Brevet FR2002146A1 — publié le 19691017

i 2002U6 La présente invention concerne la liaison mécanique de métaux différents par laminage et plus en particulier 4a • liaison mécanique continue par laminage d'un métal non ferreux, qui est anodique du point de vue électrochimique par rapport à 5 l'acier au carbone, avec de l'acier inoxydable et encore plus en particulier la liaison mécanique continue par laminage de bandes d'aluminium, de zinc ou de cadmium sur des tôles d'acier inoxydable de qualité automobile. On sait que l'acier inoxydable s'avère particuliè-10 rement avantageux dans les applications qui exigent de la résistance à la corrosion, de la brillance et de la résistance à une grande variété d'impuretés; on sait également qu'il convient parfaitement pour être utilisé comme garniture sur les automobiles. Cependant, étant donné que la plupart des carrosseries d'automo-15 bile sont réalisées en acier au carbone, l'utilisation de garnitures en acier inoxydable fixées sur ces carrosseries peut entraîner une corrosion de type galvanique de la carrosserie en acier au carbone dans certaines conditions. Cette corrosion galvanique peut par conséquenfc^çparaître en certains endroits de la 20 peinture de Ogbarrosserie derrière la garniture d'acier inoxydable ou à son voisinage immédiat en raison de légères différences de potentiel électrique, l'acier de la carrosserie étant anodique par rapport à la garniture en acier inoxydable, ceci en présence d'un électrolyte, par exemple d'humidité. 25 Pour compenser ce phénomène électrochimique, l'in vention envisage la liaison mécanique, sur l'acier inoxydable, d\n métal non ferreux anodique par rapport à l'acier doux, de telle façon que lorsqu'on monte cet acier inoxydable sur la carrosserie en acier au carbone, le métal non ferreux vienne au contact de cet 30 acier au carbone, constituant ainsi un métal sacrifié disposé entre l'acier au carbone et l'acier inoxydable pour prévenir la corrosion galvanique de l'acier au carbone. L'invention envisage en outre l'utilisation comme «étal sacrifié, d'aluminium, de zinc, d'alliages de zinc, de cadmium ôu de n'importe quel autre métal 35 non ferreux qui soit anodique du point de vue électrochimique par rapport à l'acier au carbone. Ce métal peut à l'origine se présenter sous la forme de fil plat ou rond, de feuille ou de poudre avant qu'on le lie à la tôle inoxydable. Jusqu'à maintenant, les méthodes et les procédés 6903019 2 2002146 qui permettaient de réaliser une liaison sûre entre l'acier inoxydable et un métal non ferreux, particulièrement 1'aluminium, comprenaient un certain nombre d'opérations ou de traitements qui dépendaient de la méthode ou du procédé utilisés et qui demandaient 5 par exemple (a) le grattage, l'abrasion ou d'autres traitements de surface préliminaires du fil, (b) le chauffage à des températures élevées de l'un des métaux à lier ou des deux, (c) le chauffage et/ou la liaison sous atmosphère contrôlée, (d) l'utilisation de films de liaison entre les métaux à lier, (e) le chauffage des 10 cylindres, (f) l'utilisation d'un appareillage de laminage spécdaL et (g) des traitements à chaud après liaison, ce qui rendait le procédé coûteux et complexe, lui faisait prendre du temps et, dans bien des cas, exigeait un outillage et un appareillage spéciaux. C'est pourquoi la présente invention a pour objet 15 un procédé perfectionné de liaison par laminage, sur de l'acier inoxydable, d'aluminium, de zinc, d'alliages de zinc, de cadmium ou de n'importe quelle autre matière qui soit anodique du point de vue électrochimique par rapport à l'acier au carbone. L'invention a pour but l'obtention d'un procédé 20 simple et économique de liaison mécanique par laminage d'aluminium sur de l'acier inoxydable; elle a également pour but l'obtention d'un procédé de liaison mécanique par laminage d'un fil d'aluminium sur de la tôle d'acier inoxydable de qualité automobile;- elle a aussi pour but l'obtention d'ure tôle d'acier inoxy-25 dable de qualité automobile présentant une ou plusieurs bandes d'aluminium liées mécaniquement avec elle de telle façon que, lorsqu'on façonne cette tôle sous forme de garnitures pour automobile et qu'on l'assemble avec la carrosserie en acier au carbone d'une automobile, la ou les bandes d'aluminium soient au contact 30 de l'acier au carbone, interdisant ainsi toute corrosion galvanique de cet acier au carbone qui serait due au fait que 1'aluminium est anodique du point de vue électrochimique par rapport à l'acier au carbone. D'une façon générale, ceci s'obtient, entre autres, 35 selon l'invention, à l'aide d'une dernière opération de laminage par laquelle le métal non ferreux se trouve lié mécaniquement à l'acier inoxydable . Pour des raisons d'économie et de simplicité, la matière non ferreuse se présente de préférence sous forme de fil plutôt que sous forme de feuille ou de poudre, bien que l'on ait 6903019 3 2002146 réalisé avec succès des liaisons avec des matières se présentant sous ces