Brevet FR2837220A1 — publié le 20030919

-3- SEMELLE DE FER A SURFACE DURCIE ET REVETUE La presente invention concerne les semelles de fers a repasser. On salt que les semelles de fer a repasser dolvent presenter une surface de repassage ayant un bon glissement sur les etoffes, mais doivent resister aussi aux agressions provoquees par un nettoyage trop vigoureux ou aux frottements sur les objets curs des vetements tels que les fermetures, les agrafes ou les boutons. Pour resister a ces agressions susceptibles de provoquer des rayures qui diminuent les performances de glissement, on a cherche a durcir la surface de repassage. Le brevet FR2581402 decrit ainsi une semelle en aluminium emaille. Mais l'emaillage met en ceuvre des moyens materiels de production importants et CoOteux. On conna^'t aussi les surfaces durcies par un traitement mecanique, par exemple par un grenaillage, ou un micro billage comme decrit dans le brevet FR2803310, mais ce traitement peut etre insuffisant pour resister aux agressions les plus fortes. Un autre procede de durcissement consiste a deposer sur la surface un revetement dur par un procede sol gel, comme decrit dans le brevet EP0640714. Un tel revetement est fin, tres resistant par lui meme, et economique a produire. Cependant le support metallique du revetement etant ductile, il peut etre enforce et se deteriorer. Le brevet WO9813544 decrit un fer dont la semelle en aluminium comporte un revetement anti-friction contenant un polymere inorganique. Le revetement anti- friction est depose sur un revetement dur intermediaire plus dur que l'aluminium. Mais le revetement intermediaire est un facteur de coGt important. L'invention qui suit a pour objet une semelle fer a repasser amelioree par ie depot d'un revetement dur resistant a la rayure sur la surface de repassage, et n'ayant pas les inconvenients cites. - L'objet de ['invention est atteint par une semelle metallique de fer a repasser traitee en surface, du cote en contact avec les etoffes, par un traitement mecanique d'ecrouissage, remarquable en ce que ladite surface de repassage est. en outre, recouverte par un revetement dur et resistant aux rayures. Le metal constituent la semelle, generalement de l'aluminium ou de l'acier inoxydable, est relativement tendre. Un revetement dur et fin pose sur ce support ne resiste pas au choc. Le revetement est enforce dans le metal qui se deforme et garde une trace d'impact. De maniere originale selon ['invention, grace au traitement mecanique d'ecrouissage prealable la semelle resiste a un enforcement de la surface par un choc du fer a repasser sur une partie cure et saillante, ce qui permet au revetement depose en surface de resister sans s'ecailler. De preference le traitement mecanique d'ecrouissage est un micro billage ou un grenaillage. Le traitement est conduit pour ne pas etre un simple nettoyage de la surface mais pour la modifier en profondeur sans effet abrasif notable. Les chocs multiples des billes ou de la grenaille sur la surface metallique en augmentent la durete par l'ecrouissage qu'ils provoquent. Les impacts etant multiples et rapproches ne nuisent pas a la regularite de la surface qui prend un aspect satine. Le revetement depose sur la surface peut etre un revetement electrolytique tel qu'un chromage cur, ou un depot chimique d'un metal, ou un depot plasma, ou un depot obtenu par vaporisation sous vice ou tout autre depot procurant un revetement ameliorant la surface de repassage. Dans une version le revetement dur resistant aux rayures est un depot chimique de nickel. Avantageusement, la semelle revetue de nickel est portee a une temperature de ltordre de 230 C pendant plusieurs heures. Ce traitement thermique a une temperature inferieure a la temperature de recuit de la semelle produit un durcissement du revetement. i Dans une autre version, le revetement dur resistant aux rayures est une couche ceramique obtenue par un procede de depot en phase vapeur dit PVD. Le procede PVD permet d'obtenir une grande variete de depots. Outre une simple metallisation par exemple par le nickel ou le chrome, les depots les plus connus appropries aux semelles de fer vent composes de nitrure ou carbonitrure de titane, de nitrure d'aluminium et de titane, de nitrure de chrome ou de zirconium. De preference le depot ceramique est une couche de nitrure de chrome. Ce depot, largement assez dur pour l'utilisation sur une surface de repassage, presente une tres bonne resistance aux agents chimiques, a ['abrasion, moins de rugosites que le nitrure de titane, et un bon coefficient de frottement. De