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PROCEDE POUR REPARTIR-PAR FUSION-LA. COUCHE D'ETAIN'SUR'DES'TOLES'ET
EMI1.1
FEUILLARDS ETAMES GADVANIQUEMENTe
On sait qu'il est possible d'améliorer le brillant, le pouvoir ré- flecteur et la résistance à la corrosion des feuillards et des tôles étamées galvaniquement en réchauffant, après l'électrolyse, le feuillard ou la tôle pendant un court intervalle à une température dépassant de fort peu la tempé- rature de fusion de l'étain, puis en le refroidissant brusquement.
Des recherches systématiques très étendues ont montré que les inconvénients suivants s'attachent à ce procédé connu de répartition par fu- sion de l'étain.
Dans la courte période ou s'opère la répartition par fusion de la couche d'étain déposée galvaniquement, il ne se forme pas une couche unifor- mément répartie; l'étain s'accumule plutôt par endroits, forme une surface supérieure inégale, fortement ondulée. avec une quantité d'agglomérations sé- parées entre lesquelles se trouvent des régions pauvres en étain.
Comme conséquence le pouvoir réfléchissant du fer blanc, comme aussi sa résistance à la corrosion sont fortement altérés. Cette accumulation par places de la couche d'étain liquide pendant l'opération de répartition par fusion provient de ce qu'une partie de l'hydrogène absorbé pendant les opérations de décapage et de galvanisation séchappe et produit des bulles à la surface liquide de l'étain. Ce processus est encore accentué par le fait que des résidus¯de liquide électrolytique et d'acide qui se sont accumulés dans les pores du revêtement sous l'action des forces capillaires et qui n'ont pu être éliminés en quantité suffisante par le lavage et le séchage des tôles et feuillards après l'électrolyse, provoquent la formation de vapeur dans la couche d'étain fluide.
Ces dégagements de gaz et de vapeur produisent pendant la répartition par fusion des rugosités en forme de cratères sur la surface supérieure de l'étain.
Enfin, on doit noter que la répartition par fusion du revêtement d'étain ne peut être accomplie que pendant une durée très courte, en raison
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du danger de l'oxydation des tôles ou feuillards et aussi en raison du danger de production d'agglomérations dans la couche d'étain liquide. Dans ce ré- chauffage de courte durée, il ne se produit pas, comme pendant l'étamage à chaud, une mince couche d'alliage (alliage de fer et d'étain) entre le métal de revê- tement et le métal de support. Les essais ont montré que la formation de cette couche intermédiaire d'alliage constitue un postulat pour un bon mouillage de la couche supérieure du fer par l'étain liquide et également un postulat pour éviter l'agglomération de la couche d'étain en petites gouttes et la pro- duction d'un revêtement uniforme présentant peu de pores.
Il résulte clairement de cette étude que le procédé de répartition par fusion employé jusqu'ici ne peut pas donner une structure satisfaisante au revêtement d'étain.
Dans le procédé conforme à l'invention, les tôles ou feuil-lards de fer étamés galvaniquement sont tout d'abord dans un premier stade, réchauf- fés à une température comprise entre 120 C et la température de fusion de l'é- tain, de préférence dans le voisinage immédiat de cette température, puis seu- lement, dans un second stade, pour produire la répartition par fusion, réchauf- fés à une température supérieure à la température de fusion de l'étain. Ce nouveau procédé de répartition par fusion de la couche d'étain fournit des tô- les et feuillards étamés ayant un grand éclat et une grande résistance à la cor- rosion.
Dans la premier stade de réchauffement, les souillures préjudicia- bles provenant de l'électrolyse sont éliminées, ce réchauffement préliminaire provoquant le dégagement de l'hydrogène, de la vapeur d'eau et des résidus provenant du liquide électrolytique. De cette façon, les surfaces de contact entre le fer et la couche d'étain ainsi formées sont plus nettes. Le préchauf- fage à une température inférieure à celle de la fusion de l'étain, à 200 C en- viron, par exemple, entraîne de plus la formation d'un mélange de cristaux (combinaison entre métaux), c'est-à-dire la formation de la couche d'alliage fer-étain mentionnée plus haut.
C'est seulement après que les impuretés signa- lées ont été éliminées et que la couche d'alliage a été formée que sont réa- lisées les conditions requises pour la répartition uniforme par fusion de la couche d'étain. Cette répartition, aux termes de l'invention, se réalise dals un second stade de réchauffement, au cours duquel les tôles ou feuillards sont réchauffés au-dessus de la température de fusion de l'étain (228 pour l'étain pur), par exemple à une température de 240 C.
Le dessin représenté à titre d'exemple, une application du nouveau procédé et montre les résultats obtenus.
La fig. 1 représente un dispositif pour le préchauffage et la ré- partition par fusion de l'étain sur des feuillards étamés galvaniquement.
La fig. 2 est une micrographie d'un fer blanc obtenu par le pro- cédé déjà connu.
Les figures 3 - 5 sont des micrographies d'un fer blanc obtenu par le nouveau procédé.