dernières formes. Egalement de préférence, le fil est en aluminium, étant donné que celui-ci est relativement peu cher et qu'on le trouve facilement sur le marché. On part d'un 5 tel fil ayant subi un ■—recuit d'adoucissement poussé, on le recuit à nouveau et on le chauffe à une température comprise entre environ 60°C et 650°C. On chauffe l'acier inoxydable à une température comprise entre environ 190°C et 260°C. On met en place le fil chauffé sur la tôle chauffée en utilisant un dispositif 10 de guidage et on lârtlne alors à froid le fil et la tôle ainsi mis en place l'un par rapport à l'autre, avec une pression de laminage suffisante pour lier mécaniquement ce fil et cette tôle. La description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, a pour but de 15 bien faire comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une microphotographie avec un grossissement de 250 de la section transversale du fil d'alu-x minium appliqué par laminage sur un acier inoxydable de nuance 20 kjtk pour automobile. La figure 2 représente en perspective, telle qu'elle apparaît après laminage, la tôle d'acier inoxydable à laquelle sont liées les bandes d'aluminium. Conformément à l'invention, on a réalisé avec suc-25 cès des applications sur de l'acier inoxydable de métaux non ferreux qui sont anodiques du point de vue électrochimique par rapport à l'acier au carbone en utilisant des feuilles et des poudres comme matière première pour les métaux non ferreux. Ces applications exigent cependant l'utilisation de divers adhésifs li-30 quides et sous forme de films en vue d'obtenir une liaison qui soit satisfaisante pour l'utilisation finale envisagée» C'est pourquoi les efforts ont été essentiellement dirigés sur l'application de fils non ferreux sur l'acier inoxydable. En outre, pour des raisons d'économie et de disponibilité, on utilise de 35 préférence l'aluminium comme matière non ferreuse. Ceci étant établi, on a constaté que, par une dernière opération de laminage, on pouvait relier de façon mécanique line bande de métal non ferreux, en n'importe quel point et sur n'importe quelle largeur raisonnable, à une tôle d'acier inoxydable. On parle ici d'une 6903019 4 2002146 liaison mécanique par opposition avec la liaison métallurgique dans laquelle il n'existe aucune interdiffusion entre le métal non ferreux et l'acier inoxydable. La bande ici utilisée est supposée en métal non ferreux à l'état définitif après pression 5 et elle présente une largeur notablement plus faible que la tôle inoxydable de façon à ce que l'on puisse lier simultanément plusieurs bandes suivant des positions déterminées dans le sens de la largeur de la tôle et parallèlement à ses bords longitudinaux. Le choix du nombre, de la largeur et de l'emplacement des 10 bandes dépend des largeurs de coupe définitives de la tôle d'acier inoxydable, ce qui permet à la bande de se trouver sur un bord ou sur les deux bords de la matière prête à expédier. La fabrication de ce produit stratifié à usage de garniture pour automobile lui fait présenter une matière sacrifiée, anodique 15 par rapport à l'acier au carbone, sur ses ailes de retour qui viennent au contact avec l'acier au carbone lorsque la garniture est montée sur la carrosserie du véhicule, ce qui élimine toute corrosion galvanique de l'aeier au carbone due à l'action électrochimique entre cet acier au carbone et l'acier inoxyda-20 ble. En se rapportant maintenant aux dessins, la figure 1 montre la liaison mécanique qui existe entre 1'aluminium 1 et l'acier inoxydable 2. Il faut remarquer qu'il n'existe pas d'interdiffusion entre cet.aluminium et cet acier inoxydable 25 -K l'interface 3 entre les deux métaux. La figure 2 montre l'aluminium appliqué sur la tôle telle qu'ils apparaissent à leur sortie de l'opération de laminage au «ours de laquelle la tôle 10 a reçu par liaison mécanique sur sa surface plane supérieure 12 une ou plusieurs bandes d'aluminium 14, ces dernières étant 30 beaucoup plus étroites que la largeur de la tôle et étant disposées dans une direction sensiblement parallèle aux bords longitudinaux 16 de la tôle. On part-d'un fil; d'aluminium de pureté commerciale ayant subi un recuit d'adoucissement poussé avec une p 35 charge limite de rupture à la traction d'environ 910 kg/cm , et on le soumet à un nouveau recuit pendant quatre heures à envi- p ron 480°C, la charge limite étant alors d'environ 630 kg/cm . Le nouveau recuit ne présente aucun effet notable sur la limite élastique du fil. On chauffe alors ce fil recuit à nouveau à 6903019 5 2002146 une température d'environ 93°C et on le Maintient à cette température . Bien qu'elle puisse être quelconque, la tôle d'acier inoxydable est de préférence un acier de nuance 434 pour 5 automobile recuit et poli, qui a été chauffé à environ 204°C et maintenu à cette température. On guide alors le fil chauffé sur la tôle chauffée en utilisant un dispositif de guidage classique qui permet de placer un seul fil ou bien plusieurs fils simultanément. On 