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Procédé pour protéger oontre l'oxydation la détériora- tion ou la corrosion, des objets en métaux ou alliages métalliques oxydables "
La présente invention est relative à un procédé pour protéger, au moyen d'un enrobage d'aluminium, contre l'oxydation, la détérioration et la corrosion, des objets ou articles en fer, acier et en métaux ou allia- ges métalliques analogues oxydables.
Il est connu de traiter des métaux en vue de les rendre non oxydables, en les chauffant dans une at- mosphère non oxydante, en contactavec de la poudre d'a- luminium seule, ou en contact avec un mélange réduit en poudre contenant de l'aluminium et de l'oxyde d'alumi- nium, suivant le procédé de calorisation.
Pans le mémoire descriptif de la Patente anglai- se 204.384, on a mentionné que ce procédé de calorisa- tion peut être simplifié en pulvérisant l'aluninium sur
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l'article à traiter, par le procédé de pulvérisation de métal, connu sous le nom de SCHOOP.
en vue de surmonter les difficultés provenant d'une cohésion par trop faible dans la structure du métal enrobé ayant commeconséquence une cohésion ou adhérence insuffisante des particule .métaliques individuelles, entre elles at avec la mitai, on a proposé dans le mémoire descriptif ci-dessus mentionné, de faire usage de la réaction alumine-thermiques
Les inventeurs ont essayé de surmonter, en pratique, la difficulté ci-dessus mentionnée en pulvéri- sant tout d'abord une couche d'aluminium sur la matière à enrober, en soumettant ensuite la couche d'aluminium à un traitement par la chaleur et en enrobant de nouveau l'objet après le traitement thermique, au moyen d'une couche d'aluminium.
Tous ces procédés nécessitent, toutefois, un certain nombre d'opérations et en pratique il est néces- saire d'économiser autant que possible le temps, lorsqu'il y a lieu de traiter un très grand nombre d'objets pour réaliser par exemple l'enrobage de tubes de surchauffeur, de foyer, de refroidissement, des foyers de moteur, de fours, creusets, cornues, barres à feu , parties de gazo- gène et d'autres nombreux objets.
La présente invention envisage un procédé sim- ple qui permet de former sur des articles du genre ci- dessus décrit, une couche ou couverture protectrice con- tenant de l'aluminium, couche qui n'est pas poreuse, qui adhère solidement au métal de base et qui forme une partie intégrante de ce métal, qui ne peut pas être fadilement enlevée par des moyens mécaniques ou chimiques et qui est maintenue pendant une longue période de temps.
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La présente invention consiste à former sur l'ar- ticle nettoyé destiné à être enrobé, un très mince dépôt d'aluminium (qui, normalement, n'offre qu'une faible pro- tection contre la chaleur et l'oxydation à température élevée) et à munir les articles ainsi enrobés d'une couche d'une substance ou composition, susceptible, en é- tant chauffée, de former un dépôt solidement adhérent d'une substance réductrice. Lartiole ainsi traité est chauffé à une température au voisinage du point de fusion de l'aluminium (environ 650 C.) et à la suite de ce ehaaf- fage, le léger dépôt d'aluminium adhérera solidement au métal de base et il y a lieu de supposer qu'il formera avec ce métal de base, un alliage.
En réalisant pratiquement le procédé, les arti- clés à enrober avec de l'aluminium, par exemple des ar- tioles en fer ou en acier, sont tout d'abord traités au jet de sable, et sont ensuite recouverts d'une couche d'aluminium, en employant, de préférence, le procédé SCHOOP de pulvérisation des métaux, à la façon habituelle, de façon à produire sur les articles une couche de 0,012 à 0,015 cm. d'aluminium. Cette mince couche d'alu- minium,- qui de la manière habituelle même si elle est soumise au traitement thermique, ne donne que très peu de protection contre la chaleur et l'oxydation à tempé- rature élevée, - est alors enrobée d'une matière à base de carbone telle que du noir de fumée, susceptible de former un dépôt de carbone adhérent, en la chauffant pendant un court laps de temps.
Si le chauffage est pour- suivi pendant quelques minutes, à une température d'en- viron 650 C., l'aluminium adhère solidement au fer et offre une surface de protection contre la corrosion et la détérioration, et ce, pendant de longues périodes.
Une peinture bitumastique c'est-à-dire une solu-
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tion de bitume dans des huiles, a été reconnus comme très utile pour effectuer la formation du dépôt sur la mince couche d'aluminium, parce qu'aux températures prévalantes, le bitume est bre et laisse une pellicule à base de car- bone. Au lieu de peinture bitumastique, on peut employer de la résine ou une solution de résine, d'huile, de corps gras ou de déchets de graisse, ou encore de matières ana- logues.
On peut également, dans certains cas, employer canne composé réducteur, un mélange de charbon et de graphite. Toutefois, dans Quelques cas, il peut être re- commandable d'employer l'agent réducteur en mélange avec du borax ou autres composés fondants, fusibles, convenables.
