Brevet FR2081660A1 — publié le 19711210

i 2081660 La présente invention concerne un procédé d'enduction d'un substrat métallique. Si l'on dépose sur un substrat métallique un revêtement constitué par une poudre métallique fine, par exemple une poudre 5 métallique dont les particules ont une dimension moyenne ne dépassant pas 40 microns, le revêtement ainsi formé risque, en général, d'être faiblement tassé et poreux étant donné la tendance des particules de ladite poudre métallique fine à s'agglomérer. Cependant, l'agglomération des particules d'une poudre métallique fine de ce 10 genre a été empêchée antérieurement en déposant par voie électrostatique la poudre métallique sur le substra. -, parce que le dépôt par voie électrostatique a pour effet, de disloquer les agglomérats de poudre et de permettrev ainsi, d'obtenir un revêtement fortement tassé et non poreux. 15 Cependant, le dépôt par voie électrostatique exige un générateur haute tension qui peut tomber en panne et, surtout, fait courir des risques d'incendie quand on emploie certaines poudres métalliques, par exemple d'aluminium et de magnésium. L'invention a donc pour objet un procédé d'enduction d'un substrat métallique 20 qui ne nécessite pas l'emploi d'un générateur électrique haute tension, L'invention concerne un procédé de dépôt d'un revêtement sur au moins une surface d'un substrat métallique, comprenant la mise en place d'un produit d'enduction pulvérisé provenant d'un 25 distributeur, sur ladite ou lesdites surfaces de manière à y former une couche de produit d'enduction pulvérisé, et le traitement du substrat ainsi enduit de manière à obtenir une adhérence énergique entre chacune desdites couches et la surface correspondante, le produit d'enduction pulvérisé étant constitué par une poudre ^0 métallique dont les particules ont une dimension moyenne ne dépassant pas 40 microns et une matière qui provoque un écoulement beaucoup plus facile de cette poudre métallique, ladite matière représentant au maximum 5 % en poids du produit d'enduction pulvérisé, 35 Ladite matière est de préférence une matière pulvérulente mélangée à la poudre métallique. Cette matière pulvérulente est, de préférence, siliceuse, par exemple constituée par des particules de silice dont chacune 71 07158 2081660 est- recouverte d'un enduit organique hydrophobe. La dimension moyenne des particules de ladite matière pulvérulente ne dépasse pas en général 30 millimicrons tandis que ladite matière a, de préférence, une densité apparente ne dépassant 5 pas 0,04. La dimension moyenne des particules de poudre métallique ne dépasse pas, de préférence, 30 microns» Cette poudre métallique peut être de la poudre d'aluminium, de magnésium, de nickel, de zinc, de cuivre ou de plomb ou 10 une poudre d'alliage qui peut être choisie dans le groupe ci-après : lait un, ai am'.niuœ-zino, aluminium-fer' ou zinc-fer. Le substrat est de pi éfér-^nc--: en métal ferreux. Le substrat en métal ferreux peut être une bande, ou un autre profilé, d'acier sur lesquels on a déposé par éieetrolyse une couche d'un métal. 15 Le traitement du substrat après enduction pour obtenir ladite adhérence énergique comporte de préférence les opérations ci-après : application d'un liquide sur ladite (ou lesdites) surface (s) à l'état sec, et ensuite utilisation d'un rouleau presseur pour casser- le produit d'enduction pulvérisé sur la surface corres-20 pondante, le liquide étant choisi de manière à réduire la quantité " de produit d'enduction pulvérisé chassé par le rouleau. Chaque couche peut être séchée après l'application dudit liquide et avant d'utiliser le rouleau presseur. Ledit liquide peut être une solution aqueuse colloïdale d'une substancë qui se trans-25 forme en gel quand elle est convenablement hydratée. Chacune desdites couches est de préférence formée sur une surface du substrat qui a été mouillée par une solution aqueuse de silicate de sodium ou de potassium, l'eau de cette solution aqueuse étant chassée par évaporation après la formation d'une desdites 30 couches sur le substrat. Le substrat est de préférence une bande