Brevet FR2524007A1 — publié le 19830930

L'invention concerne des matériaux ferreux re- vêtus résistant à la corrosion Plus particulièrement, elle concerne des tuyaux en fer ou en acier revêtus ré- sistant à la corrosion, ayant un diamètre relativement petit ne dépassant pas environ 20 mm et largement utili- sé pour véhiculer un gaz ou un liquide dans un véhicule à moteur ou diverses sortes de machines ou appareils. Les matériaux de fer et d'acier revêtus connus résistant à la corrosion comportent un revêtement compo- sé par exemple d'une couche de métal simple ou composite ou d'alliage Toutefois, ils ne sont habituellement pas satisfaisants, soit par leur résistance à la corrosion soit par leur aptitude à la déformation Le brevet japo- nais 29134/1978 décrit un procédé de revêtement utilisant un alliage de Pb, Sn et Zn Ce procédé donne un revête- ment stratifié formé d'une couche intérieure de Zn à la surface du fer ou de l'acier, d'une couche intermédiaire d'alliage Sn-Zn et d'une couche extérieure d'alliage Sn- Pb Ce revêtement assure une résistance à la corrosion qui n'est pas satisfaisante car il est impossible d'appliquer une pellicule de chromate à la surface de la couche exté- rieure d'alliage Sn-Pb En outre, la matière revêtue obte- nue par ce procédé est pratiquement inutilisable dans le cas o un travail tel que le cintrage, le pliage, l'expan- sion ou l'étirage est nécessaire car le revêtement risque de se décoller de la surface de fer ou d'acier, ou de se fissurer. Dans le but d'éviter les inconvénients des maté- riaux ferreux revêtus classiques résistant à la corrosion, l'invention propose d'appliquer une couche d'un alliage eutectique de Sn, Pb et Zn et de former sur cette couche une pellicule de chromate. Selon un aspect de l'invention, on propose un ma- tériau ferreux revêtu résistant à la corrosion comportant une couche d'un alliage eutectique qui contient 70 à 80 % en poids de Fb, 5 à 10 % en poids de Sn et 10 à 25 % en poids de Zn et qui est formée sur au moins une surface du matériau, et une pellicule de chromate sur la couche d'al- liage. Selon un autre aspect de l'invention, on propo- se un procédé de fabrication d'ln matériau ferreux revê- tu résistant à la corrosion qui consiste à appliquer à au moins une surface du matériau un alliage eutectique fon- du contenant, à part les impuretés, 70 à 80 % en poids de Pb, 5 à 10 % en poids de Sn et 10 à 25 % en poids de Zn de manière à former une couche de l'alliage eutectique sur cette surface, et à appliquer une pellicule de chroma- te sur la couche d'alliage eutectique. Si on le désire, on peut appliquer une pellicu- le de cuivre à la surface de la matière, avant l'applica- tion de l'alliage eutectique et on le fait de préférence par dép 8 t électrolytique En outre, on peut appliquer par dessus la pelli- cule de chromate une couche de résine thermoplastique, de préférence de polyéthylène, de chlorure de vinyle ou de résine fluorée. On a trouvé que l'on peut obtenir de bons résul- tats en choisissant soigneusement la composition de l'al- liage dans lequel l'étain est présent en quantités bien plus petites que les deux autres métaux et, étant donné que l'on applique de préférence l'alliage eutectique par immersion à chaud, en choisissant soigneusement le temps pendant lequel on plonge le matériau dans l'alliage fondu. On décrira maintenant des modes de mise en oeu- vre de l'invention à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 montre un tuyau en acier revêtu se- lon l'invention; la figure 2 est une coupe agrandie fragmentaire prise suivant la ligne II-II de la figure 1 et montrant un tuyau à double paroi; la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 mais montrant une autre forme de tuyau à double paroi; la figure 4 est une coupe agrandie fragmentaire