie. Qu'il s'agisse de trempe ou de recuit la problématique est très proche, il y a des objectifs métallurgiques et des exigences telle une que je suppose s'adapter à la bijouterie, l'inertie à l'égard des surfaces des matériaux, ici l'argent.
Globalement les conditions sont définies par divers critères, la conductivité thermique, le coefficient de transfert de chaleur, le nombre de Biot, la sévérité de Grosmann,...etc
Pour l'essentiel, on peut utiliser de l'eau pure, de l'eau dopée aux polymères (des microémulsions), des huiles minérales ou synthétiques (il serait plus juste de parler de fluides pour ces derniers), de l'air, des gaz (sous atmosphère), des sels et même de la végétaline ou de l'huile cosmétique antirides !
Il suffit de retenir que l'air est le plus commode et le moins couteux, mais techniquement un des plus mauvais car par définition peu ou pas reproductible. Sans parler de la passivation/oxydation des surfaces. Ce n'est pas du tout le cas des gaz (Ar, N2, H2,He,..), performants mais très couteux..
Quant à l'eau, elle détient le record de la vitesse de refroidissement maximum.
Pourquoi avec le méthanol, qui n'est pas exactement un alcool ordinaire d'emploi par sa toxicité pour ne parler que de ce risque ? probablement découvert par un heureux hasard. je pense que c'est à rapprocher de l'utilisation des fluides synthétiques où la combinaison de diverses variables, nature du ou des mélanges de fluides, agitation ou non, température de travail du bain de fluide (disons entre +50/+180°C),...etc font qu'il est possible de travailler à la carte, voire même dans le cas de trempes, d'obtenir des trempes dites étagées.
Un des intérêt possible de cette trempe alcoolique est qu'elle ne produit pas d'effet négatif en termes de propreté de surface ni de résidus toxiques (reste l'opérateur et ses nerfs optiques peut être), pour le cas où des finitions électrolytiques (tel ici le rhodiage) sont prévues.
Je serais curieux de connaître (mais sans plus n'étant pas chimiste, il est sans doute possible de trouver plus proche !) l'écart éventuel observé entre l'utilisation du méthanol et de l'éthanol (en gros 10°C d'écart pour le PE), voire d'un mélange d'eau et d'alcool ?
Je suis convaincu que l'on obtiendrait d'excellents résultats reproductibles par la filière gaz, d'un tout autre cout certes, mais très adaptée par la relative petitesse des masses traitées.
Cdt

[Pakiota]

Bonjour 40CDV20,

Merci pour ta réponse circonstanciée, même si je ne suis pas certain d'avoir saisi.

Bon dimanche.

[Pakiota]

Un des intérêt possible de cette trempe alcoolique est qu'elle ne produit pas d'effet négatif en termes de propreté de surface ni de résidus toxiques (reste l'opérateur et ses nerfs optiques peut être), pour le cas où des finitions électrolytiques (tel ici le rhodiage) sont prévues.

Je vais tout de même intervenir sur cette phrase.
Le refroidissement au méthanol (sans doute également à l'éthanol, mais je ne l'ai jamais pratiqué pour une question de prix), ne donne pas une pièce "propre", gris argenté, brillante, mais la rend tout à fait matte et d'un rose assez soutenu. C'est une condition qui apparaît en surface et s'élimine sans mal à l'émérisage. Étant donné la couleur, j'aurais tendance à imaginer que c'est une partie des 75 millièmes de cuivre contenus dans l'alliage qui réagit.
Il y a donc bien un effet négatif en terme de propreté de surface qui empêcherait tout processus d'électrodéposition correct.
En outre, ce n'est jamais un traitement de préparation à la finition, mais de pré-forgeage utilisé uniquement dans le cas ou le laminage doit changer de direction ou que le métal doit être rendu particulièrement malléable et ductile à des fins de mises en forme particulières.
En règle générale, les refroidissements à l'air ou à l'eau sont privilégiés pour une question de durabilité de forme.

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bsr,
Je n'ai pas une idée précise des exigences que l'on rencontre en fabrication de bijoux. Pour avoir un ami artisan bijoutier (partenaire régulier au billard), j'ai eu l'occasion d'assister à quelques opérations (restaurer l'entourage en or d'un Napoléon par ex.), qui de mon avis relèvent plus de la transformation des métaux que de la métallurgie. Dans le cas présent, seule une opération intégralement conduite sous gaz inerte est à même de s'approcher d'une zéro oxydation des surfaces ce qui facilite l'engagement d'une finition électrolytique. Mais quelle en serait l'utilité si le métal une fois sa ductilité retrouvée doit subir n opérations de formage et d'apprêtage des surfaces avant finition ? Si la chauffe s'opère à l'air il y a obligatoirement oxydation et une perte de brillance ou d'éclat métallique si on préfère. C'est tout à fait normal.
Il s'agit d'un alliage, donc aux températures atteintes la couche d'oxydation est représentative de la constitution de cet alliage. Si j'ai bien suivi ce que vous dite cette opération "révèlerait" la présence de cuivre, à priori par élimination préférentielle de l'oxyde d'argent ? Cuivre et argent sont des métaux relativement réactifs, il faudrait également regarder les valeurs des potentiels (le milieu ne peut être totalement anhydre) mais aussi s'assurer si la température à laquelle se trouve être portée au contact le méthanol ne l'oxyderait pas partiellement en méthanal ou en acide méthanoïque ?

Ici, on sort largement de la métallurgie, je laisse le soin à un chimiste de répondre. Je ne vois rien de particulier à ajouter si ce n'est que les alcools primaires légers (méthanol et éthanol) ont un comportement réducteur marqué.

Au plan métallurgique, je suis tenté de dire que si le méthanol fait l'affaire, c'est en rapport avec la vitesse de refroidissement qu'il procure et qui s'avère être optimale dans la situation décrite. Donc autant le conserver.
Attendons d'autres avis, je pense que vous avez bien fait de relancer le post;
Cdt