Brevet FR2560798A1 — publié le 19850913

La présente invention concerne un procédé pour assembler deux ou plusieurs feuilles de métaux ou alliages identiques ou différents. L'invention vise en particulier, mais non limitativement, un procédé pour réaliser un article embouti, tel qu'un récipient culinaire, à partir de plusieurs feuilles appliquées et liées les unes sur les autres. L'invention vise également les articles résultant de la mise en oeuvre du procédé précité. On sait que dans l'industrie on a souvent besoin d'assembler plusieurs feuilles métalliques l'une sur 'autre, notamment pour obtenir des articles comportant une feuille extérieure en un métal différent de celui de la feuille placée à l'intérieur, ces deux feuilles étant destinées à subir des contraintes mécaniques, thermiques ou chimiques différentes. Ainsi, dans le cas des récipients culinaires, du genre poêle, casserole ou sauteuse, la feuille placée à l'intérieur du récipient doit être de qualité alimentaire et permettre un nettoyage facile, tandis que la feuille extérieure qui est destinée à être en contact direct avec une source de chaleur doit présenter une bonne conductivité de la chaleur. Pour ces raisons, il est avantageux de réaliser un récipient culinaire comprenant une feuille extérieure d'aluminium et une feuille intérieure en acier inoxydable. Un tel récipient présente en effet tous les avantages cumulés des articles réalisés entièrement en acier inoxydable ou en aluminium, sans en présenter les inconvénients. Actuellement on utilise des métaux différents assemblés par colaminage en disques ou en bandes ; cette opération s'effectuant à chaud ou à froid selon les procédés. Dans le cas de fonds rapportés, en cuivre ou en aluminium, sur calottes inox, ces fonds sont assemblés soit par frappe à chaud, soit à l'aide d'une brasure. Cette couche de brasure doit évidemment présenter une température de fusion inférieure à celle de la feuille métallique présentant le point de fusion le plus bas et adhérer en même temps aux deux feuilles, c'est-à-dire être compatible avec la nature et la structure des métaux différents en présence. Par ailleurs, la mise en oeuvre de ce procédé doit être exécutée avec soin, pour obtenir que la brasure en fusion mouille parfaitement la surface des deux métaux, de façon à éviter toute formation de poches d'air susceptibles d'affecter la liaison entre les deux feuilles. Par ailleurs, les brasures utilisées pour souder deux métaux aussi différents que l'aluminium et l'acier inoxydable présentent l'inconvénient d'être onéreuses. Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé pour assembler des feuilles métalliques qui soit économique, tout en apportant des avantages techniques par rapport aux procédés utilisés jusqu'à présent. Suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'on place entre les deux feuilles métalliques une composition d'émail fusible à une température inférieure à celle du métal desdites feuilles présentant le point de fusion le plus bas et on chauffe l'ensemble pour obtenir la fusion de la couche d'émail comprise entre les deux feuilles. On sait que les compositions d'émail constituées par un mélange d'oxydes métalliques ont été utilisées jusqu'à présent pour revêtir des feuilles métalliques, et notamment pour décorer la surface extérieure des récipients culinaires. La demanderesse a constaté selon la présente invention que ces compositions d'émail pouvaient également servir pour lier les feuilles métalliques entre elles et que la liaison obtenue était d'excellente qualité. De plus, ces compositions d'émail, surtout dans la gamme des basses températures de fusion, sont moins onéreuses que les brasures. Leur composition d'émail peut se prés-enter sous la forme de barbotine précuite ou de pâte. Selon une version avantageuse de l'invention, appliquée à la réalisation d'un article embouti à partir de plusieurs feuilles appliquées les unes sur les autres, après avoir placé la composition d'émail entre ces feuilles, on emboutit celles-ci avant de chauffer l'ensemble à la température de fusion de la couche d'émail. Selon une version préférée de l'invention, appliquée à la réalisation d'un récipient culinaire comportant un revêtement extérieur d'émail, après avoir placé la couche d'émail entre une feuille d'aluminium et une feuille d'acier inoxydable et après l'emboutissage de celles-ci, on applique à l'extérieur du récipient embouti, une couche d'émail de composition sensiblement identique à celle de la couche de liaison comprise entre les deux feuilles métalliques et on chauffe l'ensemble de façon à obtenir la fusion en une seule opération des deux couches d'émail. Le fait que l'assemblage soit réalisé après emboutissage et en une seule opération de cuisson qui permet d'obtenir en même temps la liaison entre les deux feuilles métalliques et le revêtement extérieur d'émail, rend le procédé conforme à 1 'invention particulièrement économique. Selon un autre aspect de l'invention, l'article comprenant au moins deux feuilles métalliques assemblées l'une sur l'autre est caractérisé en ce que ces deux feuilles métalliques sont liées l'une à l'autre par une couche d'émail s'étendant au moins sur une partie de la surface comprise entre les deux feuilles. Selon une version avantageuse de l'invention, le récipient culinaire réalisé par emboutissage comprenant une feuille extérieure d'aluminium recouvrant une feuille intérieure d'acier inoxydable, comprend entre les deux feuilles, dans la zone du fond du récipient, une couche d'émail liant les deux feuilles l'une à l'autre. Selon une version préférée de l'invention, la feuille extérieure d'aluminium étant recouverte extérieurement par un revêtement d'émail, la couche d'émail comprise entre les deux feuilles a sensiblement la même composition que celle du revêtement extérieur d'émail. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en coupe transversale de deux feuilles métalliques planes, la feuille inférieure étant recouverte par une couche de composition d'émail, - la figure 2 montre en coupe transversale, l'emboutissage de ces deux feuilles sous la forme d'une poêle, - la figure 3 montre en coupe transversale, la poêle emboutie obtenue et l'application sur son fond extérieur d'une couche d'émail, - la figure 4 montre en coupe transversale partielle un récipient culinaire dont la paroi latérale a été déformée lors de l'emboutissage, - la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, concernant un autre récipient culinaire dont le bord de la feuille intérieure recouvre celui de la feuille extérieure. Les figures 1 à 3 illustrent les étapes du procédé d'assemblage de deux feuilles métalliques 1 et 2 et la fabrication d'un récipient culinaire constitué dans cet exemple par une poêle. Dans l'exemple représenté, la feuille métallique 1 est un disque en acier inoxydable et la feuille métallique 2 un disque en aluminium. Avant la mise en oeuvre du procédé d'assemblage, ces deux disques 1, 2 sont traités chimiquement ou mécaniquement pour dégraisser leur surface et rendre celle-ci rugueuse et adhérente. Dans une première étape (voir figure 1) on place sur le disque en aluminium 2, une couche 3 de composition d'émail fusible à une température inférieure à celle de l'aluminium. Cette composition d'émail 3 est disposée dans la zone centrale du disque 2 correspond au fond 4 (voir figure 2) du récipient que l'on veut réaliser. Après application de cette couche de composition d'émail 3, on la recouvre par le disque d'acier inoxydable 1. On emboutit ensuite les deux disques superposés 1, 2 au moyen d'un poinçon 5 et d'une matrice 6 pour obtenir un récipient en forme de poêle. Lors de cette opération, la couche de composition d'émail 3 est écrasée entre les deux disques 1, 2 dans la zone située en regard du fond 4 du récipient, tandis qu'à la périphérie les disques 1, 2 sont appliqués l'un sur l'autre, en formant la paroi latérale 7 du récipient. On peut alors placer l'ensemble dans un four pour procéder à la cuisson de la couche de composition d'émail 3 à la température de fusion de ses constituants. De préférence, avant de procédé à cette cuisson, on recouvre, après avoir retourné l'ensemble, le fond 4 par une seconde couche 8 de composition d'émail (voir figure 3) et on procède ensuite à la cuisson simultanée des deux couches 3, 8 de composition d'émail. Les compositions d'émail utilisées pour former les deux couches 3 et 8 peuvent être identiques. Dans les deux cas, il peut s'agir d'une composition d'émail classique, utilisable pour revêtir l'aluminium et qui est fusible à une température comprise entre 500 et 6000C et de préférence entre 550 et 5700C. Ces compositions peuvent être du genre de celles décrites dans la demande de brevet français n0 83 06178 déposée par la demanderesse le 15 avril 1983, qui concerne un procédé pour émailler le fond d'un récipient culi naire.L 'épaisseur des couches d'émail 3 et 8 peut être comprise entre 20 et 80 microns. On constate après la sortie du four et refroidissement du récipient, que la feuille extérieure d'aluminium 2 est fortement liée à la feuille intérieure d'acier inoxydable 1, ce qui prouve que la couche d'émail 2 comprise entre ces deux feuilles adhère fortement à la fois à l'aluminium et à l'acier inoxydable. Le fait que la cuisson des deux couches d'émail 3 et 8 soit réalisée en même temps permet un, gain de temps considérable et rend la mise en oeuvre du procédé particulièrement économique. Pour augmenter la dureté de la couche d'émail 8 appliquée sur le fond à l'extérieur du récipient, on peut incorporer dans la composition d'émail utilisée des agents de durcissement comme décrit dans la demande de brevet français n0 83 06178 précitée. Dans la réalisation selon la figure 3, la couche d'émail 3 n'assure pas la liaison entre les deux feuilles 1 et 2 dans la zone de la paroi latérale 7 du récipient. Cependant, étant donné que dans cette zone les deux feuilles 1 et 2 sont fortement appliquées l'une sur l'autre et qu'elles ont subi une préparation préalable, il en résulte un assemblage parfaitement solidaire étanche et résistant. Cependant, pour améliorer l'assemblage des deux feuilles 1 et 2, il est avantageux de déformer, lors de l'emboutissage, la paroi latérale 9 (voir figure 4) du récipient, de façon à lui donner un profil galbé. Ce profil galbé évite que les feuilles métalliques 1 et 2 non liées entre elles, dans la zone de la paroi latérale, glissent l'une sur l'autre, sous l'effet de la dilatation thermique engendrée par les variations de température. On peut également, dans le même but, recourber le bord supérieur la de la feuille intérieure en acier inoxydable, sur le bord supérieur 2a de la feuille extérieure en aluminium. Grâce à cette disposition, on évite non seulement tout glissement relatif des deux feuilles 1 et 2, mais on rend ces deux feuilles solidaires l'une de l'autre et on améliore l'aspect esthétique du récipient, étant donné que le bord recourbé la de la feuille en acier inoxydable, masque le bord 2a de la feuille en aluminium. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi l'invention peut s'appliquer à la réalisation de tout article culinaire ou non comprenant l'assemblage d'au moins deux feuilles de métaux différents ou identiques. La nature des métaux ou alliages des feuilles peut être différente de celle décrite, l'essentiel étant que la composition d'émail utilisée présente un point de fusion compatible avec le point de fusion le plus bas des feuilles de métal utilisées. Par ailleurs, l'une des feuilles pourrait ne recouvrir qu'une partie de la surface de l'autre feuille. Ainsi, dans le cas du récipient représenté sur la figure 3, la feuille extérieure 2 en aluminium pourrait ne recouvrir que le fond du récipient. REVENDICATIONS 1. Procédé pour assembler deux feuilles métalliques (1, 2), caractérisé en ce qu'on place entre les deux feuilles métalliques (1, 2) une composition d'émail (3) fusible à une température inférieure à celle du métal desdites feuilles présentant le point de fusion le plus bas, et on chauffe l'ensemble pour obtenir la fusion de la couche d'émail (3) comprise entre les deux feuilles. 2. Procédé conforme à la revendication 1, appliqué à la réalisation d'un article embouti à partir de plusieurs feuilles (1, 2), appliquées les unes sur les autres, caractérisé en ce qu'après avoir placé la composition d'émail (3) entre les feuilles, on emboutit cellesci puis on chauffe l'ensemble à la température de fusion de la composition d'émail (3). 3. Procédé conforme à l'une des revendications 1 ou 2, appliqué à la réalisation d'un récipient culinaire à partir d'une feuille d'aluminium (2) et une feuille d'acier inoxydable (1), caractérisé en ce qu'on place entre les deux feuilles, dans la zone centrale correspondant au fond (4) du récipient que l'on veut réaliser, une composition d'émail (3) fusible à une température inférieure à la température de fusion de l'aluminium, on emboutit les deux feuilles (1, 2) sous la forme d'un récipient culinaire, puis on chauffe l'ensemble à la température de fusion de la composition d'émail (3). 4. Procédé conforme à la revendication 3, appliqué à la réalisation d'un récipient culinaire comportant un revêtement extérieur d'émail, caractérisé en ce qu'après avoir placé la couche d'émail (3) entre les feuilles d'aluminium (2) et d'acier inoxydable (1) et après l'embou- tissage de ces deux feuilles, on applique à l'extérieur du récipient embouti, une couche d'émail (8) de composition sensiblement identique à celle de la couche (3) précitée, et on chauffe l'ensemble de façon à obtenir la fusion, en une seule opération, des deux couches d'émail (3, 8). 5. Procédé conforme à l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que lors de l'emboutissage, on déforme la paroi latérale du récipient pour lui donner un profil galbé. 6. Procédé conforme à l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'on déforme le bord libre de la paroi latérale du récipient de façon à ce que le bord (la) de la feuille intérieure (1) recouvre le bord (2a) de la feuille extérieure (2). 7. Article comprenant au moins deux feuilles métalliques (1, 2) assemblées l'une sur l'autre, caractérisé en ce que ces deux feuilles métalliques (1, 2) sont liées ensemble par une couche d'émail (3) s'étendant au moins sur une partie de la surface comprise entre ces deux feuilles. 8. Récipient culinaire réalisé par emboutissage, comprenant une feuille extérieure d'aluminium (2) recouvrant une feuille intérieure d'acier inoxydable (1) ,caractérisé en ce qu'il comprend entre les deux feuilles (1, 2), dans la zone du fond (4) du récipient, une couche d'émail (3) liant les deux feuilles l'une à l'autre. 9. Récipient conforme à la revendication 8, la feuille extérieure d'aluminium (3) étant recouverte extérieurement par un revêtement d'émail (8), caractérisé en ce que la couche d'émail (3) comprise entre les deux feuilles (1, 2) a sensiblement la même composition que celle du revêtement extérieur d'émail (8). 10. Récipient culinaire conforme à l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la couche d'émail (3) comprise entre les deux feuilles est une composition d'émail classique pour émailler l'aluminium, présentant un point de fusion compris entre 5000C et 6000C environ. 11. Récipient culinaire conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que le revêtement d'émail extérieur (8) comporte des agents de durcissement.