10 effectue de préférence la mise en place du fil sur la tôle juste avant l'opération de laminage. On fait alors passer la tôle et le fil mis en place par rapport à elle dans un laminoir classique dans lequel s'exerce une pression de laminage suffisante pour réduire très fortement la dimension du fil sans provoquer 15 de réduction notable de la tôle, ee qui lie mécaniquement le fil sur la tôle. Il est essentiel que la pression de laminage soit réglée de très près pour qu'aucune réduction notable ne se manifeste dans l'épaisseur de la tôle inoxydable. On a constaté qu'une légère lubrification des cylindres s'avère nécessaire 20 pour empêcher les surfaces des cylindres supérieurs de gripper sur le fil d'aluminium. Les méthodes classiques de lubrification conviennent à cet effet. Au lieu d'utilise^e^ulubrifiant, on pourrait en variante utiliser un cylindre à/On a également constaté que des cylindres froids s'avéraient avantageux. 25 Bien que sujettes à variation, en fonction des tempéra tiare s du fil et de la tôle, des forces de séparation de laminage d'environ 9060 kg se sont avérées être suffisantes pour donner une liaison satisfaisante. D'une façon analogue, avec des variations dues à la difficulté de maintenir une température 30 de tôle d'au moins 204°C, on obtient une liaison satisfaisante avec des vitesses de laminage d'environ 15,24 m/mn. En outre, pour permettre un passage convenable à travers le laminoir, on applique sur la tôle une tension de 860 kg en avant et de 77?) kg en arrière. Les réglages varient évidemment avec les épaisseurs 35 et les largeurs de tôle. Il n'y a aucune limitation pour les dimensions de la tôle et du fil entre les limites correspondant aux capacités du laminoir et au transport. Dans vm exemple particulier de mise en oeuvre de l'invention, on utilise une tôle d'environ 15,25 cm 40 de large avec une épaisseur de 0,457 m® à 0,635 nim, les diamètres des fils étant compris entre 0,301 mm et 0,635 mm. 6903019 6 2002146 - REVENDICATIONS - 1.- Procédé de liaison d'un matériau non ferreux, qui est anodique du point dé vue électrochimique par rapport à l'acier au carbone, sur de l'acier inoxydable, caractérisé par 5 le fait que 11 on chauffe le matériau: non ferreux à une température comprise entre 60°C et 648°C, que l'on chauffe l'acier inoxydable à une température comprise entre 190°C et 260°C, que 1'on met en place le matériau non ferreux sur la surface de l'acier inoxydable et qu'on lamine à froid cet acier inoxydable 10 et ce matériau non ferreux mis en place avec une pression de laminage suffisante pour entraîner une réduction d'épaisseur très poussée de la matière non ferreuse sans provoquer de réduction d'épaisseur notable de l'acier inoxydable, ce qui lie mécaniquement le matériau non ferreux à l'acier inoxydable. !5 2.- Procédé suivant la revendication 1, selon lequel le matériau non ferreux est de l'aluminium, du zinc ou du cadmium. 3.- Procédé suivant la revendication 1, selon lequel le matériau non ferreux.est du fil d'aluminium de pureté 20 commerciale ayant subi un recuit d'adoucissement poussé qui est recuit à nouveau avant la première opération mentionnée dans la revendication 1. 4.- Procédé suivant la revendication 3* selon lequel on lie simultanément plusieurs fils d'aluminium à la tole 25 d'ac ier inoxydable. 5.- Procédé suivant l'une des revendications 3 ou k, pour lier du fil d'aluminium à une tole d'acier inoxydable de qualité automobile, selon lequel on recuit à nouveau le fil d'aluminium de pureté commerciale qui a subi le recuit d'adou-30 cissement poussé, pendant environ quatre heures à approximativement 480°C, on chauffe le fil recuit à nouveau à une température d'environ 93°C et on chauffe la tôle d'acier inoxydable à une température d'environ "204°C. 6.- Procédé suivant la revendication 5, selon le-35 quel la pression de laminage est d'environ 9060 kg et le fil d'aluminium est réduit d'au moins 80$. 7.- Objet manufacturé préparé par un procédé selon les revendications 1 à 6 et convenant pour servir de garni- 6903019 7 2002146 tiare dans l'industrie automobile en protégeant les carrosseries de la corrosion galvanique, caractérisé par le fait qu'il comprend une tole allongée d'acier inoxydable présentant des surfaces opposées planes et des surfaces marginales opposées et 5 une bande d'un métal choisi parmi 1'aluminium, le zinc ou le cadmium liée mécaniquement à l'une des surfaces planes de façon à ce qu'il n'existe aucune interdiffusion métallique entre le métal choisi et la tôle d'acier inoxydable, la bande présentant line largeur sensiblement plus faible que la tôle et étant 10 disposée suivant une direction sensiblement parallèle aux bords longitudinaux de la tôle. 8.- Objet manufacturé suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que plusieurs bandes sont liées mécaniquement à la tôle d'acier inoxydable. Pour les références du mémoire desori-tif renvoyant à la figure 1, la planche 1 déposée au dossier ^eut être consultée à l'I.N.P.I.