de métal qui se déplace, Le distributeur de produit, d'enduction peut être constitué par une trémie contenant le produit d'enduction pulvérisé, un 35- tac d'alimentation agencé de manière à recevoir le produit d'enduction pulvérisé provenant de la trémie et un dispositif pour communiquer des vibrations par impulsions au bac d'alimentation pour obliger les particules de produit d'enduction pulvérisé à se dépla- bad original 71 07158 3 2081660 cer dessus. L'invention concerne également un substrat métallique recouvert d'un enduit par le procédé décrit ci-dessus. L'invention est représentée au dessin annexé (figure 5 unique) qui représente schématiquement un appareil pour enduire un substrat en conformité avec l'invention. L'appareil représenté sur la figure est décrit tout d'abord en se référant à son utilisation pour la production d'acier enduit d'aluminium. 10 Une bande d'acier doux 1, ayant une épaisseur de 1 cm environ,a deux faces opposées 2, 3- La bande 1, qui est entraînée à la vitesse de 30 m/mn est dégraissée par passage à travers une cuve 4 de traitement contenant de 1'orthosilicate de sodium, la bande 1 passant par la cuve de traitement 4 étant soumise à des 15 vibrations à fréquence superaudible (ultrasons) pour faciliter l'action de cette solution d*orthosillcate de sodium. La bande 1 traverse ensuite un poste 5 de lavage et ensuite un bain décapant 6 constitué par de l'acide chlorhydrique dilué. Ensuite, la bande 1 traverse un poste de lavage 10 et un 20 bain électrolytique 11 placé en aval. Le bain 11 contient un élec-trolyte, à savoir du chlorure ferreux, à l'aide duquel on dépose par éieetrolyse une couche de fer de 2 microns d'épaisseur sur chacune des surfaces 2, 3 de la bande 1. On fait ensuite passer la bande 1 à travers un poste de 25 lavage 12 et un appareil 13 de séchage et ensuite sur des cylindres 14, 15 pour aboutir à un poste 16 où l'on pulvérise sur la surface 2 de la bande 1 une solution de silicate de sodium (ou de potassium), o par exemple à raison de 16 ml/m , la concentration en silicate de sodium de ladite solution étant de 3 g/1. 30 On fait ensuite passer la bande 1 au-dessous d'un bac d'alimentation 17 qui est agencé de manière à recevoir un produit d'enduction provenant d'une trémie 18. Des vibrations par impulsions sont appliquées au bac d'alimentation 17, par des moyens non représentés, pour obliger les particules de produit d'enduction 35 pulvérisé à se déplacer dessus et à tomber sur la surface voisine 2 de la bande 1, Le produit d'enduction pulvérisé dans la trémie 18 est constitué par un mélange de poudre d'aluminium et de particules de 71 07158 4 2081660 silice, les particules de silice représentant 0,001 % en poids du mélange. La poudre d'aluminium peut passer à travers un tamis à mailles de 53 microns et la dimension moyenne de ses particules ne dépasse pas 40 microns et de préférence 30 microns. Par exemple, 5 la dimension moyenne des particules de cette poudre d'aluminium peut être de 20 microns. Toutes les particules de silice sont recouvertes d'un enduit organique hydrophobe, par exemple du diméthylchlorosilane. On peut faire réagir de la silice très pure, obtenue par hydrolyse 10 à la flamme dans une atmosphère inerte à 400°C, sur du diméthylchlorosilane et traiter le tout par la vapeur d'eau pour obtenir lesdites particules de silice enduites de dichlorosilane. Des particules de silice enduites de cette manière existent dans le commerce sous les marques commerciales "Silica D 17" et "Aerosil 15 R 972". La dimension moyenne des particules de silice doit de préférence ne pas dépasser 30 millimicrons et peut être, par exemple, de 22 millimicrons, tandis que la densité apparente de cette silice ne doit de préférence pas dépasser 0,04 et peut être, 20 par exemple, de 0,03. L'appareil constitué par les pièces 17, 18 peut, par exemple, être celui décrit dans le brevet de Grande Bretagne n° 1 094 157, bien que, évidemment, cet appareil soit utilisable avec le produit d'enduction pulvérisé décrit ci-dessus uniquement 25 parce que ce dernier contient lesdites particules de silice. La