Brevet FR2496518A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne un procédé d'assemblage d'un fond composite d'ustensile culinaire en acier inoxydable comprenant au moins une couche de métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable, cette couche étant sous forme d'une pièce découpée dans une plaque ou une tôle, appliquée sur la face extérieure du fond de l'ustensile. L'invention concerne également un ustensile culinaire muni d'un fond composite assemblé par ce procédé. L'assemblage en série de fonds composites d'ustensiles culinaires du genre précité, dans lesquels le métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable est par exemple, l'aluminium ou le cuivre, s'effectue généralement par brasage de la couche de ce métal sur le fond de l'ustensile I1 n'a, jusqu'à présent, pas été possible d'effectuer de manière automatique l'ensemble des opérations requises pour cet assemblage.En effet, la réalisation d'un assemblage de bonne qualité requiert l'application, entre la couche de métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable et la surface du fond de l'ustensile destinée à recevoir, d'une couche de brasure métallique et d'une couche de flux, ou d'une couche de mélange de brasure et de flux, ayant une composition aussi homogène et une épaisseur aussi uniforme que possible. Actuellement, cette application est effectuée essentiellement de manière manuelle, par exemple en appliquant tout d'abord au pinceau une couche de flux, sous forme d'une pâte, sur la surface du fond de l'ustensile, puis en saupoudrant cette couche par une poudre de brasure, ou encore en appliquant en une seule opération une couche de mélange pâteux de flux et de brasure sur la surface de l'ustensile. Par conséquent, l'assemblage des fonds composites, dont toutes les autres opérations, telles que la mise en place relative des corps des ustensiles et des pièces en métal ayant une conductibilité thermique plus élevée que celle de l'acier, ainsi que le chauffage ultérieur des ensembles comprenant le corps de l'ustensile, la couche ou les couches de flux et de brasure et la pièce de métal, pour provoquer le brasage, peuvent être effectuées de manière automatique, subit un ralentissement qui entraîne une diminution notable de rendement et une augmentation importante du prix de revient final des ustensiles. La présente invention a précisément pour but de fournir un procédé d'assemblage permettant de réaliser en une seule opération et de manière automatique l'application de la couche de matériau de brasure métallique et de flux sur la surface du fond de l'ustensile et/ou de la pièce en métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier. A cet effet, selon l'invention, on applique au moins sur l'une des surfaces parmi la surface extérieure du fond de l'ustensile et la surface de cette pièce destinée à etre placée sur le fond de l'ustensile, une poudre de flux, cette application étant effectuée par pulvérisation électrostatique de manière à former une couche de poudre d'une épaisseur uniforme, l'on dispose ensuite sur l'une desdites surfaces un matériau de brasure sous forme de poudre, de feuille homogène ou perforée, de grillage ou similaire, l'on applique sur ce matériau de brasure l'autre desdites surfaces de façon que le matériau de brasure et/ou les couches de flux soient disposées entre le fond de l'ustensile et la pièce de métal et l'on chauffe l'ensemble ainsi obtenu de manière à provoquer le brasage de ladite pièce de métal sur le fond de l'ustensile. Alternativement et de préférence, on applique sur la surface de métal, et/ou sur la surface de la pièce destinée à être placée sur le fond de l'ustensile, une poudre constituée par un mélange homogène d'une poudre de matériau de brasure et de poudre de flux, cette application étant effectuée par pulvérisation électrostatique de ce mélange de poudres, de manière à former une couche de poudre ayant une composition et une épaisseur uniformes, l'on applique ensuite l'une contre l'autre la surface du fond de l'ustensile et la pièce de métal et l'on chauffe l'ensemble ainsi obtenu de manière à provoquer le brasage de ladite pièce de métal sur le fond de l'ustensile. Pour effectuer la pulvérisation électrostatique, on peut utiliser tout dispositif connu approprié, compprenant un ou plusieurs pistolets de projection électrostatique de poudres, notamment un dispositif de projection automatique. Dans le cas où la couche de métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable est une couche d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, on utilise de préférence, comme poudre de brasure, une poudre constituée par des particules d'aluminium ou d'alliage d'aluminium, notamment une poudre d'alliage aluminiumsilicium ayant une teneur en silicium comprise entre 10 et 12 % en