DRY-PASSIVATING PROCESS FOR FINELY DIVIDED MAGNESIUM

Abstract: 1. A process for dry passivation of magnesium or magnesium alloy in the divided state characterised in that the magnesium or the magnesium alloy is brought into intimate contact with a corrosion inhibitor in the finely powdered state, formed by a mineral compound whose cation is selected from zinc, cadmium, barium, lead and tin and whose anion is selected from chromate, bichromate, permanganate, chlorate, perchlorate, vanadates, phosphates, fluorophosphate, fluoride, and borates, the contacting operation being carried out in three successive stages : in a dry atmosphere, then in an atmosphere which is saturated with water vapour but in the absence of water in the liquid state and finally in a dry atmosphere.

Description: PROCEDE DE PASSIVATION A SEC DE MAGNESIUM A L'ETAT DIVISE Il est connu que le magnésium et les alliages à base de magnésium, à l'état divisé (poudre, grains, grenailles, copeaux, etc...) présentent une grande activité chimique et sont sujets à une corrosion rapide en présence de certains composés, et meme par simple stockage à l'air humide. C'est le cas, par exemple, de la poudre de magnésium utilisée pour l'enrobage de certaines électrodes de soudure, sous forme d'une pâte dont le liant est à base de silicate de sodium. La poudre de magnésium non-passivée réagit avec le silicate de sodium et forme une quantité importante d'hydrogène. Si l'on veut assurer la conservation au stockage prolongé de la poudre destinée à la fabrication des électrodes, il faut absolument la passiver. Les procédés actuels opèrent par trempage des poudres en solution aqueuse, et font appel le plus souvent à du chromate ou à du bichromate de potassium. Ils obligent à procéder à un séchage suivi d'un démottage. L'objet de la présente invention est un procédé de passivation, à sec, de magnésium et alliages de magnésium à l'état divisé, qui est mis en oeuvre par simple mise en contact intime du magnésium divisé à passiver et d'un inhibiteur de corrosion à l'état pulvérulent. Dans tout ce qui suit, on conviendra de désigner par "magnésium" aussi bien le magnésium pur non allié que les alliages à base de magnésium. Le procédé de passivation est mis en oeuvre dans les conditions suivantes A. - le magnésium divisé est introduit dans un récipient clos, de dimensions suffisantes pour permettre une agitation efficace, et muni d'une entrée et d'une sortie de gaz. B. - l'inhibiteur, à l'état pulvérulent, est également introduit dans le récipient clos. C. - on établit, dans le récipient clos une atmosphère sèche, par exemple, par circulation d'air sec ou de tout autre gaz sec inactif vis-à-vis du magnésium divisé à froid, tel que l'azote ou l'argon. D. - on soumet la poudre à une agitation convenable de façon à mettre en contact intime le magnésium divisé et l'inhibiteur, pendant une durée de l'ordre de 1 à 15 minutes. E. - on établit, dans le récipient, une atmosphère humide en satu rant de vapeur d'eau l'air ou le gaz inactif, par exemple par barbottage préalable dans de l'eau portée à une température comprise entre 20 et 800 C, et, de préférence, entre 50 et 700 C. Cette opération doit s'effectuer sans entraînement d'eau à l'état liquide ; sa durée est sensiblement égale à l'opération précédente, et il est préférable d'agiter. F. - on achève le traitement par passage d air sec ou de gaz inac tif sec, éventuellement préchauffé à une température inférieure à 1000 C, pendant quelques minutes, et on récupère le magné sium divisé passivé. Les paramètres de ces différentes opérations sont les suivants : 10/ Granulométrie du magnésium divisé : elle peut varier dans des limites très larges, de quelques micromètres à quelques millimètres. Toute fois, la passivation est particulièrement efficace -et nécessaire pour les poudres inférieures à 500 micromètres. Les poudres utilisées pour la fabrication des électrodes de soudure, par exemple, se si tuent généralement entre 60 et 400 micromètres. 2a/ Nature de 1 inliibiteur : c'est un produit minéral dont le cation est choisi parmi le zinc, le cadmium, le baryum, le plomb et l'étain et dont l'anion est choisi parmi le chromate, le bichromate, le perman ganate, le chlorate, le perchlorate, les vanadates, les phosphates (ortho, méta ou poly), le fluorophosphate, le fluorure, les borates. Parmi les inhibiteurs les plus actifs, on peut citer le chromate de zinc (ZnCrO3 > , le fluorophosphate de zinc (ZnP03F) et le métavanadate de zinc. 30/ Quantité d ' inhibiteur : elle est de 0,01 à 1 % et, de préférence, de 0,05 à 0,2 % en poids, par rapport au magnésium divisé à passiver. L'effet de passivation, évalué par un test qui sera décrit un peu plus loin, est corrélé à la teneur en inhibiteur. C'est le cas avec le chromate de zinc, tout au moins dans l'intervalle de 0,05 à 0,5 t en poids. 4"/ Granulométrie de l'inhibiteur : l'inhibiteur doit être finement pulvérisé et, de préférence, passé entièrement au tamis à maille de 40 micromètres. 50/ Atmosphère : pendant les phases C et F (passivation et séchage final), l'air sec convient parfaitement ; de même que les gaz inactifs vis à-vis du magnésium à la température ambiante ou à une température inférieure à 1000 C, ce qui est le cas de l'azote ou de l'argon. Des essais effectués avec des mélanges- argon-oxygène ou avec dë l'air ozoné ont également donné des résultats satisfaisants. 60/ Durée de l'agitation : selon le type d'agitation (à secousses, à rotation, à renversements alternés, etc...) la durée optimale peut varier de 1 à 15 minutes. Une durée excessive provoque1 par auto abrasion, la destruction progressive de la couche protectrice d'oxyde de magnésium en surface des grains et va à l'encontre du but recher ché. 70/ Température de traitement : bien que l'on puisse opérer à la tempé rature ambiante, le meilleur compromis entre la durée et l'efficacité du traitement se situe vers 50 à 700 C. La qualité de la passivation peut être évaluée par réaction du magnésium divisé sur du silicate de sodium. Dans le cas d'une poudre pour électrodes, on fait réagir un gramme de poudre passivée avec 20 millilitres de solution de silicate de sodium, obtenue par dilution de deux volumes de lc. solution commerciale de densité 1,33 avec un volume d'eau, pendant 3 heures à 900 C. Une poudre de granulométrie 100 à 200 micromètres donne lieu, dans ces conditions, à un dégagement d'hydrogène de 1000 à 4000 Ncm3. La meme poùdr= passivée avec 0,05 % de chromate de zinc, donne un dégageruent de 100 à 200 Ncm3 et avec 0,1 % de chromate de zinc, nettement inférieur à 100 7;cm3. Le fluorophosphate de zinc, dans les mêmes proportions, conduit à des résultats à pou près identiques. I1 faut souligner que le test au silicate à 900 C est particulièrement sévère et que, en pratique, la poudre passivée avec 0,05 % de chromate de zinc convient parfaitement pour la fabrication des électrodes de soudure et ne donne lieu à aucune corrosion lors du stockage prolongé. La poudre de magnésium 100-200 micromètres a une teneur initiale en oxygène (exprimée en MgO) de l'ordre de 0,2 à 0,3 %, et au maximum de 0,4 %, selon les conditions particulières de fabrication. Après passivation, la teneur en MgO peut augmenter jusqu'à 0,4 t à 0,8 % selon le pourcentage d' inhibiteur utilisé. Quelles que soient la granulométrie du magnésium divisé et la teneur en inhibiteur, le produit obtenu après passivation conserve sa granulométrie et son état initial, et ne forme ni agglomérés ni mottes. L'aspect est relativement peu nodifié, tout au plus peut-on observer un très léger ternissement de l'éclat métallique, surtout sensible aux niveaux élevés d'inhibiteur (0,5 %} et à peine visible aux bas niveaux (0,05 S). La couche protectrice ainsi formée peut être nettement différentiée des couches obtenues par les procédés de trempage. Cette différentiation est basée sur la morphologie, sur la composition chimique (par exemple, présence de Cr, de Zn ou de V), déterminée à l'aide des techniques classiques d'analyse de surface telles que la microscopie électronique à balayage, la spectrographie ESCA ou AUGER, ou l'analyse ionique. Le magnésium divisé, passivé selon le procédé objet de l'invention, convient parfaitement à tous les usages dans lequel il doit être conservé, pendant des durées prolongées, dans des conditions ou en présence de substances qui seraient susceptibles de déclencher une corrosion.

