Brevet FR2100817A1 — publié le 19720324

La présente invention concerne un procédé de traitement d'un revêtement d'aluminium déposé sur un support métallique et surtout sur une tôle. Dans l'industrie, il est habituel d'appliquer des revête-5 ments sur des produits métalliques dans le but de leur donner un plus bel aspect mais surtout pour les protéger contre la corrosion. Parmi les différents métaux pouvant être utilisés pour constituer ces revêtements, l'aluminium est très avantageux étant doni-10 né certaines de Bes qualités: outre son prix peu élevé, il possède une très bonne résistance à la corrosion atmosphérique et une : bonne déformabilité; cette dernière propriété est d'une grande : importance pour l'exécution des opérations d'emboutissage effectuées lors de la fabrication de certains produits; des tôles d'à— 15 cier minces pourvues d'un revêtement d'aluminium de faible épais-, seur peuvent être embouties aussi facilement et aussi bien que les tôles d'acier minces non revêtues. D'un autre côté, on sait qu'un revêtement d'aluminium sur un support en acier comme une tôle, peut être obtenu par diverses 20 méthodes, notamment par la méthode dite par évaporation sous vide. Pour appliquer cette méthode, on fait passer le produit à revêtir dans une enceinte où règne un vide poussé, d'environ 10-^ Torr,et dans laquelle se trouvent des vapeurs métalliques émises,à partir d'un creuset, par le métal devant constituer le revêtement et por-25 té à une température élevée, généralement supérieure à sa température de fusion. Les vapeurs se condensent sur le produit à recouvrir et y forment un revêtement bien.adhérent dont l'épaisseur peut, selon les conditions, aller de quelques dixièmes à quelques dizaines de microns. 30 Cependant, les tôles munies d'un revêtement d'aluminium pré sentent un très gros inconvénient; le revêtement se recouvre d'une pellicule pulvérulente d'oxyde d'aluminium qui se forme immédiate-tement par oxydation de l'aluminium, dès l'entrée dans l'air de la tôle revêtue, sortant chaude de l'installation d'application du 35 revêtement. La pellicule pulvérulente ainsi formée est très poreuse et fortement hydrophile, de sorte que certaines taches s'y mar-; quent de façon indélébile comme, par exemple, les taches de doigta 71 22200 2. 2100817 produites lors des manipulations. I3tant donné que l'aspect du revêtement est complètement altéré et que la valeur commerciale de la. tôle est ainsi diminuée, on a prévu divers moyens pour empêcher la formation de la pelli-5 cule a'oxyde en supprimant l'oxydation superficielle du revêtement. Ainsi il a été préconisé, soit d'ajouter d'autres métaux dans le bain d'évaporation, soit de chauffer à une température élevée d'environ 450°C la tôle à revêtir d'aluminium, soit de réaliser le dépôt dans un vide très poussé atteignait 10~° lorr. 10 Ces méthodes ne donnent pas entière satisfaction à cause des difficultés d'application et de leur influence défavorable sur le j prix de revient. Le problème à la base de la présente invention est de fournir un procédé simple et économique permettant d'obtenir un revê-15 tement d'aluminium stable qui, tout en conservant sa résistance àj t la corrosion atmosphérique, est parfaitement ductile pour subir sans dommage les opérations d'emboutissage. Une solution à ce problème est obtenue par un procédé de traitement d'un produit métallique et spécialement d'une tôle en 20 acier qui se base sur la constatation que, contrairement à ce qui est connu, on peut utiliser l'oxydation naturelle de l'aluminium d'une tôle revêtue sortant à chaud d'une installation de revêtement, pour obtenir un revêtement parfaitement stable en transformant l'oxyde d'alumine AlgO^ en oxyde d'aluminium hydraté (AlgO^) 25 •(OH) stable et non poreux. Le procédé selon l'invention se caractérise en ce qu'on applique sur le produit un revêtement d'aluminium suivant une épaisseur inférieure à 20 microns et en ce qu'on soumet le revête Suivant une exécution particulièrement avantageuse, on applique sur une tôle un revêtement d'aluminium par le procédé d'é-35 vaporation sous vide, on soumet le revêtement à l'action oxydante de l'atmosphère en faisant sortir la tôle revêtue hors de l'installation sous vide, à une température supérieure à 10G°G, on 71 22200 - -73.,0-J 2100817 soumet ensuite la tôle revêtue, chaude, immédiatement à l'action; de l'eau chaude se trouvant à une température supérieure à 60°0, ' on laisse agir l'eau chaude pendant une durée variable comprise entre 1 minute et 1 heure selon sa température. Daiis la réalisa-5 tion pratique de ce procédé, la tôle pourvue du revête..isnt oxydé par l'air passe dans un bassin d'eau chaude, directement après sa sortie ue l'installation. Dans une autre exécution, le revêtement d'aluminium obtenu par évaporation sous vide est soumis à l'oxydation par l'air am-10 biant puis à l'action directe de vapeur d'eau projetée par un moyen connu quelconque comme des ajutages portés par une rampe. Dans cette exécution, la tôle revêtue passe entre deux rampes de projection de vapeur d'eau sous une pression comprise entre 1 et 10 kg/cm2. 