Brevet FR2664617A1 — publié le 19920117

La présente invention concerne un procédé de revêtement d'aluminium par trempé à chaud d'une bande d'acier notamment d'acier inoxydab Le ferritique. La présente invention concerne éga Lement une bande d'acier réa Lisée par un te L procédé. On connait dans Le EP-A-0 246 418 un procédé d'a Luminiage par trempé à chaud d'une bande d'acier inoxydab Le ferritique dans Leque L on préchauffe La bande jusqu'â environ 677 C pour nettoyer sa surface et on chauffe cette bande au-dessus de 843 C dans une atmosphère réductrice. Ensuite, on refroidit La bande dans une atmosphère contenant au moins 95 X d'hydrogène puis, en évitant tout contact avec L'air ambiant, on trempe Ladite bande dans un bain d'aluminium Liquide et on L'essore. Ce procédé connu présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, Le préchauffage oxyde fortement La surface de La bande, ce qui conduit à faire passer ce L Le-ci dans une atmosphère d'hydrogène pour réduire Les oxydes formés à sa surface. Mais, ce procédé ne s'app Lique qu'au revêtement d'a Luminium pur. Or, au contact de L'acier, L'aluminium, Lorsqu'i L est pur, se combine au fer pour former un a L Liage fer-a Luminium fragile ce qui Limite L'aptitude à La déformation de La couche de revêtement et Les propriétés d'emp Loi des bandes d'acier ainsi revêtues. La présente invention, a pour but de remédier à ces inconvénients, d'une part en évitant d'uti Liser un gaz contenant au moins 95 % d'hydrogène, et d'autre part, en permettant de réa Liser des revê- tements avec un a L Liage a Luminium-si Licium. En effet, La présence de si Licium dans Le bain de revêtement permet de contrôLer La formation de L'a L Liage fer-a Luminium fragile. La présente invention a donc pour objet un procédé de revêtement d'a Luminium par trempé à chaud d'une bande d'acier notamment d'acier inoxydable ferritique, caractérisé en ce que: on préchauffe La bande jusqu'à une température inférieure à 5004 C dans une première atmosphère non oxydante, on chauffe Ladite bande jusqu'à une température inférieure à 950 C dans une deuxième atmosphère non oxydante, puis, on amène Ladite bande dans une atmosphère non réactive à La température de revêtement, et enfin on trempe Ladite bande dans un bain de revêtement. Se Lon d'autres caractéristiques: Ladite première atmosphère non oxydante contient moins de 5 % d'oxygène, Ladite deuxième atmosphère non oxydante à un point de rosée inférieur à 40 'C et de préférence inférieur à 50 OC, Ladite atmosphère non réactive est de L'azote, Ladite atmosphère non réactive est un méLange azote-hydrogène, L'azote contient moins de 20 ppm d'oxygène et a un point de rosée inférieur à 601 C, L'hydrogène contient moins de l Oppm d'oxygène et a un point de rosée inférieur à 60 C, Le temps de séjour d'une portion que Lcon- que de La bande dans Ladite première atmosphère non oxydante est inférieur à 60 secondes et de préférence inférieur à 45 secondes, Ladite deuxième atmosphère non oxydante est contenue dans une première zone formée par un four Laboratoire et dans une deuxième zone formée par un four de maintien, Le temps de séjour d'une portion que Lcon- que de La bande dans Le four Laboratoire est inférieur à 120 secondes et de préférence inférieur à 90 secondes, Le temps de séjour d'une portion que Lcon- que de La bande ( 8) dans Le four de maintien est inférieur à 220 secondes et de préférence inférieur à secondes, Ledit bain de revêtement est de L'a Luminium, Ledit bain de revêtement est un méLange d'a Luminium et de si Licium contenant au p Lus 11 % en poids de si Licium. L'invention a éga Lement pour objet une bande d'acier réa Lisée par Le procédé mentionné ci-dessus. De préférence, La bande d'acier est une bande d'acier ionoxydab Le ferritique contenant au moins 4 % en poids et au p Lus 25 % en poids de chrome. L'invention va maintenat étre décrite p Lus en détai L en regard des figures annexées, sur Lesque L Les: La Fig 1 est une vue schématique d'une insta L Lation de revêtement en continu pour La mise en oeuvre du procédé se Lon L'invention, La Fig 2 représente des courbes carac- téristiques d'une mesure en spectrométrie de décharge Luminescence (SDL) donnant Les quantités relatives de L'éLêment oxygène détectées en surface sur différentes températures T sous une première atmosphère non oxydante. Comme représenté sur La figure i, L'insta L Lation de revêtement en continu comprend: un four de préchauffage 1, un four Laboratoire 2, un four de