Le traitement par la chaleur de l'article ou ob- ,-'et n'a besoin d'être effectué que lorsqu'il est employé ou en service. On économise ainsi du temps et du travail, puisque dans les anciens procédés, il était toujours néces- saire de soumettre les articles au traitement par la cha leur, immédiatement après la pulvérisation de l'aluminium et s'il était désiré, de faire subir à l'article une nou- velle pulvérisation alors qu'il était à l'état ohaud.
Après que l'article a été tnité au jet de sable, q& il a reçu une pulvérisation produisant une mince couche d'aluminium, qu'il a été recouvert d'une peinture bi- tumastique, ou plongé dans de l'huile de rebut et corpé analogue, et chauffé pendant une ou deux minutes, la totalité du carbone disparait pratiquement et l'article terminé prend alors une couleur gris sombre, ce qui lui donne l'apparence d'un article traité par le procédé de calorisation.
Un grand avantage du procédé faisant l'ob- jet de la présente invention, consiste en ce que de grand objets, telle que des parties de gazogènes, de
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fours à recuire, de tubes de foyers ou chaudières et dois échangeurs de tenpérature, peuvent être enrobés d'une couche protectrice d'aluminium "in situ ", en formant tout d'abord sur l'objet nettoyé destiné à être protégé, un très mince dépôt d'aluminium, qui, normalement offre peu de protection contre la chaleur et l'oxydation à température élevée, et en formant sur ce mince dépôt d'aluminium, par exemple par peinture, une couche d'une substance ou composition susceptible, lorsqu'elle est chauffée, de former un dépôt solidement adhérent d'une substance réductrice,
la décomposition de Ça couche d'enrobage ne s'effectuant et l'adhérence énergique de l' aluminium au métal de l'objet ne se produisant que lors- que l'objet, four ou appareil, est prêt à fonctionner.
Il n'y a pas lieu d'expliquer ici la théorie de l'action de la matière à base de carbone déposée sur le dépôt d'aluminium, lorsqu'elle est soumise à une tem- pérature voisine du point de fusion de l'aluminium, ou si la matière à base de carbone est absorbée ou ad- sorbée par le fer ou l'acier, ou si cette matière aide l' aluminium à s'écouler en réduisant la tension superfi- cielle, ou si elle réduit l'oxyde formé autour des peti- tes particules d'aluminium, ou si la matière à base de carbone forme une atmosphère de monoxyde de carbone, qui maintient le fer parfaitement débarrassé d'oxydes, de façon à permettre à l'aluminium de former un alliage avec le fer, ou si n'importe quelle autre action théorique se produit,
Il y a toutefois lieu de comprendre que le procédé indiqué ci-dessus de réalisation pratique de l'invention est seulement donné à titre d'exemple et que dois modifications peuvent lui être apportées sain sortir pour cela du cadre de l'invention.
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Les inventeurs désirent également qu'il soit bien compris que des alliages d'aluminiun ou de l'aluminium en combinaison avec d'autres métaux susceptibles d'altérer ses propriétés, peuvent être employés en remplacement de l'aluminium seul.
Par exemple, des alliages d'aluminium et de chrome et d'aluminium et de silicium, sont par eux-mê- mes de bons agents résistant à la chaleur et dans quel- ques cas, il peut être reconnu avantageux de déposer un tel alliage sur l'article à enrober, au lieu d'alumi- nium.
En outre, il est également possible d'employer de l'aluminium contenant un certain pourcentage de cui- vre, parce qu'il formera un alliage plus facile avec un objet à protéger consistant essentiellement en cui- vre. Il est bien connu, en outre, que si l'aluminium contient une trace de sodium, des enrobages formés sur métal tendent mieux à former alliage avec lui. Ces procédés sont bien connus de tous les métallurgistes et n'ont pas besoin d'être expliqués plus longuement.
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Process for protecting against oxidation, deterioration or corrosion, articles made of oxidizable metals or metal alloys "
The present invention relates to a process for protecting, by means of an aluminum coating, against oxidation, deterioration and corrosion, objects or articles made of iron, steel and similar oxidizable metals or metal alloys. .
It is known to treat metals with a view to rendering them non-oxidizable, by heating them in a non-oxidizing atmosphere, in contact with aluminum powder alone, or in contact with a powdered mixture containing l. aluminum and aluminum oxide, following the calorization process.
In the specification of the English Patent 204.384, it was mentioned that this heating process can be simplified by spraying aluninium on
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the article to be treated, by the metal spraying process known as SCHOOP.
in order to overcome the difficulties arising from an excessively weak cohesion in the structure of the coated metal resulting in insufficient cohesion or adhesion of the individual metal particles, between them and with the mitai, it has been proposed in the above descriptive memory mentioned, to make use of the alumina-thermal reaction
The inventors have tried in practice to overcome the above-mentioned difficulty by first spraying a layer of aluminum on the material to be coated, then subjecting the layer of aluminum to heat treatment and by coating the object again after the heat treatment, with a layer of aluminum.