preference le revetement dur resistant aux rayures est un revetement comprenant une structure chimique inorganique deposee par un procede sol gel. De nombreuses formules connues, par exemple par les brevets de societes comme Datec ou INM ou Protavic, permettent d'obtenir un revetement resistant aux rayures sur une piece metallique par un procede sol gel. Ce procede economique permet de produire des revetements curs et tres adherents dont la structure est basee sur un reseau comportant des liaisons inorganiques minerales. Les revetements resistent a la rayure, et presentent une peau lisse permettant un bon glissement sur les etoffes. Le procede comporte generalement une phase de mise en solution d'un precurseur organo-metallique, une phase d'hydrolyse, et apres etalement sur la surface a recouvrir, une phase de cuisson qui peut etre a relativement basse temperature. De preference le procede sol gel est choisi pour obtenir le revetement dur et resistant aux rayures sur la semelle avec des temperatures inferieures a la temperature de recuit du metal sous jacent et preserve la durete de la surface . ecroule. Une temperature trop elevee, voisine ou superieure a la temperature de recuit relacherait les contraintes internee du metal fa,conne et pourrait entraner des deformations de la semelle. En outre, une temperature trop elevee entranerait un grossissement des grains metalliques et diminuerait la durete en supprimant I'ecrouissage. Pour les semelles en aluminium, suivant les alliages, les temperatures de recuit s'echelonnent de 325 a plus de 400 C. Pour obtenir le revetement resistant, on choisit un procede qui ne necessite pas de tres hautes temperatures de cuisson, par exemple celui decrit dans le brevet US5644014. Les semelles en acier inoxydable, vent recuites a des temperatures plus elevees, ce qui augmente les possibilites de choix des procedes et des revetements obtenues. De preference le metal constituent la semelle est un acier inoxydable ou un alliage d'aluminium. L'invention sera mieux comprise au vu de l'exemple qui suit et des dessins annexes. La figure 1 represente une vue de cote en coupe partielle longitudinale d'un fer equipe d'une semelle selon ['invention. La figure 2 est une coupe micrographique de la semelle du fer de la figure 1 au voisinage de la surface de repassage. Dans une realisation preferentielle visible sur les figures, la semelle 1 d'un fer a repasser 2 est essentiellement composee d'une tole d'acier inoxydable 11 dont l'epaisseur peut etre comprise entre 0,4 et 1,5 mm. Wile est chauffee par un bloc chauffant 3 en aluminium equipe d'un element chauffant 4 surmoule. La tole en acier inoxydable 11 est recouverte sur la surface de repassage 13 par un revetement dur et resistant a la rayure 14. Le revetement 14 adhere fortement a la tole 11 sur sa surface, laquelle a prealablement rec,u un traitement mecanique de micro billage dit de shot peening, analogue a celui decrit dans le brevet FR2803310, comportant la projection sur la surface de particules essentiellement non abrasives. La structure de la t61e 11 est modifiee par le traitement mecanique sur une profondeur P de preference comprise entre 25 et 35 microns a partir de la surface, ce qui en augmente sensiblement la resistance et la durete. De preference la surface de la tole 11 recouverte par le revetement 14 presente des grains deformes par compression perpendiculaire a la surface, le nombre de dislocations metalliques par unite de volume etant superieur de 40% a celle du metal au ccour de la tole 11. De preference la durete Vickers de la surface de la tole 11 est superieure d'au moins 25% a la durete Vickers mesuree au ccour de la tole 11. Selon un premier mode de realisation, le revetement 14 a une structure de base inorganique comportant des liaisons chimiques en chane, que des metaux tels que le silicium, le zirconium, le titane, I'aluminium par exemple, peuvent produire principalement avec l'oxygene. La realisation du revetement est de preference conforme a la description du brevet US5644014. En effet les revetements pouvant etre produits par ces moyens ont des qualites interessantes pour une semeile de fen En particulier ils vent mecaniquement plus resistants a la rayure que les metaux qu'ils recouvrent. Anti-adhesifs ils facilitent le glissement du fer sur les etoffes. De plus les temperatures de cuisson vent relativement basses, de l'ordre de 90 a 350 C, de preference autour de 180 C, ce qui evite de recuire ia tole 11 car le recuit aurait relache les contraintes internee du metal faconne, preserve la taille des grains