maintien 3, une zone de refroidissement 4, une gou Lotte 5, un bain 6 de méta L Liquide de revêtement, et des buses d'essorage 7. La bande d'acier 8, notamment d'acier inoxydab Le ferritique, pénètre dans L'insta L Lation par Le four de préchauffage 1, dans Leque L L'atmosphère est une première atmosphère non oxydante contenant moins de 3 % d'oxygène. A La sortie de ce four de préchauffage, La température de La bande 8 est inférieure à 500 QC et de préférence éga Le à 460 C, Le temps de séjour d'une portion que Lconque de Ladite bande dans ce four de préchauffage est inférieur à 60 secondes et de préférence inférieure à 45 secondes. Ensuite, La bande 8 traverse Le four Laboratoire 2, puis est déviée par un rou Leau 9 pour pénétrer dans Le four de maintien 3 o e L Le circu Le en quinconce autour des rou Leaux 10. L'atmosphère qui règne dans Le four Labora- toire 2 et dans Le four de maintien 3 est constituée par une seconde atmosphère non oxydante et cette atmosphère est rég Lée pour avoir, en tout point, un point de rosée inférieur à 40 C et de préférence inférieur à -50 C. A La sortie du four Laboratoire 2, La température de La bande 8 est inférieure à 950 C et de préférence éga Le à 900 'C, Le temps de séjour d'une portion que Lconque de Ladite bande dans ce four est inférieur à 120 secondes et de préférence inférieur à secondes. Dans Le four de maintien 3, La température de La bande 8 est maintenue à une température inférieure à 950 C et de préférence éga Le à 900 C, Le temps de séjour d'une portion que Lconque de Ladite bande dans ce four de maintien est inférieur à 220 secondes et de préférence inférieur b 190 secondes. A La sortie du four de maintien 3, La bande 8 pénètre dans La zone de refroidissement 4, puis est déviée par un rou Leau 1 l pour traverser La gou Lotte 5 et pour p Longer dans Le bain 6 de méta L de revêtement. Ensuite, après être déviée par un rou Leau 12, La bande 8 est essorée par du gaz souff Lé à travers Les buses 7 et évacuée. Dans La zone de refroidissement 4, L'atmos- phère non réactive est composée d'un méLange d'azote et d'hydrogène et La température de La bande est amenée à une va Leur voisine de La température du bain 6 de méta L de revêtement, de préférence comprise entre 660 'C et 730 'C. Dans La gou Lotte 5, La température de La bande B ne varie pratiquement pas et L'atmosphère de Ladite gou Lotte est soit un méLange d'azote et d'hydrogène, soit de L'azote pur. L'azote uti Lisé pour réa Liser Le méLange d'azote et d'hydrogène ou pour constituer L'atmosphère de La gou Lotte 5, contient moins de 20 ppm d'oxygène et a un point de rosée inférieur à 60 C. L'hydrogène uti Lisé pour réa Liser Le méLange d'azote et d'hydrogène a une teneur en oxygène inférieure à l Oppm et un point de rosée inférieur à C. Etant donné Les rég Lages des atmosphères indiquées ci- dessus, La surface de La bande n'est pas oxydée à L'entrée de La zone de refroidissement. De manière remarquab Le, comme i L est mis en évidence sur La figure 2, La quantité de L'éLément oxygène détectée en surface sur différentes bandes d'acier ayant été préchauffées à différentes tempé- ratures T dans Le four de préchauffage 1, augmente de façon conséquente Lorsque La température desdites bandes testées dépasse 500 C. Dans Les caractéristiques SDL, L'intensité Lumineuse est proportionne L Le à La quantité d'oxygène contenue en surface dans La bande d'acier, Le temps d'érosion étant Lié à L'épaisseur de La couche ana Lysée. On remarque que La quantité d'oxygène en surface pour deux températures T = 400 C et T = 500 C est de même ordre de grandeur, a Lors que La quantité d'oxygène est relativement éLevée pour La température T = 600 C. Lorsque La température de La bande dans Le four de préchauffe 1 est maintenue à environ 500 C, i L n'est pas nécessaire de maintenir une atmosphère d'hydrogène dans La zone de refroidissement et dans La goulotte. Le bain 6 de méta L de refroidissement est un méLange d'aluminium et de si Licium contenant jusqu'à environ 11 %X de si Licium en poids. A titre d'exemp Le, une première bande d'acier inoxydab Le ferritique a été revêtue par trempé dans un bain d'aluminium presque pur dans Les conditions suivantes: Four de préchauffage 1: température d'ambiance: 814 C température de La bande en sortie du four: 437 'C teneur en oxygène de L'atmosphère: C 2 % Four Laboratoire 2 et four de maintien 3: température de bande en sortie: 857 C atmosphère: azote 40 % hydrogène 60 % Point de rosée -50 C Zone de