Claims: REVENDICATIONS I. Procédé de passivation à sec de magnésium 9 i1état divisé, caractérisé en ce que le magnésium est mis en contact intime, avec un inhibiteur de corrosion à l'état finement pulvérisé, constitué par un composé minéral dont le cation est choisi parmi le zinc, le cadmium, le baruym, le plomb et l'étain, et dont lfániön est choisi parmi le chromate, le bichromate, le permanganate, le chlorate, le perchlorate, les vanadates, les phosphates, le fluorophosphate, le fluorure, les borates, la mise en contact étant effectuée en trois stades successifs : en atmosphère sèche, puis en atmos phère saturée de vapeur d'eau-mais en l'absence d'eau à l'état liquide, puis finalement en atmosphere sèche. 2. Procédé de passivation à sec, selon revendication 1, caractérise en ce que la phase initiale de mise en contatc en atmosphère sèche a une durée comprise entre I et 15 minutes. 3. Procédé de passivation à sec, selon revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la phase initiale de mise en contact en atmosphère sèche est effectuée en présence d'air sec ou d'air ozoné sec, ou de gaz inactif sec, tel qu'azote ou argon. 4. Procédé de passivation sec, selon revenaicat-on 1, caractérise en ce que la phase de mise en contact en atmosphère humide est effectuee en présence d'air ou de gaz inactif tel qu'azote ou argon saturé en vapeur d'eau, à une tenpérature comprise entre 20 et 800C, de préférence, comprise entre 50 et 700C, et, de préférence, sous agitation. 5. Procédé de passivation à sec, selon revendication 1, caractérisé en ce que la phase finale de mise en contact en atmosphère sèche est effectuée en présence d'air sec ou d'air ozoné sec ou de gaz inactif tel qu'azote ou argon, à une température ne dépassant pas 1000C. 6. Procédé de passivation à sec, selon revendication 1, caractérisé en ce que l'inhibiteur est introduit à l'état de poudre passant entièrement au tamis à maille de 40 micromètres. 7. Procédé de passivation à sec, selon revendication 1, caractérisé en ce que l'inhibiteur est introduit dans une proportion comprise entre 0,01 et I Z et, de préférence, entre 0,05 et 0,2 Z en poids par rapport au magnésium à passiver. 8. Procédé de passivation à sec, selon revendication 1, caractérisé en ce que la durée de chacune des trois phases (atmosphère sèche, atmosphère humide, atmosphère sèche) est comprise entre 1 et 15 minutes.

Inventors: CASTERA, JEAN-PIERRE, DESBREST, JEAN, MAURET, PIERRE, MOYEN, JEAN
Applicants: PECHINEY ELECTROMETALLURGIE
Application year: 1984
Main classification: B22F1
IPC codes: B22F1, C23F11