Brevet FR2782736A1 — publié le 20000303

Récipient culinaire pour appareil de cuisson par induction et son procédé de fabrication. La présente invention concerne d'une manière générale un récipient culinaire pour appareil de cuisson par induction et plus particulièrement un récipient en fonte d'aluminium adapté pour la cuisson par induction. Pour subir un chauffage par induction, un récipient culinaire doit présenter des caractéristiques de résistance électrique spécifiques. Tout d'abord, la résistance électrique du matériau du récipient doit être relativement faible, faute de quoi les courants induits ne circuleraient pas ou insuffisamment pour assurer un chauffage approprié du récipient et en dessous d'une valeur d'intensité de courant minimale imin, le système de sécurité de l'inducteur arrête l'alimentation de l'inducteur. Cependant, cette résistance électrique ne doit pas être trop faible au point que les courants induits dans le récipient ou une partie du récipient dépassent une valeur maximale Imax admissible sans détérioration de l'inducteur et que la sécurité de l'inducteur intervienne alors pour couper l'alimentation de l'inducteur. En conséquence, il convient donc d'ajuster les propriétés électriques du matériau du récipient ou de la partie du récipient o circulent les courants induits de façon à maintenir les courants induits entre les valeurs extrêmes pour un bon fonctionnement du récipient. Les récipients culinaires en fonte d'aluminium classiques ne conviennent pas pour le chauffage par induction. En effet, la résistivité de la fonte d'aluminium est faible. Ainsi, une poêle en fonte d'aluminium ayant un fond d'un diamètre de 15 cm et une épaisseur de 5 mm présente une résistance de 0,27 10-3, valeur inadéquate pour provoquer par elle- même un couplage avec l'inducteur. Pour rendre ces récipients en fonte d'aluminium utilisables pour le chauffage par induction, on a proposé d'incorporer dans la plaque de fond des récipients des éléments en matériau magnétique. Une telle solution est décrite entre autres dans les documents FR 2 718 936, GB 2 288 722 et EP 0 677 264. L'adjonction d'éléments en matériau magnétique à la plaque de fond d'un récipient culinaire est difficile et coûteuse à réaliser. En outre, cette technique ne permet pas d'adapter aisément la valeur de la résistance électrique ainsi créée. Le document FR 2 717 062 décrit un procédé pour prolonger la durée de vie d'un ustensile de cuisson en aluminium ou comportant un fond en aluminium et pour permettre leur utilisation sur une plaque de cuisson à induction qui consiste à revêtir la surface extérieure du fond d'une couche d'un alliage plus dur que l'aluminium par projection de gouttelettes d'un métal ou d'un alliage en fusion ferromagnétique. L'emploi d'un métal ou d'un alliage en fusion ferromagnétique déposé par pulvérisation rend difficile le réglage des propriétés électriques du récipient et en particulier la valeur de la résistance électrique. La présente invention a donc pour objet un récipient culinaire en fonte d'aluminium destiné à fonctionner avec un appareil de cuisson par induction qui remédie aux inconvénients de l'art antérieur, et en particulier dans lequel les propriétés électriques peuvent être réglées précisément, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel récipient. Selon l'invention, on réalise un récipient culinaire, de préférence en fonte d'aluminium, pour appareil de cuisson par induction, caractérisé en ce qu'une surface du récipient est revêtue d'une couche électroconductrice d'un cermet constitué par des grains de métal ou d'alliage électroconducteur choisi parmi le fer, les alliages à base de fer et leurs mélanges, enrobés par un matériau céramique choisi parmi les oxydes métalliques et leurs mélanges. Parmi les alliages à base de fer convenant pour la présente invention, on peut citer les alliages fer-chrome, fer-chrome-cuivre et fer- aluminium-silicium. Un alliage préféré est l'alliage fer-silicium- aluminium (FeSiAl). A titre d'exemple des alliages électroconducteurs convenant dans la présente invention, on peut citer l'alliage FeSiAl commercialisé par la Société HOGANAS et l'alliage 87 Fe-13 Cr. Dans les cermets utiles pour la présente invention, le métal ou l'alliage électriquement conducteur représente de 60 à 90%, de préférence à 85% et généralement de l'ordre de 80% en poids du cermet, cependant que la céramique représente de 40 à 10%, de préférence 25 à 15% et généralement 20% en poids du cermet. Les oxydes métalliques des cermets selon l'invention sont de préférence A1203, TiO2, Fe203 et leurs mélanges. Parmi ces oxydes, on recommande A1203, Fe203 et les mélanges Al203/TiO2. La couche électroconductrice de cermet a en général une épaisseur comprise entre 300 et 900 [tm, de préférence entre 400 et 800 k.m, et mieux entre 650 et 800 [tm. Bien évidemment, l'épaisseur de la couche est adaptée, en fonction du cermet utilisé, pour ajuster la résistance de la couche et satisfaire aux valeurs admissibles du courant dans l'inducteur. De préférence, la couche électroconductrice de cermet est déposée sur la surface externe du fond du récipient. Les alliages électroconducteurs des cermets de l'invention sont disponibles dans le commerce auprès des Sociétés HOGANAS, NEYCO- CERAC, TECPHY et AMSR, entre autres. En particulier l'alliage FeSiAl est commercialisé sous la dénomination SENDUST par la Société HOGANAS. L'enrobage des grains de métal ou d'alliage par la céramique peut se faire de manière classique par mécanofusion des quantités appropriées d'alliage et de céramique. Le dépôt de la couche de cermet sur la surface choisie du récipient