d'un tuyau en acier revêtu à simple paroi; la figure 4 A est une microphotographie grossie 400 fois d'une section du tuyau de la figure 4; la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, mais montrant une autre forme de tuyau à simple paroi et la figure 5 A est une vue similaire à la figure 4 A mais montrant une structure microscopique en coupe du tuyau de la figure 5. Le tuyau en acier revêtu résistant à la corro- sion représenté par la figure 2 est un tuyau en acier à double paroi ayant un diamètre relativement petit qui ne dépasse pas, par exemple, 20 mm Il a une surface périphé- rique extérieure 1 ' sur laquelle est déposée électrolyti- quement une pellicule de cuivre 4 entourée d'une couche fondue 2 d'un alliage complètement eutectique comprenant 70 à 80 % en poids de Pb, 5 à 10 % en poids de Sn et 10 à % en poids de Zn Une pellicule de chromate 3 est for- mée sur la surface 2 ' de la couche d'alliage 2. La figure 4 montre un tuyau en acier à simple paroi 1 ne portant pas de pellicule de cuivre 4 à sa sur- face périphérique extérieure 1 ' La surface périphérique extérieure 1 ' est directement recouverte d'un revêtement résistant à la corrosion qui est pratiquement identique à celui du tuyau de la figure 2. On se réfère maintenant à la figure 3; la pel- licule de chromate 3 est entourée d'une couche de résine thermoplastique 5 composée d'une résine de polyéthylène ou de chlorure de vinyle ou d'une résine fluorée La figure 5 montre un tuyau de la structure à simple paroi portant une couche de résine similaire 5 sur sa pellicule de chromate 3. Les figures 4 A et 5 A sont des microphotographies (grossies 400 fois) de sections des tuyaux revêtus repré- sentés respectivement par les figures 4 et 5 La couche 2 du tuyau en acier (indiqué en blanc) a une épaisseur de 30 ym et est composée d'un alliage complètement eutectique comprenant 80 % en poids de Pb, 10 % en poids de Sn et % en poids de Zn, et est entourée de la pellicule de chromate 3 La figure 5 A montre en outre la couche de rési- ne thermoplastique 5 formée sur la pellicule de chromate 3 Sur la figure 4 A, la référence 6 indique la résine dans laquelle le tuyau était enrobé quand sa photographie a été prise. Ensemble, la pellicule d'alliage eutectique de Pb, Sn et Zn, la pellicule de chromate qu'elle porte et la couche de résine thermoplastique, si elle est prévue sur la pellicule de chromate n'améliorent pas seulement la résistance à la corrosion du fer ou de l'acier mais aussi leur adhérence à celui-ci La pellicule de chromate assure une adhérence améliorée de la couche de résine. Donc, le matériau revêtu présente une meilleure aptitude à la déformation et on peut le soumettre à un cintrage, à un pliage, à une expansion ou à un étirage sans que le revêtement se décolle, se fissure ni se brise. On décrira-davantage l'invention à propos de plusieurs exemples. Exemple 1 Sur la surface d'un tuyau en acier SPCO ayant un diamètre extérieur de 10 mm, une épaisseur de paroi de 0,7 mm et une longueur de 1000 mm, on forme une pellicule de cuivre de 3 pam d'épaisseur par dép 8 t électrolytique pen- dant 4 minutes, à une densité de courant de cathode de 3 A/dm 2 en utilisant une plaque de cuivre comme anode et une solution d'électrolyte contenant 20 g de Cu ON et 2,5 g de Na CN par litre à une température de 60 C et à un p H de 11. Le fondant utilisé est une solution aqueuse com- prenant 80 % de Zn C 12 et 20 % de NH 4 C 1. Pour appliquer l'alliage eutectique, contenant -70 % en poids de Pb, 5 % en poids de Sn et 25 % en poids de Zn, on plonge le tuyau dans l'alliage fondu à une tempé- rature de 410 C pendant 10 secondes, de sorte qu'il se for- me une couche ayant une épaisseur de 8 pm. Ensuite, on plonge le matériau pendant 20 secon- des à la température ambiante ordinaire dans une