15 la mise en oeuvre pratique du procédé suivant l'invention est particulièrement simple. La figure est une vue schématique d'une installation prévue: pour l'application du procédé selon l'invention. ; Une tôle'd'acier 1 d'environ 0,8 mm d'épaisseur passe en 20 continu dans une installation 2 où elle est pourvue, d'un revête- ; ment d'aluminium sur chacune de ses deux faces, par un procédé d'évaporation sous vide, gui ne doit pas être décrit car il est ; bien connu. La tôle d'acier 1 pénètre dans l'installation 2 en passant à travers un sas d'étanchéité 5a, puis elle sort par un 25 sas analogue 3b après avoir été pourvue du revêtement d ' aluminium j et elle entre directement dans l'atmosphère alors qu'elle se trou~ ve encore à une température élevée, d'environ 150°Co Généralement: la température de la tôle sortant de 1'installation de revêtement' peut être comprise entre 100°C et 250°C. Au cours de ce passage 30 dans l'air, le revêtement d'aluminium chaud s'oxyde rapidement et' se recouvre superficiellement d'une pellicule d'oxyde d'aluminium AlgO^ ayant quelques microns d'épaisseur; cette pellicule est poreuse et hydrophile. Après son passage dans l'atmosphère, la. tôle revêtue, encore 35 chaude, passe immédiatement entre des rampes 4 et 5 garnies d'aju-i tage 6 et '7 qui projettent sur ladite bande, de la. vapeur d'eau à j 2 une pression comprise entre 1 et 10 kg/cm ; cette vapeur est amené'e 71 22200 2100817 par les conduits 8 et 9 raccordés à line source de vapeur, non montrée. De cette façon, par la vapeur d'eau frappant la bande, on provocue systématiquement la transformation immédiate de l'o- xyâs d'aluminium Al„0_ en Â1-.0-, (OH) qui est un composé ayant -on 2 *2 3 z.' J 5 volume spécifique beaucoup plus gr&na que celui do 1'alumine. 11 en résulte alors que ls. couche superficielle du revêtement d'aluminium devient compacte et continue, c'est-à-dire sans la moindre porosité, ce qui contribue a protéger la tôle de façon parfaite contre la corrosion car le revêtement oxydé puis traité à la va-10 peur d'eau ne subit plus d'oxydation ultérieure. le procédé qui vient d'être décrit est aussi particulière-, ment avantageux au point de vuo économique car la bande de tôle j sort en continu de l'installation d'application du revêtement, J suffisamment chaude pour pouvoir être oxydée systématiquement de J 15 façon peu coûteuse par simple passage dans l'air; de plus, le j revêtement traité par le procédé est parfaitement ductile, ce qui permet l'emboutissage de la tôle revêtue âans crainte de faire éclater le revêtement d'aluminium; cette aptitude a été constatée en soumettant un échantillon de la tôle revêtue et traitée, à des 20 essais de pliage. Un autre cas d'application analogue est celui dans lequel une tôle continue d'acier de 0,8 mm d'épaisseur reçoit par évaporation sous vide, un revêtement d'aluminium d'environ 3 microns sur ses deux faces. L'aluminium s'oxyde, immédiatement dès la sor-25 •tie de la bande hors de l'installation de production du revêtemen et,alors,à l'air, il se recouvre d'une pellicule d'alumine AlgO^ ayant une épaisseur d'environ 0,1 micron qui est transformée en oxyde d'aluminium hydraté en plongeant ensuite la bande revêtue avançant en continu, directement dans un bac ouvert contenant de 30 l'eau à une température voisine de 100°C Dès sa sortie de ce bac, on constate que la bande a pris une teinte d'un blanc mat, laiteux, bien uniforme, et que les traces de doigts ne s'y marquent plus. De plus, des échantillons prélevés dans cette bande ont été soumis à divers essais de corrosioh 35 et de pliage et il est apparu que le revêtement de la bande possède une très bonne résistance à la corrosion atmosphérique et un^ bonne aptitude à la déformabilité,sans apparition de fissures. 11 52200 5 .2100817 REVENDICATIONS 1 - Procédé de traitement d'un.revêtement d'aluminium déposé sur une tôle d'acier, caractérisé en ce qu'on applique le revêtement d'aluminium par évaporation sous vide, suivant une 5 épaisseur inférieure à 20 microns, sur une tôle avançant en continu, en ce qu'on soumet systématiquement le revêtement d'aluminium à une oxydation superficielle à chaud en faisant passer la tôle revêtue directement dans l'atmosphère alors que sa température est supérieure à 100°C pour former une pellicule d'oxyde 10 d'aluminium, en ce qu'on soumet la pellicule d'oxyde d'aluminium formée à l'action d'un fluide chaud à base d'eau alors que la tôle avance toujours de façon continue, afin de transformer 11 oxyde d1 aluminium en oxyde d'aluminium hydraté. 2 - Procédé de traitement suivant la revendication 1, ca-15 ractérisé en ce que la tôle revêtue sort de l'installation de revêtement à une température comprise entre 100°C et 250°C. 3 - Procédé de traitement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide chaud employé pour réaliser la transformation de l'oxyde d'aluminium est constitué par de l'eau 20 chaude. 4- - Procédé de traitement suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'eau chaude se trouve à une température supérieure à 50°C. 5 - Procédé de traitement suivant les revendications 3 et 4-, 25 caractérisé en ce que l'eau chaude agit pendant une durée comprise entre 1 minute et 1 heure, suivant sa température. '6 - Procédé de traitement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide chaud employé est constitué par de la vapeur d'eau. 30 7 - Procédé de traitement suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 5, caractérisé en ce que la tôle pourvue du revêtement d'aluminium oxydé est plongée directement dans un bain d'eau chaude. 8 - Procédé de traitement suivant la revendication 7, carac-35 térisé en ce que l'on fait passer la tôle pourvue du revêtement oxydé directement en face d'une rampe de projection de vapeur d'eau sous une pression comprise entre 1 et 10 kg/cm . 9 - Tôle en acier pourvue d'un revêtement d'aluminium traité par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 40 8. 22200 - 2100317 9» Tôle en acier pourvue d'un revêtement d'aluminium traité un procédé selon les revendications 1 à 8.