metalliques et l'ecrouissage, ainsi que la forme de la piece. De ce fait, le revetement 14 peut etre fin, par exemple d'epaisseur inferieure a 10 microns. Un choc sur ce revetement est transmis au metal ecroui qui resiste. Le revetement n'est alors pas deforme et ne se brise pas. En outre, le revetement obtenu est transparent, ce qui preserve ['aspect meta ll iqu e que don n e la tol e en acier i noxyd able. Selon un autre mode de realisation particulierement adequat en combinaison avec l'ecrouissage exterieur de la tole 11, le revetement 14 est du nitrure de chrome depose par un procede > dit PVD. Le nitrure de chrome presente une durete de l'ordre de trots fois celle de l'acier inoxydable. Apres durcissement mecanique, la semelle du fer est placee dans une enceinte basse pression. Des ions produits par le bombardement electronique d'une ou plusieurs cibles en materiau conducteur, de preference en chrome, vent transportes sous forme gazeuse ionisee sur la surface de la semelle ou ils se condensent. Le long du parcours, les ions peuvent reagir avec le gaz rarefie de I'enceinte, de preference de l'azote, et se combiner, pour donner de preference un nitrure de chrome tres dur sur la semelle. Le procede ne provoquant pas d'echauffement, ne detruit pas l'ecrouissage de la semelle. On peut revetir la semelle ecrouie par d'autres depots PVD de metaux purs ou allies, mais de preference on choisit parmi ies composes ceramiques tels que les nitrures de chrome, de titane, de zirconium, de zirconium et d'aluminium, de carbo nitrure de titane dont les duretes vent voisines ou superieures a celle du nitrure de chrome. Une couche de nitrure tres cure, dont l'epaisseur est de l'ordre de 1 a 5 microns, est suffisante pour donner a la semelle une excellente resistance a la rayure. La couche, soutenue par un metal ecroui, ne se brise pas a ltoccasion de contraintes ponctuelles comme il s'en produit a ['impact du fer sur une fermeture Eclair ou un bouton de vetement. Par ces moyens on obtient une semelle de fer a repasser glissant bien au repassage et peu sensible aux rayures. REVENDICATIONS 1. Semelle metallique 1 de fer a repasser traitee en surface du cote (13) en contact avec les etoffes, par un traitement mecanique d'ecrouissage, caracterisee en ce que ladite surface de repassage (13) traitee par ledit traitement mecanique est recouverte par un revetement dur (14) et resistant aux rayures. 2. Semelle selon la revendication 1 caracterisee en ce que le traitement mecanique est un micro billage ou un grenaillage non abrasif. 3. Semelle selon la revendication 2 caracterisee en ce que la surface metallique recouverte par le revetement (14) presente des grains deformes par compression perpendiculaire a la surface, le nombre de dislocations metalliques par unite de volume etant superieur de 40% a celle du ccour du metal (11). 4. Semelle selon la revendication 2 caracterisee en ce que la surface metallique est modifiee par le traitement mecanique sur une profondeur (P) comprise entre 25 et 35 microns. 5. Semelle selon la revendication 1 caracterisee en ce que le revetement dur resistant aux rayures (14) est depose par un procede sol gel. 6. Semelle selon la revendication 5 caracterisee en ce que le revetement (14) dur et resistant aux rayures sur la semelle (1) est obtenu par un procede sol gel, conduit a des temperatures inferieures a la temperature de recuit du metal sous jacent (11), qui preserve la durete et la forme de la surface ecrouie 7. Semelle selon la revendication 6 caracterisee en ce que le revetement (14) est d'epaisseur inferieure a 10 microns. 8. Semelle selon la revendication 6 caracterisee en ce que le revetement (14) est transparent. 9. Semelle selon la revendication 1 caracterisee en ce que le revetement dur resistant aux rayures (14) est un depOt chimique de nickel. 10.Semelle selon la revendication 9 caracterisee en ce que la semelle revetue de nickel subit un traitement thermique a une temperature inferieure a la temperature de recuit. 11.Semelle selon la revendication 1 caracterisee en ce que le revetement dur resistant aux rayures est une couche ceramique obtenue par un procede de depot en phase vapeur dit PVD. 12. Semelle selon la revendication 1 1 caracterisee en ce que la couche ceramique est une couche de nitrure de chrome. 13. Semelle selon l'une des revendications precedentes caracterisee en ce que le metal (1 1) constituent la semelle (1) est un acier inoxydable. 14. Semelle selon l'une des revendications precedentes caracterisee en ce que le metal (11) constituent la semelle (1) est un alliage d'aluminium.