BE897811A

BE897811A - Toles d'aciers revetues perfectionnees

Info

Publication number: BE897811A
Application number: BE6/47877A
Authority: BE
Inventors: R Bruno; Memmi
Original assignee: Zincroksid Spa
Priority date: 1983-03-21
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1984-01-16
Also published as: IT8347949A0; AU560896B2; IL69213A; DE3329754A1; US4511633A; GB2136827B; IT1212859B; IL69213A0; CA1239898A; ES525739A0; FR2543168A1; DE8323700U1; GB2136827A; ES8406572A1; SE8304752D0; ATA406783A; YU43325B; BR8305920A; FR2543168B1; AT381278B

Abstract

Tole d'acier galvanisée et protégée par une couche de chrome métallique et d'oxydes hydratés de chrome, déposée par électrolyse. Le chrome métallique est déposé en particules extrement fines. De cette manière et au moyen d'oxydes de chrome qui recouvrent et protègent les couches sous-jacentes, on obtient un produit dont la résistance à la corrosion est notablement améliorée. Application à la fabrication de carrosseries d'automobiles.

Description


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  Titre : TOLES D'ACIER REVETUES PERFECTIONNEES. 



  Priorité : demande de brevet déposée en Italie le
21 mars 1983 sous le   n    47949 A/83 au nom de
Centro Sperimentale Metallurgico S. p. A. 

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  Tôles d'acier revêtues perfectionnées. 



   La présente invention concerne des tôles d'acier revêtues perfectionnées ; elle concerne plus particulièrement des tôles d'acier galvanisées, qui sont protégées ultérieurement par une couche de chrome métallique et d'oxydes hydratés de chrome, déposée sur le zinc par électrolyse. 



   Des produits analogues ont déjà été amplement décrits dans la littérature, comme par exemple dans le brevet français 2 053 038, dans le brevet britannique 1 331 844 et dans le brevet japonais 47-29233. Les caractéristiques de résistance à la corrosion de ceux-ci, qui sont décrites dans la littérature et confirmées par des essais qui ont été effectués pendant la recherche qui a mené à la présente invention, sont bonnes, mais, dans certains cas, elles ne répondent pas encore aux exigences standards demandées pour des applications particulières. Il existe par exemple, dans le monde, pour divers motifs, une tendance visant à utiliser des bandes d'acier de haute résistance ayant une épaisseur moindre que celles qui sont utilisées à présent dans la construction des carrosseries d'automobiles.

   Cependant, la résistance à la corrosion de ces aciers est comparable à celle des aciers au carbone normaux qu'ils visent à remplacer. Par conséquent, étant donné que la tôle est plus mince, des dommages de corrosion sérieux, tels qu'une perforation, peuvent se présenter après un laps de temps plus courts. 



   De manière analogue, des formes de corrosion sérieuses peuvent se présenter très rapidement dans certaines parties des carrosseries d'automobiles, telles que le plancher et les parties inférieures en général qui sont particulièrement exposées aux effets nuisibles de l'humidité stagnante et du sel utilisé comme agent de dégel en hiver. De ce fait, l'acier utilisé pour construire des 

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 carrosseries doit donc être encore plus résistant à la corrosion ; une première solution était la galvanisation, mais il y a quelques problèmes que les experts connaissent bien, tels que les difficultés de soudage, le fait que les produits de corrosion du zinc provoquent l'écaillement de la peinture, le problème des joints mixtes etc... 



   Ces inconvénients des tôles galvanisées ont été partiellement vaincus par un revêtement ultérieur à base de chrome et d'oxyde de chrome. Cependant, les produits de ce type n'ont pas encore été adoptés pour diverses raisons, telles que l'existence de tôles prépeintes sur le marché ; à l'origine, ceci a été retenu comme idéal, mais, depuis, il y a eu d'autres objections comme le coût plus élevé et particulièrement le fait que la résistance à la corrosion de ces produits n'est pas suffisante pour satisfaire aux exigences plus poussées à cet égard. 



   Le but de la présente invention vise à fournir une tôle galvanisée, protégée ultérieurement par une couche de chrome et d'oxydes hydratés de chrome, qui est relativement bon marché et dont la résistance à la corrosion est sensiblement supérieure à celle de revêtements analogues décrits dans la littérature. 



   Le mécanisme suivant lequel ce type de produit atteint des résistances élevées à la corrosion peut être schématisé comme suit. Le zinc est sacrifié par rapport à l'acier et exerce ainsi une bonne protection ; cependant, les produits de corrosion du zinc sont quelque peu incohérents et provoquent l'écaillement de la couche de peinture. En outre, dans certains cas - par exemple dans le cas de joints mixtes-l'alcalinisation locale est favorisée par la présence d'eau ou d'humidité dans des zones faiblement ventilées et il s'en suit une saponification et un écaillement de la peinture. Le chrome protège le zinc dans ces situations ; 

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 cependant, la couche de chrome est extrêmement mince en raison de son coût élevé et de ce fait elle ne procure pas un revêtement parfait du zinc.

   Les oxydes de chrome précipitent sous forme colloïdale, remplissent les vides laissés par le chrome et protègent également celui-ci. 