bande passe ensuite sur des rouleaux 20, 21 de manière à être retournée sens dessus-dessous, afin que la surface 3 passe à son tour au-dessous d'un poste 22 qui correspond au poste 16 et qui est agencé de manière à mouiller la surface 3 Par une solution 30 de silicate de sodium ou de potassium. La surface 3 passe ensuite au-dessous d'un bac 23 vibrant, qui reçoit de la trémie 24 un produit d'enduction pulvérisé, les pièces 23» 24 correspondant aux pièces 17, 18. Comme on le voit, la bande 1, après sa sortie de l'équipement 23j 24, est mouillée et recouverte du produit d'enduc-35 tion sur ses deux faces opposées 2 et 3. La bande 1 passe ensuite à travers un séchoir 25 de manière à obtenir une bande avec une couche sèche de produit d'enduction sur chacune de ses surfaces opposées 2, 3* La bande ainsi 71 07158 5 2081660 enduite passe ensuite entre des gicleurs 26, 27» qui sont disposés de manière à projeter une solution de earboxyméthylcellulose de sodium (ou d'une autre solution aqueuse colloïdale d'une substance qui se transforme en gel une fois convenablement hydratée) sur 5 chacune des surfaces opposées 2 et 3 de la bande 1. Les gicleurs o 26, 27 sont agencés de manière à projeter sur cette bande 32 ml/m d'une solution à 0,2 % de carboxyméthylcellulose sodée, La bande 1 passe ensuite dans un séchoir 3° et, de là, dans l'intervalle entre deux rouleaux presseurs 31» 32 pour aboutir 10 à un bobineur 33- Les couches de produit d'enduction sur la bande 1 sont séchées par le séchoir 30, après que la solution de carboxyméthylcellulose sodée a été appliquée sur elle, et avant de venir en contact avec les rouleaux presseurs 31, 32. La carboxyméthylcellulose sodée qui est déposée sur la 15 . bande par les gicleurs 26, 27 réduit la proportion dans laquelle les rouleaux presseurs 31» 32 chasseraient, en son absence, le produit d'enduction pulvérisé, les rouleaux presseurs 31» 32 tassant le produit d'enduction pulvérisé sur la surface correspondante. La bobine obtenue avec le bobineur 33 est ensuite dépla-20 cée pour subir un traitement thermique à température élevée, par exemple par chauffage à 500°C pendant 1 h ou à350QC pendant 15 h. On a observé que le mélange de silice recouverte d'un enduit avec la poudre d'aluminium facilite beaucoup l'écoulement des particules de poudre d'aluminium et, par conséquent, l'obten-25 tion d'un revêtement non poreux fortement tassé sur les surfaces 2, 3. De plus, l'utilisation de ces particules de silice augmente dans une certaine mesure la vitesse avec laquelle on peut faire passer la bande 1 à travers l'appareil, par exemple de 3 m/mn à 4,5 m/mn. L'emploi de la solution de carboxyméthylcellulose sodée 30 permet, par ailleurs, d'augmenter encore considérablement cette vitesse, par exemple de 4,5 m/mn à 30 m/mn. Si l'on désire obtenir un acier revêtu de nickel à la place de l'acier recouvert d'aluminium décrit ci-dessus en se référant à la figure, on peut opérer de la manière décrite ci-dessus, 35 à part les exceptions ci-après : la poudre de nickel employée à la place de la poudre d'aluminium peut être obtenue par décomposition du nickel carbonyle et peut être très finement divisée, avec une dimension moyenne des particules comprise entre 3 et 5 microns. 71 07158 6 2081660 Cette poudre de nickel peut être mélangée avec 0,50 % en poids de particules de silice revêtues d'un enduit (par exemple du type Silica D 17). De plus, la bande 1, au lieu d'être recouverte de fer par éieetrolyse sur ses surfaces opposées 2, 3 doit être re-5 couverte d'un revêtement de nickel étant donné que ce revêtement, bien que facultatif, facilite l'obtention d'un produit non poreux. Le séchoir $0 doit être agencé de manière à chauffer la bande 1 et la matière pulvérulente, en contact avec elle, à environ 200°C, cette température étant avantageuse en pratique si la bande 1 doit 10 être recouverte d'un revêtement de nickel d'épaisseur supérieure à 10 microns. Le traitement thermique final de la bobine doit être effectué dans une atmosphère réductrice qui contient par exemple 95 % en volume d'azote et 5 % en volume d'hydrogène, pendant 