solution de chromate Z-493 fabriquée par Dipsol pour former une pel- licule de chromate à la surface de la couche d'alliage eu- tectique. Exemple 2 On prend une t Cle d'acier SPC-1 laminée à froid, ayant une épaisseur de 3,2 mm, une largeur de 100 mm et une longueur de 800 mm et on la plonge pendant secondes dans un alliage fondu contenant 80 % en poids de Pb, 10 % en poids de Sn et 10 % en poids de Zn, à une température de 380 C, de sorte qu'il se forme une couche d'alliage eutectique ayant une épaisseur de 10 Omo Le fondant utilisé est le même que dans l'exem- ple 1 et on applique la pellicule de chromate de la fa- çon décrite à l'exemple 1. Exemple 3 On forme une pellicule de résine de polyéthy- lène ayant une épaisseur de 42,m sur un tuyau en acier revêtu que l'on a préparé comme décrit à l'exemple lo Exemple 4 On forme une pellicule de résine de fluorure de vinylidène d'une épaisseur de 34 /um sur une tôle d'acier revêtue préparée comme dans l'exemple 2. On détermine la résistance à la corrosion des produits des exemples 1 à 4 et d'un produit classique por- tant un revêtement stratifié de Pb, Sn et Zn comme décrit plus haut, selon les méthodes de la norme japonaise JIS Z-2371 On obtient les résultats suivants: Laps de temps (heures) 300 600 900 1200 1500 1800 2100 Exemple 1 R RR Exemple 2 R RR Exemple 3 R RR Exemple 4 R RR RR classique RR portant une épais- seur totale de re- vêtement de 10 pn) Note: R indique l'apparition de taches de rouille et RR indique l'apparition d'une tralnée de rouille. REVENDICATIONS 1 Matériau ferreux revêtu résistant à la cor- rosion, caractérisé en ce qu'il porte sur au moins une surface une couche ( 2) d'un alliage eutectique contenant 70 à 80 % en poids de Pb, 5 à l O % en poids de Sn et 10 à % en poids de Zn, et une pellicule ( 3) de chromate sur la couche d'alliage. 2 Matériau selon la revendieca tion 1, caracté- risé en ce qu'il comporte une couche ( 5) de résine ther- moplastique formée sur la pellicule de chromate. 3 Matériau selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce qu'une pellicule de cuivre ( 4) est appli- quée électroljtiquement entre le matériau et la couche d'alliage. 4 Matériau selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que la couche de résine est formée d'une résine de polyéthylène, d'une résine de chlorure de vinyle ou d'une résine fluorée. Matériau selon la revendication 1 à 4, carac- térisé en ce que la couche d'alliage eutectique est for- mée par immersion à chaud dans l'alliage fondu. 6 Procédé de fabrication d'un matériau ferreux revêtu résistant à la corrosion, caractérisé en ce que 1 ' on applique à au moins une surface du matériau un alliage eutectique fondu contenant, à part les impuretés, 70 à % en poids de Fb, 5 à 10 % en poids de Sn et 10 à 25 La en poids de Zn de manière à former une couche de l'allia- ge eutectique sur la surface, et que l'on applique une pellicule de chromate sur la couche d'alliage eutectique. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on applique à la surface, par galvanoplastie, une pellicule de cuivre, avant l'application de l'alliage eutectique. 8 Procédé selon la revendication 6 ou 7, carac- térisé en ce que l'on applique sur la pellicule de chroma- te une couche de résine thermoplastique. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 6 à 8, caractérisé en ce que l'on applique l'alliage eutectique par immersion à chaud dans l'alliage fondu. Procédé selon la revendication 8, caracté- risé en ce que la résine thermoplastique est une résine de polyéthylène, une résine de chlorure de vinyle ou une résine fluorée. 11 Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 6 à 10 caractérisé en ce que l'on applique l'al- liage eutectique par immersion à chaud dans l'alliage fon- du pendant un temps prédéterminée