poling

Le perchage est une étape d'affinage dans la fusion du cuivre où un gaz réducteur, traditionnellement du gaz naturel ou parfois de l'hydrogène, est soufflé à travers le cuivre fondu pour éliminer l'oxygène dissous et d'autres impuretés volatiles. Le processus fonctionne parce que l'oxygène dans la masse fondue réagit préférentiellement avec l'agent réducteur injecté plutôt que de rester dissous dans le métal, permettant à ces oxydes de s'échapper sous forme de gaz ou de scories.

Le nom vient de la pratique historique de remuer la masse fondue avec des perches en bois, ce qui introduisait du carbone et de la vapeur dans le cuivre et obtenait le même effet désoxydant, bien que de manière moins contrôlable. Le perchage moderne utilise des tuyaux d'injection ou des lances immergées pour délivrer le gaz réducteur directement dans la charge. Le processus doit être soigneusement contrôlé: trop peu de gaz laisse de l'oxygène résiduel qui fragilise la coulée finale, tandis qu'un débit excessif provoque des éclaboussures violentes et oxyde le cuivre en surface.

Teneur en oxygène et propriétés mécaniques

L'oxygène dissous dans le cuivre crée des inclusions d'oxyde qui rendent le métal cassant et sujet aux fissures pendant le travail à chaud. Le perchage réduit la teneur en oxygène de 500 à 2000 ppm à moins de 100 ppm, selon l'application. Le processus dure généralement de 15 à 30 minutes selon la taille du four et le débit de gaz, les niveaux d'oxygène finaux étant vérifiés par analyse chimique ou par coulée d'éprouvettes et inspection de la fragilité.

Le perchage se situe entre l'affinage au feu (qui élimine le soufre et le fer) et la coulée. Il est essentiel pour produire un cuivre tenace et ductile, adapté à l'étirage en fil ou au laminage en tôle. Un mauvais perchage laisse un précipité d'oxyde cuivreux aux joints de grains, provoquant une fragilisation par l'hydrogène pendant le refroidissement si de l'humidité est présente. Ce défaut est appelé «cuivre cassant» dans le métier et rend le métal impropre à la plupart des applications de corroyage.

Dans les opérations de coulée continue, le perchage est parfois remplacé ou complété par des ajouts de désoxydants tels que le phosphore ou le lithium, qui se combinent chimiquement avec l'oxygène plutôt que de l'éliminer par déplacement gazeux. Cependant, le perchage au gaz reste la méthode standard dans la fusion discontinue car il ne laisse aucun désoxydant résiduel dans le produit final.