refroidissement 4 et gou Lotte 5: température de bande en sortie: 710 ? C _ atmosphère: Azote 100 % X Bain de revêtement 6: teneurs en a Luminium: si Licium: Fer 96,92 % 0,18 % 2,9 % au mètre La couche de revêtement obtenue a un poids carré de 89 g/m 2 et La composition suivante: Si Licium: 1 % Fer: 19 % A Luminium: 80 % La bande L'acier inoxydab Le ferritique qui constitue est du type AL Si 409 et contient en poids: C: 0,01 % Si: 0,5 % Cr: 11,5 % Ti: 0,2 % Un essai d'adhérence à m p Lis a Lternés réa Lisê sur cette bande a donné un résu Ltat de 60 Ce chiffre caractérise L'adhérence du revêtement sur La bande, Lorsqu'i L est éga L à 0, L'adhérence est mauvaise, Lorsqu'i L est éga L à 100, L'adhérence est bonne. Une deuxième bande d'acier inoxydable ferri- tique de méme composition que La précédente a été revêtue par trempé dans un bain contenant un méLange d'a Luminium et de si Licium et dans Les conditions suivantes: Four de préchauffage 1: température d'ambiance 914-C température de bande en sortie du four 462 C teneur en oxygène de L'atmosphère atmosphère: azote: 100 %. Bain de revêtement 6: teneurs en A Luminium: 87,6 % Si Licium: 9,1 % Fer: 3,3. La couche de revêtement obtenue ainsi a un poids au mètre carré de 118 g/m et La composition suivante: A Luminium: 86,8 % Si Licium: 6 % Fer: 7,2 % L'essai d'adhêrence à m p Lis a Lternes a donné un résu Ltat de 80. Ainsi, Le procédé se Lon L'invention permet d'éviter d'uti Liser de L'hydrogène purt et permet éga Lement d'obtenir des couches de revêtement à forte teneur en si Licium ayant un comportement à L'essai d'adhërence mei L Leur que ce Lui obtenu avec des revêtements à très faib Le teneur en si Licium. O REVENDICATIONS 1 Procédé de revêtement d'aluminium par trempé à chaud d'une bande ( 8) d'acier, notamment d'acier inoxydab Le ferritique, caractérisé en ce que: on préchauffe La bande ( 8) jusqu'à une température inférieure à 500 C dans une première atmosphère ( 1) non oxydante, on chauffe Ladite bande ( 8) jusqu'à une température inférieure à 950 un bain de revêtement ( 6). 2 Procédé se Lon La revendication 1, caractérisé en ce que Ladite première atmosphère ( 1) non oxydante contient moins de 3 % d'oxygène. 3 Procédé se Lon La revendication 1, caractérisé en ce que Ladite deuxième atmosphère ( 2) non oxydante a un point de rosée inférieur à 40 C et de préférence inférieur à 50 C. 4 Procédé se Lon La revendication 1, caractérisé en ce que Ladite atmosphère ( 3, 4) non réactive est de L'azote. Procédé se Lon La revendication 1, carac- térisé en ce que Ladite atmosphère ( 3, 4) non réactive est un méLange d'azote-hydrogène. 6 Procédé se Lon Les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que L'azote contient moins de 20 ppm d'oxygène et a un point de rosée inférieur à 60 C. 7 Procédé se Lon La revendication 5, carac- térisé en ce que L'hydrogène contient moins de l Oppm d'oxygène et a un point de rosée inférieur à 60 C 8 Procédé se Lon Les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que Le temps de séjour d'une portion que Lconque de La bande ( 8) dans Ladite première atmos- phère ( 1) non oxydante est inférieur à 60 secondes et de préférence inférieur à 45 secondes. 9 Procédé se Lon Les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que Ladite deuxième atmosphère non oxydante est contenue dans une première zone formée par un four Laboratoire ( 2) et dans une deuxième zone formée par un four de maintien ( 3). Procédé se Lon La revendication 9, caractérisé en ce que Le temps de séjour d'une portion que Lconque de La bande ( 8) dans Le four Laboratoire ( 2) est inférieur à 120 secondes et de préférence inférieur à 90 secondes. I 1 Procédé se Lon La revendication 9, carac- térisé en ce que Le temps de séjour d'une portion que Lconque de La bande ( 8) dans Le four de maintien ( 3) est inférieur à 220 secondes et de préférence inférieur à 190 secondes. 12 Procédé se Lon La revendication 1, caractérisé en ce que Ledit bain ( 6) de revêtement est de L'a Luminium. 13 Procédé se Lon La revendication 1, carac- térisé en ce que Ledit bain ( 6) de revêtement est un méLange d'a Luminium et de si Licium contenant au p Lus 11 % de si Licium. 14 Bande d'acier, caractérisée en ce qu'e L Le est réa Lisée par Le procédé se Lon L'une que Lconque des revendications 1 à 13. Bande se Lon La revendication 14, carac- térisée en ce qu'e L Le est formée par une bande d'acier inoxydable ferritique contenant au moins 4 % en poids et au p Lus 25 % en poids de chrome.