Brevet FR2600638A1 — publié le 19871231

260063E La présente invention concerne une feuille nickelée d'alliage Fe-Cr, pouvant être scellée ou liée à du verre tendre utilisé pour les tubes fluorescents, etc. Des alliages classiques connus pour scellemernt à du verre tendre comprennent un alliage Fe-42 % de Ni-6 % de Cr, un alliage Fe-18 % de Cr, etco Ces alliages sont utilises pour être scellés à du verre tendre car leur coefficient de dilatation thermique est prorcche de 10 celui du verre tendre. Une feuille de métal est amenée à la forme désiree r-ar- attaue chi7ique ou poinçonnageo Elle est ensuite oxyd/e à 900-1100 C dans une atmosphère d'hydrogère hhum-de pen,-anrt 10 minutes environ afin de former sur i'aiiiaee un film d'oxyde de chrome ayanr une oépaisseur d'enr-;irn 0,5 r. La feuille de métal est scellée au verre var 1'in-r-édiaire de son film d'oxyde. La feuille de ma l es- ensu te étamée nar de la soudure afin d'v fixer dens broches conductrices destinées à établir une connexion lectrique avec des bornes externes, le film d'oxyde ayant été éliminé par meulage mécanique ou autrement en vue de l'étamageo -alheure-semenrt, il n'est pas ossible de faire adherer la soudure par la technique courante d'étamage car la surface de l'alliage Fe-Cr 25 se recouvre rapidement d'um film passif stable aprrs l'élimination du film d'oxyde. C'est pour cette raison qu'en dépit de leur faible coût les alliages Fe-Cr ne sont généralement vas utilisés pour fermer des tubes fluorescents pour lesquels un etamai'e à la soudure est nécessaire. 30 Un but de la présente invention est de fournir une feuil e de métal pouvant être scellée à du verre ten.dre et oui est susceptible d'etre étamée à la soudure arrès l'éliminaion du fil d'oxde Conformément à la présente invention, il est fourni une feuille de métal pouvant être scellée ou liée à du verre tendre, caractérisée en ce qu'elle est constituée de: pas plus de 0,06 %o en poids de C, pas plus de 0,06 % en poids de N, pas plus de 1,0 % en poids de Si, pas plus de 1,0 % en poids de Mn, 16 à 30 % en poids de Or, et de Fe et d'impuretés inévitables pour le complément, et en ce eue sa surface est revêtue de nickel. Dans la présente invention, la compositon de l'alliage est définie comme ci-dessu.s Dour les raisons suivantes: La teneur en Cr est limitée à 1630 co Avec une Proportion inférieure à 16 %, l'alliage a unr. coefficient de dilatation therzique qui excède trop celui au verre tendre. Aktec une proportion supérieure à 30 c, l'alliage a une mauvaise aptitude au faconnage. La teneur en C doit être aussi basse que possible afin d'améliorer la résistance de l'alliage à la corrosion Toute proportion inférieure à 0,06 %a n'est pas source de difficultés en usage pratiqueo Il suffit d'une proportion de Si inférieure 25 à 1 % pour favoriser l'oxydation interne de l'alliage pendant le traitement d'oxydation et pour améliorer l'adhérence du film d'oxyde à l'alliage. Un oxyde (YinCr204) du type spineile est formé par Mn dans la couche superficielle; ce qui améliore 3C la mouillabilité par le verre. Cependant, un alliage contenant plus de 1 % de Mn a un coefficient de dilatation thermique trop élevé. L'alliage peut corinte-ir jusqu'à 0,04 % de P, jusqu'à 0,03 % de S et jusqu'à 0,5 % de Ni à titre d'impu35 reés inévita:les (normes ASTM). L'épaisseur du revêtement de Ki doit être tel que du Ni reste uniformément sur la couche superficielle de l'alliage une fois que le film d'oxyde a été éliminé. Par ailleurs, l'épaisseur du revêtement de Ni influe sur l'épaisseur du film d'oxyde de chrome qui doit être formé sur le revêtement de Ni. En effet, l'épaisseur du film d'oxyde de chrome formé varie en fonction de la température et de la durée de l'oxydation ainsi que de l'épaisseur du revêtement de Ni car le chrome de l'alliage diffuse à la surface ern traversant le revêtement 10 de Ni et le film d'oxyde de chrome se fcrme sur la couche la plus e::terneo ii est donc nécessaire de déterminer l'épaisseur correcte du revêtement de Ni er considération de la zempérature et de la durée du traitement d'oxydation afin 15 d'cbtenir un film d'oxyde dont l'épaisseur convienne pour opérer la liaison au verre tendre. Lorsoue l'oxydation est effectuée a 1000C, un revêtement de Ni ayan: une épaisseur de 2 à 4 F donne un- film d'oxyde de chrome vui convient pour le -celler-ent à du verre tendre. Dars la 3résente invention, le nickelage peut être exécuté de la manière usuelle par les étapes qui consisteent a dgraisser la surface de l'alliage, effectuer un tra-te...ent d'activation (facultatif), déposer une souscooche de Ii et nickeler normalemento Les exemples non lim.