16 à 20 h, à une température comprise entre 700 et 750°C. 15 Bien entendu, diverses modifications peuvent être appor tées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 71 07158 7 2081660 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un revêtement sur au moins une surface d'un substrat métallique, comprenant le dépôt d'un produit d'enduction pulvérisé en provenance d'un distributeur sur ladite (ou lesdites) surface(s) de manière à former sur celle(s)-ci 5 une couche de produit d'enduction pulvérisé et le traitement du substrat ainsi enduit de manière à obtenir une adhérence énergique entre chacune desdites couches et la surface correspondante, caractérisé en ce que le produit d'enduction pulvérisé est une poudre métallique constituée par des particules de dimensions 10 moyennes ne dépassant pas 40 microns additionnée d'une matière qui facilite considérablement l'écoulement"de la poudre métallique, ladite matière représentant au maximum 5,0 % en poids du produit d'enduction pulvérisé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que ladite matière est une matière pulvérulente mélangée à la poudre métallique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite matière pulvérulente est une matière siliceuse. 4. Procédé selon la revendication caractérisé en ce 20 que ladite matière siliceuse est constituée par des particules de silice toutes recouvertes d'un enduit organique hydrophobe. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la dimension moyenne' des particules de ladite matière pulvérulente ne dépasse pas 30- millimicrons. 25 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2, 3, 4 et 5, caractérisé en ce que ladite matière pulvérulente a une densité apparente ne dépassant pas 0,04. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la dimension moyenne des particules 30 de poudre métallique ne dépasse pas 30 microns. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7» caractérisé en ce que la poudre métallique est une poudre d'aluminium, de manganèse ou de nickel, le substrat étant un métal ferreux. 35 9• Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le substrat en métal ferreux est une pièce d'acier sur laquelle 71 07158 8 2081660 on a déposé par éieetrolyse une couche de métal. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le traitement du substrat ainsi revêtu destiné à obtenir ladite adhérence énergique consiste à appliquer 5 un liquide sur la couche à enduire, quand cette dernière est sèche et à utiliser ensuite un rouleau presseur pour tasser le produit d'enduction pulvérisé sur la surface correspondante, le liquide étant choisi de manière à réduire la quantité de produit d'enduction pulvérisé chassée par ledit rouleau. 10 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite (ou lesdites) couche(s) est (sont) séchée(s) après appli cation dudit liquide et avant mise en contact avec le rouleau presseur. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 10 et 11, caractérisé en ce que ledit liquide est une solution aqueuse colloïdale d'une substance qui se transforme en gel une fois convenablement hydratée. 1J. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ladite (ou lesdites) couche(s) est 20 (sont) formée(s) sur une surface d'un substrat qui a été mouillée par une solution aqueuse de silicate de sodium ou de potassium, l'eau de ladite solution aqueuse étant chassée par évaporation après formation de ladite (ou lesdites) couche(s) sur le substrat. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 13, caractérisé en ce que le substrat est une bande de métal animée d'un mouvement de translation. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le distributeur de produit d'enduction pulvérisé est constitué par une trémie qui contient ledit 30 produit, un bac d'alimentation agencé de manière à recevoir le pro duit d'enduction pulvérisé provenant de la trémie et un dispositif pour communiquer des vibrations par impulsions audit bac d'alimentation de manière à obliger les particules de produit d'enduction pulvérisé à se déplacer au-dessus de celui-ci.