peut se faire par tout procédé classique tel que par exemple par pistolet à fil ou pulvérisation au moyen d'une torche plasma. Le dépôt par torche plasma a l'avantage de ne pas détériorer la couche anti- adhérente généralement déposée sur les surfaces internes du récipient. La couche de cermet est ensuite généralement usinée pour présenter une surface lisse et éventuellement revêtue d'une couche de peinture ou d'émail. La suite de la description se réfère aux figures annexées, qui représentent respectivement: Figure 1 - une microphotographie d'une couche électro- conductrice de cermet FeSiAl enrobé de A1203, selon l'invention, avec un grossissement de 115; Figure 2 - une microphotographie de la couche de la figure 1 à un grossissement de 463; Figure 3 - une microphotographie d'une couche électro- conductrice de cermet FeSiAl enrobé de A1203/TiO2 à un grossissement de ; Figure 4 - une microphotographie de la couche de la figure 3 à un grossissement de 463; et Figure 5 - une microphotographie d'une couche électro- conductrice de cermet FeSiAl enrobé de Fe203 à un grossissement de 500. EXEMPLE 1 On a déposé par pulvérisation au moyen d'une torche plasma sur la surface externe du fond d'un récipient culinaire en fonte d'aluminium de type AS 12, une couche de cermet de FeSiAl enrobé de A1203 ayant la composition suivante: FeSiAl 80%7o en poids A1203: 20% en poids L'épaisseur de la couche déposée était de 670 ktm. Les conditions de dépôt étaient les suivantes: - Plasma Ar 50 NI/min - H2 10 NI/min - tension: 55 V - courant 500 A - puissance: 27,5 kW; - Injecteur de poudre gaz porteur Ar 5 Ni/min - diamètre 2 mm - débit 3 à 4 kg/heure; - Temps de tir: 2 minutes environ pour un fond de poële de cm de diamètre; - Température en cours de tir: 150 C; Température de préchauffage: 300 C; - Vitesse de translation: 25 mm/s - Vitesse de rotation: 2 t/s. Les figures 1 et 2 sont des micrographies de la couche de cermet déposée à différents grossissements. On a obtenu une couche de cermet ayant une bonne adhérence et assurant un bon couplage du récipient avec une plaque à induction. EXEMPLE 2 On a déposé par pulvérisation au moyen d'une torche plasma sur la surface externe du fond d'un récipient culinaire en fonte d'aluminium de type AS 12 une couche de cermet FeAlSi enrobé de TiO2/A1203, ayant la composition suivante FeSiAl: 80% en poids TiO2/A1203: 20% en poids (A1203 90% en poids/ TiO2 10% en poids) La couche avait une épaisseur de 600 p.m. Les conditions de dépôt étaient les mêmes que pour l'exemple 1. On a obtenu une couche ayant une bonne adhérence et assurant un bon couplage du récipient avec une plaque à induction. En outre, la couche a une excellente qualité d'aspect de surface et de brillance. Les figures 3 et 4 sont des micrographies de la couche de cermet à différents grossissements. EXEMPLE 3 On a déposé par pulvérisation au moyen d'une torche plasma une couche de cermet FeSiAl enrobé de Fe203 sur la surface externe du fond d'un récipient culinaire en fonte d'aluminium de type AS 12. Le cermet avait la composition suivante: FeSiAl 80% en poids Fe203.: 20% en poids L'épaisseur de la couche était de 780 gm. Les conditions de dépôt étaient les mêmes que pour l'exemple 1. On obtient une couche ayant une bonne adhérence et assurant un bon couplage du récipient avec une plaque à induction. EXEMPLE 4 On a déposé par pulvérisation au moyen d'une torche plasma une couche de cermet Fe enrobé de A1203 sur la surface externe du fond d'un récipient en fonte d'aluminium de type AS 12. Le cermet avait la composition suivante Fe: 80% en poids A1203: 20% en poids L'épaisseur de la couche était comprise entre 600 et 800 ktm. Les conditions de dépôt étaient les mêmes que pour l'exemple 1. On obtient une couche très adhérente avec un bon couplage avec une plaque à induction. REVENDICATIONS 1. Récipient culinaire pour appareil de cuisson par induction, caractérisé en ce qu'au moins une surface du récipient est revêtue d'une couche électroconductrice d'un cermet constitué par des grains d'un métal ou d'un alliage électroconducteur choisi parmi le fer, les alliages à base de fer et leurs mélanges, enrobés par un matériau céramique choisi parmi les oxydes métalliques et leurs mélanges. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que les alliages à base de fer sont choisis parmi les alliages fer-chrome, fer- chrome-cuivre et fer-silicium-aluminium. 3. Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les oxydes métalliques sont choisis parmi A1203, TiO2, Fe203 et leurs mélanges. 4. Récipient selon la revendication 3, caractérisé en ce que les oxydes métalliques sont choisis parmi A1203, Fe203 et les mélanges A1203/TiO2. 5. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans le cermet l'alliage électroconducteur représente à 90% en poids du cermet et la céramique 10 à 30% en poids du cermet. 6. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche électroconductrice a une épaisseur comprise entre 300 et 900 jim, de préférence 600 à 900 inm. 7. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couche est déposée sur une surface externe du récipient. 8. Récipient selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface externe est la surface externe du fond du récipient. 9. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est en fonte d'aluminium. 10. Procédé de fabrication d'un récipient culinaire, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt sur au moins une partie du récipient d'une couche de cermet telle que définie aux revendications 1 à 9. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dépôt s'effectue au moyen d'une torche plasma.