All these methods require, however, a certain number of operations and in practice it is necessary to save time as much as possible, when it is necessary to treat a very large number of objects to achieve for example Coating of superheater, hearth, cooling tubes, engine hearths, furnaces, crucibles, retorts, fire bars, gasoline parts and many other objects.
The present invention contemplates a simple process which enables articles of the type described above to be formed with a protective layer or covering containing aluminum, which layer is not porous, which adheres firmly to the metal of the material. base and which forms an integral part of this metal, which cannot be easily removed by mechanical or chemical means and which is held for a long period of time.
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The present invention consists in forming on the cleaned article to be coated a very thin deposit of aluminum (which normally offers little protection against heat and oxidation at high temperature. ) and providing the articles thus coated with a layer of a substance or composition capable, on being heated, of forming a firmly adherent deposit of a reducing substance. The artiole thus treated is heated to a temperature close to the melting point of aluminum (about 650 C.) and following this scaffolding the light deposit of aluminum will adhere firmly to the base metal and there is instead of supposing that it will form an alloy with this base metal.
By practically carrying out the process, the articles to be coated with aluminum, for example iron or steel artioles, are first treated with a sandblast, and are then covered with a layer of aluminum. aluminum, preferably employing the SCHOOP metal spraying process in the usual manner, so as to produce on the articles a layer of 0.012 to 0.015 cm. aluminum. This thin layer of aluminum, - which in the usual way even if it is subjected to the heat treatment, gives very little protection against heat and oxidation at high temperature, - is then coated with a carbon-based material such as carbon black, capable of forming an adherent carbon deposit on heating for a short period of time.
If heating is continued for a few minutes, at a temperature of around 650 C., the aluminum will adhere firmly to the iron and provide a protective surface against corrosion and deterioration for long periods of time. .
A bitumastic paint, that is to say a solution
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tion of bitumen in oils has been found to be very useful in effecting deposit formation on the thin aluminum layer, because at prevailing temperatures bitumen is breeze and leaves a carbon-based film. Instead of bitumen paint, resin or a solution of resin, oil, grease or grease waste, or the like can be used.
It is also possible, in certain cases, to use a reducing compound, a mixture of carbon and graphite. However, in some cases it may be advisable to employ the reducing agent in admixture with borax or other suitable fluxing, fusible compounds.
The heat treatment of the article or object need only be carried out when it is in use or in service. This saves time and labor, since in the old processes it was always necessary to subject the articles to the heat treatment, immediately after the spraying of the aluminum and, if desired, to subject the articles to the heat treatment. in the article a further spraying while it was in the hot state.
After the article was sandblasted, sprayed to produce a thin film of aluminum, covered with a biotastic paint, or dipped in waste oil and the like, and heated for one or two minutes, all of the carbon is practically disappeared and the finished article then assumes a dark gray color, giving it the appearance of an article treated by the heat transfer process.
A great advantage of the process forming the subject of the present invention is that large objects, such as parts of gasifiers,
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annealing furnaces, hearth tubes or boilers and temperature exchangers, can be coated with a protective layer of aluminum "in situ", first forming on the cleaned object intended to be protected, a very thin deposit of aluminum, which normally offers little protection against heat and oxidation at high temperature, and by forming on this thin deposit of aluminum, for example by painting, a layer of a substance or composition liable, when heated, to form a firmly adherent deposit of a reducing substance,
the decomposition of this coating layer not taking place and the energetic adhesion of the aluminum to the metal of the object only taking place when the object, furnace or apparatus, is ready for use.
There is no need to explain here the theory of the action of the carbon-based material deposited on the aluminum deposit, when it is subjected to a temperature close to the melting point of aluminum, or if the carbon-based material is absorbed or adsorbed by iron or steel, or if this material helps the aluminum to flow by reducing the surface tension, or if it reduces the oxide formed around the small particles of aluminum, or if the carbon-based material forms an atmosphere of carbon monoxide, which keeps the iron perfectly free of oxides, so as to allow the aluminum to form an alloy with iron, or if any other theoretical action occurs,
It should however be understood that the method indicated above for the practical implementation of the invention is only given by way of example and that modifications can be made to it without thereby departing from the scope of the invention.
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The inventors also want it to be understood that aluminum alloys or aluminum in combination with other metals capable of altering its properties can be used as a replacement for aluminum alone.
For example, alloys of aluminum and chromium and aluminum and silicon are in themselves good heat resistant agents and in some cases it may be recognized as advantageous to deposit such an alloy. on the article to be coated, instead of aluminum.
In addition, it is also possible to use aluminum containing a certain percentage of copper, because it will form an easier alloy with an object to be protected consisting essentially of copper. It is well known, moreover, that if aluminum contains a trace of sodium, coatings formed on metal tend better to alloy with it. These methods are well known to all metallurgists and do not need to be explained further.
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