A la figure 1, le feuillard 1, nettoyé et séché à la sortie du bain galvanique, est conduit dans le sens de la flèche A, à travers une installation de chauffage 2 dans laquelle s'opère le préchauffage du feuillard qui a été indiqué plus haut. Le feuillard étamé est ensuite dirigé à travers une secon- de installation de chauffage 3 dans laquelle s'effectue la répartition de l'é- tain par fusion, puis le refroidissement accéléré (la trempe) du feuillard s'effectue de la façon connue.
Le traitement ultérieur, c'est-à-dire le réchauffement du feuil- lard (ou de la tôle) étamé à une température supérieure à celle du point de fusion de l'étain, ne sera pas non plus effectué en une seule fois, comme c'était l'habitude mais plutôt en deux paliers de réchauffement.
Il est donc caractéristique pour la marche passagère du chauffage d'un feuillard ou d'une tôle étamée traités suivant le nouveau procédé que, dans la courbe de la tem- pérature en fonction du temps, un palier de température c'est-à-dire un ra- lentissement de la vitesse d'échauffement, apparaît nettement juste au-dessous
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du point de fusion de la couche d'étain,
Le feuillard étamé peut, par exemple être réchauffé par induction, c'est-à-dire conduit sur des bobines parcourues par un courant alternatif de haute ou moyenne fréquence.
On peut également prévoir, pour les deux paliers de température 2 et 3, un chauffage électrique par résistance, en faisant pas- sér le feuillare ou la tôle par leurs bordures latérales sur des rouleaux de contact : ainsi, le circuit sera fermé par le feuillard ou la tôleo Eventuel- lement, il est possible de produire le réchauffement d'une façon différente, par exemple par un chauffage au gaz. On peut aussi employer des modes de chauf- fage différents pour les deux paliers de température.
Dans le premier palier de chauffage , 2, le feuillard ou la tôle est porté à une température qui, d'une part est inférieure au point de fusion de la couche d'étain mais, d'autre part, est supérieure à 120 C. Dans le se- cond palier de chauffage 3, le feuillard ou la tôle est amené à une tempéra- ture supérieure au point de fusion de l'étain. I- convient donc de réchauf- fer plus longuement les feuillards ou les tôles dans le premier palier 2 (quel- ques secondes par exemple) mais d'effectuer la répartition de l'étain par fu- sion pendant un temps beaucoup plus court (une fraction de seconde par exemple) pour le second palier, de sorte que la durée du chauffage préliminaire s'élève à plusieurs fois la durée de la répartition de l'étain par fusion.
Une durée plus grande du chauffage préalable pendant le palier 1 est nécessaire pour la. formation d'alliages et également pour laisser aux gaz qui se dégagent (parti- culièrement de l'hydrogène et de la vapeur d'eau) le temps suffisant pour dif- fuser hors de la surface supérieure du feuillard et du revêtement d'étain.
La vitesse de déplacement du feuillard ou de la tôle peut, par conséquent, être très grande, par exemple de 500 mètres à la minute, tandis que les durées des deux paliers de réchauffement, 1 et 2, seront choisies en proportion.
Les micrographies des figures 2 à 5 montrent à un plus fort gros- sissement, la surface supérieure d'un feuillard (ou d'une tôle) etamé galva- niquement avec un revêtement d'étain de-10 g/cm2. Le feuillard (ou la tôle) étamé représenté à la figure 2, a été traité par le procédé connu de réparti- tion par fusion de l'étain. La micrographie montre de fortesagglomérations localisées dans la couche d'étain ce qui produit un revêtement d'étain ondulé et très inégal.
Les échantillons des figures 3,4, 5 ont été traités par le procé- dé qui fait l'objet de la présente invention. Ils ne diffèrent que par des du- rées variables du réchauffement préliminaire. Le chauffage préliminaire de l'échantillon de la figure 4 a été plus long que celui de la figure 3, et le chauffage de l'échantillon de la figure 5 a été à son tour plus long que celui de l'échantillon de la figure 4. Il est visible que les échantillons qui ont été traités par le nouveau procédé présentent une surface supérieure beaucoup plus uniforme,'que l'échantillon de la figure 2 et que l'affinement de la struc- ture de la face supérieure s'accroît avec le réchauffement préalable.
Un autre avantage du nouveau procédé est qu'il suffit d'une durée infiniment plus réduite pour la répartition de l'étain par fusion. Cela ré- sulte de ce aue le feuillard (ou la tôle) est d'abord soumis à un chauffage préliminaire à 200 G par exemple puis qu'ensuite, en raison de sa nature i 1 ne nécessite pour le second palier, qu'un très court réchauffement ulté- rieur pour être amené à 2400 C environ, c'est-à-dire à la température de ré- partition de l'étain par fusion. Enfin, en raison de cette importante ré- duction de la durée de l'opération de répartition de l'étain par fusion propre- ment dite, les agglomérations dans la couche d'étain qui se produisaient avec les procédés connus, sont très efficacement empêchées.