-itatifs suivants illustrent plus particulièrement la présente invention. Exemple 1 On prépare de la manière usuelle un alliage Fe-Cr contenant 26,73 % de Cr, 0,03 %o de C, 0,035 % de N, 30 0,40 % de Si, 0,50 % de KLn, 0,022 % de P et 0,009 % de S. On soumet des pièces d'essai à un nickelage en diverses épaisseurs de la manière usuelle. On oxyde les pièces d'essai nickelées à 100 C pendant quelques minutes dans une atmrsphère d'hydrogbne humide que l'on obtient en fai3, sant barboter,Le l'hydrorne dans de l'eau à 35 C, de façon qu'il se forme un film d'oxyde d'environ 0,5 d'épaisseur. On élimine le film d'oxyde des pièces d'essai en les frottat avec du papier de verre. Immédiatement après, onr. applique un fondant à la surface des pièces d'essai et on les plonge dans un bain de soudure à 250oC. On examine les pièces d'essai ainsi traitées pour détert ner la surface (exprimée en pourcentage) recouverte de scudure. Les résultats figurent sur le Tableau 1l Tableau 1 Epaisseur du revêtement de NTi (pm) O 1 2 t 6 Surface recouverte de soudure* (%) 55 100 100 100 100 * Surface ar+ Drtis la soudure 100 () Surface plongée dans la soudure 100 () ressort du Tableau 1 que la pièce d'essai qui n'est pas nickelée ne se recouvre pas correctement de súudue, biern u' elle ait été plongée dans le bain de soudure i.M.-aem.ent après l'élirination de son film d' oxyde. ar corntre, les pièces d'essai portant un revêtement de ii d'au toins 1 pm d'épaisseur se recouvrent à 100 5 de soudure. Exe = 2 On soumet à un traitement d'oxydation, de la même manière qu'à l'Exemple 1, des pièces d'essai du meme aliiare qu'à l'Exemple 1, portant ou non un revteme.nt de nickel de 2 M d'épaisseur. On plonge ensuite les pièces d'essai dans le bain de soudure au bout de diverses périodes de temps après avoir éliminé leur film d'oxyde. On examine les pièces d'essai pour déterminer la surface (exprimée en pourcentage) recouverte de soudure. Les résultats figurent sur le Tableau 2. Tableau 2 Temps (min) avant immersion dans le bain de soudure __5 0,5 1 2 5 120 Sans revêtement de Ni 55% 30% 2 0/ 20% 20% vec revêtement de Ni de 2Fm 1O00% 100% 100%. 100% 100% Il ressort du Tableau 2 que les pièces d'essai non nickelées prennent mal la soudure, même quand elles sont plongées dans la soudure au bout d'une période de temps relativemenrt courte, et cque la surface recouverte diminue à mesure 3u'augmente le d-lai avant immersion. Par contre, dans le cas des pièces d'essai portant un 15 revêtement de Ni épais de 2 ôm, la soudure prend bien indépendamment du délai avant immersion dans le bain de so -dure. Exemple 3 On soumet à un traitement d'oxydation, de la 20 meme maniere qu à l'Exemple 1, des pièces d'essai du même alliage cu'à l'Exemple 1, portant ou non un revêtement de Ni de 2 Km d'épaisseur. On scelle ensuite les pièces d'essai à aes plaques de verre tendre et on examine 50 spécimens des claques de verre pour en déterminer le cracuèlement. 25 Les résultats figurent sur le Tableau 3. Tableau 3 Avec revetement Sans revêtement d e Nide2M de 2 de Ni Spécimens craquelés (%) 0 0 Il ressort du Tableau 3 qu'à l'instar des éprouvettes non nickelées, les éprouvettes portarnt un revêtement de Nii épais de 2 pm sent cap&ables d'une bonne 35 liaison sans faire cra-ueler le verre. Exemple 4 On prépare des pièces d'essai à partir d'une feuille laminée à froid (0,7 mm: d'épaisseur) du Même alliage qu'à l'Exempie 1o On soumet les pièces d'essai, portant ou non un revêtement de nickel de 2 m d'épaisseur, à un traitement d'oxydation dans les conditions susmentionnées. On lie les pièces d'essai à du verre tendre. On mesure la résistance de liaison en appliquant à la partie liée une charge de cisaillement par traction. Les résultats 10 figurent sur le Tableau 4. Tableau 4 Avec revêtement Sans revêtement ___de Ni de 2 A: de Ni Résistance au cisaille- 2 2 ment partraction 2,1 kg/mm 2,0 kg/mm 1l ressort du Tableau 4 qu'à l'instar des -ièces d'essai non nickelées, les pièces d'essai portant 20 un revetement de Ni de 2 possèdent une résistance de iaison ccnvenableo Ainsi, comme décrit ci-dessus, la présente invention fournit une feuille d'atallage Fe-Cr pouvant être scellée ou. iée a du verre tendre, qui est, oeu copteuse 25 et oui a une affinité satisfaisante et stable pour le verre. RE vENDICaTIONS 1. Feuille de métal pouvant 8tre scellée ou liée à du verre tendre, caractérisée en ce qu'elle est constituée de: pas plus de 0,06 % en poids de C, pas plus de 0,06 %o en poids de N, pas plus de 1,0 % en poids de Si, pas plus de 1,0 % en poids de Mn, 16 à 30 % en poids de Cr, et de Fe et d'impuretés inévitables pour le commitment, et en ce que sa surface est revêtue de nickel 2. Feuille de métal selon la revendication 1, caractérisée en ce nue l'épaisseur de son revêtement de nickel n'est Pas inférieure à 1 Fi