   Dans les produits décrits jusqu'à présent dans l'état de la technique, les couches de chrome et d'oxydes de chrome sont extrêmement minces. Les essais qui ont été effectués sur les produits obtenus suivant les procédés décrits ont révélé que la couche de chrome est composée d'un certain nombre de particules de chrome relativement grossières, d'une moyenne d'environ 0, 1 micron, qui laissent entre elles de grandes surfaces non couvertes. La couche d'oxydes hydratés complexes couvre le tout, mais elle est assez soluble dans un milieu alcalin et est, par conséquent, sensible à l'alcalinisation locale mentionnée ci-dessus. 



   Suivant la présente invention, au lieu de cela, la couche de chrome métallique est composée de très petites particules, ayant une moyenne d'environ 0,03 micron, au moins 40 % du chrome se présentant à l'état de particules ayant une dimension maximale inférieure à 0,02 micron. En outre, la couche d'oxydes de chrome (colloïdaux non cristallins) est pratiquement insoluble dans l'eau et dans les alcalis et ne présente qu'une faible solubilité dans les acides. 



   La nature de cette couche d'oxydes de chrome est encore inconnue car une caractérisation chimique complète est impossible étant donné la faible quantité de précipité impliquée et étant donné que l'état amorphe de celui-ci ne permet pas d'appliquer les procédés d'analyse par diffraction des rayons X et par diffraction d'électrons. 

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   Cependant, en se basant sur le fait que la couche d'oxydes de chrome est insoluble dans l'eau et dans les alcalis et peu soluble dans les acides, on peut supposer qu'il s'agit essentiellement d'une forme peu hydratée de Cr203. 



   En outre, le produit est caractérisé par le fait que le dépôt de chrome et d'oxyde de chrome présente 
 EMI5.1 
 2 une teneur totale en chrome comprise entre 0, 2 et 1, 0 g/m2, 2 plus particulièrement entre 0, 4 et 0, 6 g/m2, et par une teneur en chrome métallique de 80 à 90 %, reste de chrome étant contenu dans les oxydes. 



   Grâce aux très petites dimensions des particules de chrome déposées, on obtient un revêtement excellent du zinc, même à la limite inférieure du total de chrome déposé, la dimension moyenne de la surface non couverte étant inférieure à 0,02 micron, tandis que la proportion de toute la surface de zinc non couverte est inférieure à 0,1 %. Cette valeur a été estimée par observation au microscope électronique à transmission de la couche de chrome métallique détachée du substrat de zinc. 



  On n'a pas pu constaté de rupture dans le revêtement, à un agrandissement de 60.000 fois. Le produit amélioré suivant la présente invention est très résistant à la corrosion. 



   Des échantillons d'essai de tôle suivant l'invention, plats ou emboutis (Eriksen) ont été soumis à des essais de corrosion dans une chambre à brouillard de sel (solution à 5 % de NaCl) suivant la norme ASTM B 117. 



   Les premières traces de rouille sont apparues après 900 heures sur 5 % des échantillons et, après 1200 heures, sur 20 % des échantillons, tandis que 40 % n'ont pas encore montré de traces de rouille même après 1500 heures. D'autres échantillons qui ont été peints par cataphorèse et qui ont été éraflés en croix n'ont montré aucune trace de rouilles après 2000 heures. 

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 La peinture ne s'est pas soulevée aux bords de l'éraflure, tandis que, sur les surfaces plus éloignées, aucune boursouflure ne s'est formée sous le vernis (blistering). 



  Il n'y a pratiquement pas de couple galvanique entre ce revêtement et l'acier. Des essais comparatifs (tels que ceux décrits dans la norme ASTM B 117) qui ont été effectués en utilisant des échantillons d'essai obtenus au moyen de procédés connus, indiquent que les échantillons non revêtus commencent à présenter les premiers signes de rouille après 25 heures, tandis que les échantillons peints et éraflés présentent les premiers signes après 1850 heures. La peinture commence à se soulever en certains endroits après cette période, tandis que de nombreuses petites boursoufflures (blisters) se forment à quelque distance de l'éraflure.

Claims

Revendications 1. Tôle d'acier protégée par une couche de zinc recouverte d'une couche protectrice de chrome et d'oxydes hydratés de chrome, caractérisée par le fait que le chrome métallique se compose de particules ayant une dimension moyenne d'environ 0,03 micron et qu'au moins 40 % du chrome métallique se présente sous forme de particules ayant une dimension maximale inférieure à 0,02 microns.
2. Tôle d'acier revêtue suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la couche protectrice de chrome métallique et d'oxydes hydratés de chrome présente une teneur totale en chrome comprise entre 0,2 et EMI7.1 2 1, 0 le chrome métallique représentant 80 à 90 % de cette valeur et le reste du chrome étant contenu dans les oxydes.
3. Tôle d'acier revêtue suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur totale en chrome de 2 la couche protectrice est comprise entre 0,4 et 0,6 g/m2.
4. Tôle d'acier revêtue suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la couche de chrome métallique laisse non couvertes des surfaces dont la dimension moyenne est inférieure à 0,02 micron, la proportion totale de zinc non couverte étant inférieure à 0,1 % de la surface totale.
5. Tôle d'acier revêtue suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la couche d'oxydes de chrome colloïdale et non cristalline est insoluble dans l'eau et dans les alcalis et n'est que très peu soluble dans les acides.