poids et, comme poudre de flux, une poudre obtenue par mélange intime de fluorure d'aluminium et de fluorure de potassium, en proportion pondérale comprise entre 53 et 55 W de A1F3 pour 45 à 47 % de KF, suivi de l'humidification de ce mélange jusqu'à consistance pâteuse, et, finalement, du séchage de la pâte à température inférieure à 200 C. D'excellentes résultats ont été obtenus en utilisant un mélange renfermant un tiers en poids de poudre de brasure à base d'aluminium ou d'alliage d'aluminium et deux tiers en poids de poudre de flux. De préférence, l'épaisseur de la couche de mélange de poudres de brasure métallique et de flux est légèrement plus élevée que la limite supérieure du domaine de granulo métrie de ce mélange. Exemple 1 Pour réaliser l'assemblage d'un fond composite de casserole en acier inoxydable au chrome-nickel (18-8), comprenant une plaque circulaire d'aluminium, ayant une épaisseur de 2 mm, on dépose d'abord, par pulvérisation électrostatique, sur la surface extérieure du fond du corps de la casserole, une couche ayant une épaisseur uniforme de 0,3 mm d'un mélange homogène renfermant un tiers, en poids, de poudre de brasure en alliage aluminium-silicium, renfermant 12 t en poids de silicium et de granulométrie comprise entre 150 et 250 microns, et deux tiers, en poids, de poudre de flux à base de fluorure d'aluminium et fluorure de potassium. Cette poudre de flux est constituée par le produit résultant du mélange intime de 54 parties, en poids, de poudre de A1F3 et 46 parties, en poids, de poudre de KF, suivi de l'humidification de ce mélange jusqu'à l'obtention d'une consistance pâteuse et, finalement, du séchage de la o pâte à 195 C et de son broyage de manière à obtenir une poudre de granulométrie suivante entre 100 et 200 microns environ 30 % en poids entre 60 et 100 microns environ 30 g en poids inférieur à 60 microns environ 40 t en poids On place ensuite la plaque d'aluminium sur la surface du fond de la casserole ainsi revêtue et l'on soumet l'ensemble d'abord à un préchauffage à 3800C, pendant environ 75 secondes, sous une pression de 100 Newtons par centimètre carré puis à un chauffage par induction a 6100C pendant 15 à 20 secondes, de manière à provoquer le brasage mutuel des différentes parties du fond de la casserole. Exemple 2 On procède de la même manière que dans l'exemple 1, mais en recouvrant, en outre, la surface libre de la plaque d'aluminium, après sa mise en place sur le fond de la casserole, par une couche de mélange de poudre de brasure et de poudre de flux identique à la première couche et en appliquant ensuite sur cette couche un couvre-fond en acier inoxydable (chrome-nickel 18-8) constitué par une plaque circulaire de 2 mm d'épaisseur recouvrant complètement la plaque intermédiaire en aluminium. On effectue ensuite le préchauffage et le chauffage par induction de l'ensemble ainsi obtenu, pour produire le brasage, de la façon indiquée dans l'exemple 1. Exemple 3 On réalise un fond composite similaire à celui de l'exemple 1 en appliquant, par pulvérisation électrostatique, d'une part sur la surface extérieure du fond de la casserole, et, d'autre part, sur la plaque d'aluminium, une couche de flux d'une composition analogue à celle de la poudre de flux de l'exemple I. Sur le fond de la casserole ainsi recouvert on place un grillage réalisé en alliage aluminiumsilicium selon l'exemple 1 et l'on pose ensuite la surface recouverte de flux de la plaque d'aluminium sur ce grillage. Le brasage s'effectue de la même manière que dans les exemples précédents. A la place d'un çillage, on peut également utiliser des feuilles homogènes ou des feuilles perforées de matériau de brasure; l'épaisseur de ces feuilles ou du grillage est de préférence de 0,1 à 0,3 mm. Une autre façon d'appliquer le matériau de brasure indépendamment du flux consiste à l'appliquer sous forme de poudre, par exemple à travers un tamis. Toutefois, d'une façon générale, les meilleurs résultats ont été obtenus, sur le plan de la facilité et du prix de revient de la fabrication, par l'utilisation d'un mélange de flux et de matériau de brasure selon les exemples 1 et 2. Les fonds de casserole fabriqués de la manière qui vient d'être décrite présentent des propriétés excellentes, aussi bien du point de vue de la cohésion mécanique et de la résistance au choc thermique que du point de vue de la conductibilité thermique (valeurs absolues et homogénéité de la répartition de la conduction de la chaleur sur toute la surface du fond de la casserole). REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'un fond composite d'ustensile culinaire en acier inoxydable, comprenant au moins une couche de métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable, cette couche étant réalisée sous forme d'une pièce découpée dans une plaque ou une tôle et appliquée sur la face extérieure du fond de l'ustensile, caractérisé par le fait que l'on applique au moins sur l'une des surfaces parmi la surface extérieure du fond de l'ustensile et la surface de cette pièce destinée à être placée sur le fond de l'ustensile, une poudre de flux, cette application étant effectuée par pulvérisation électrostatique de manière à former une couche de poudre d'une épaisseur uniforme, que l'on dispose ensuite sur l'une desdites surfaces un matériau de brasure sous forme de poudre, de feuille homogène ou perforée, de grillage ou similaire, que l'on applique sur ce matériau de brasure l'autre desdites surfaces de façon que le matériau de soudure et la ou les couches de flux soient disposées entre le fond de l'ustensile et la pièce de métal et que l'on chauffe l'ensemble ainsi obtenu de manière à provoquer le brasage de ladite pièce de métal sur le fond de l'ustensile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on recouvre, avant le chauffage à la température de brasage, au moins l'une des surfaces parmi la surface libre de la pièce de métal et la surface d'une pièce de fond extérieure en acier inoxydable, d'une couche d'épaisseur uniforme de poudre de flux, cette application étant également effectuée par pulvérisation électrostatique, que l'on dispose ensuite sur l'une desdites surfaces un matériau de brasure sous forme de poudre, de feuille homogène ou perforée, de grillage ou similaire, que l'on applique sur ce matériau de brasure l'autre desdites surfaces et, finalement, que l'on chauffe l'ensemble ainsi obtenu de manière à provoquer le brasage de cette pièce en acier inoxydable et de la pièce ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable sur la partie inférieure du corps de l'ustensile culinaire. 3. Procédé d'assemblage d'un fond composite d'ustensile culinaire en acier inoxydable, comprenant au moins une couche de métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable, cette couche étant réalisée sous forme d'une pièce découpée dans une plaque ou une tôle et appliquée sur la face extérieure du fond de l'ustensile, caractérisé par le fait que l'on applique,sur la surface du fond de l'ustensile destinée à recevoir la pièce de métal, et/ou sur la surface de cette pièce destinée à être placez sur le fond de l'ustensile, une poudre constituée par un mélange homogène d'une poudre de matériau de brasure et de poudre flux, cette application étant effectuée par pulvérisation électrostatique de ce mélange de poudres, de manière à former une couche de poudre ayant une composition et une épaisseur uniformes, que l'on applique ensuite l'une contre l'autre la surface du fond de l'ustensile et la pièce de métal et que l'on chauffe l'ensemble ainsi obtenu de manière à provoquer le brasage de ladite pièce de métal sur le fond de l'ustensile. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 3, caractérisé par le fait que l'on recouvre la surface libre de la pièce de métal, après son application sur le fond de l'ustensile culinaire et avant le chauffage à la température de brasage, d'une couche d'épaisseur uniforme de mélange homogène de poudre de brasure et de poudre de flux, cette opération étant également effectuée par pulvérisation électrostatique, que l'on applique ensuite sur la pièce de métal ainsi recouverte, une pièce en acier inoxydable et, finalement, que l'on chauffe l'ensemble ainsi obtenu de manière à provoquer le brasage de cette pièce en acier inoxydable et de la pièce ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable sur la partie inférieure du corps de l'ustensile culinaire. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite couche de métal ayant une conductibilité thermique supérieure à celle de l'acier inoxydable est une couche d'aluminium ou d'alliage d'aluminium et que le matériau de brasure est constituée par de l'aluminium ou un alliage d'aluminium. 6. Procédé selon l'une dés revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite poudre de flux est constituée par le produit résultant du mélange intime de fluorure d'aluminium et de fluorure de potassium, en proportion pondérale comprise entre 53 et 55 % de A1F3 pour 45 à 47 % de KF, suivi de l'humidification de ce mélange jusqu'à consistance pâteuse et, finalement, du séchage de la pâte à température inférieure à 2000C. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le matériau de brasure est constitué par un alliage aluminium-silicium renfermant de 10 à 12 %, en poids, de silicium. 8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que le mélange de poudre de matériau de brasure et de poudre de flux est composé de un tiers en poids de brasure et deux tiers en poids de flux. 9. Ustensile culinaire muni d'un fond composite assemblé par le procédé selon l'une des revendications précédentes.