Récipient La présente invention concerne un récipient.
Il est connu de fabriquer divers articles en alu minium joints à un métal différent. Les propriétés de conduction thermique de l'aluminium sont extrê mement désirables dans divers récipients conduc teurs de la chaleur, dans lesquels certaines matières peuvent être chauffées, comme des ustensiles de cui sine. Toutefois, l'utilisation de l'aluminium dans ces applications est souvent limitée du fait qu'il est mou et qu'il a une activité chimique assez élevée. Une combinaison, particulièrement désirable dans la fabri cation de récipients destinés à chauffer diverses matières, est un garnissage intérieur en un métal rela tivement inerte, comme de l'acier inoxydable, joint à un élément extérieur en aluminium, pour assurer de bonnes propriétés de chauffage.
Les produits auxquels est joint l'aluminium sont normalement fabriqués d'une des manières suivantes a) On moule directement de l'aluminium en fusion sur une surface propre d'un métal différent, ce qui est un procédé relativement onéreux, b) on met en contact une plaque d'aluminium avec une surface d'un métal différent dont le point de fusion est supérieur à celui de la plaque d'alumi nium, ensuite on chauffe ce métal différent et la plaque d'aluminium jusqu'à ce que cette der nière fonde en contact avec le métal, puis on la laisse se refroidir, mais ce procédé s'est révélé peu -sûr et il nécessite un matériel lourd, c) on chauffe,
on met en contact et l'on presse l'une contre l'autre des feuilles distinctes d'aluminium et d'un métal différent, mais ce procédé qui est censé les joindre donne un pourcentage relative- ment élevé de produits qui ne sont pas unifor mément joints.
Ces procédés nécessitent habituellement un tra vail important de finition, les articles formés par ces procédés sont relativement grossiers et il faut les finir mieux avant qu'ils soient prêts pour être vendus et utilisés. Le récipient selon la présente invention peut être fabriqué à des températures et des pres sions faciles à obtenir et avec un matériel relative ment classique.
Ce récipient comprend au moins une paroi for mée d'une feuille d'aluminium ou d'un alliage d'alu minium et d'une feuille d'un métal différent, et est caractérisé en ce que ledit métal différent est du cui vre, du fer, du nickel, du titane, du zirconium, de l'acier ou un alliage de ces métaux et en ce qu'une couche d'aluminium pulvérisé est disposée sur une surface d'une partie de la feuille de métal différent de manière à assembler fortement la feuille d'alumi nium ou d'alliage d'aluminium avec la feuille de métal différent.
Le dessin illustre à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une coupe d'une partie d'un réci pient sur laquelle de l'aluminium est projeté par pulvérisation avec un chalumeau.
La fig. 2 est une coupe d'une presse dans laquelle sont disposées ladite partie de récipient chauffée et pulvérisée avec de l'aluminium et la plaque d'alumi nium chauffée qui doit y être jointe.
La fig. 3 est une coupe du récipient après appli cation d'une pression.
La fig. 4 est une coupe du récipient de la fig. 3 une fois fini. Les fig. 1 à 4 représentent un récipient lorsque l'un des métaux est de l'aluminium devant être joint à la surface d'un autre métal ayant un point de fusion supérieur à celui de l'aluminium.
La fig. 1 représente une partie du récipient en métal différent de l'aluminium sur la surface de laquelle est appliquée une couche 2 d'aluminium à partir d'un pistolet-chalumeau 3.
La fig. 2@représente la partie de récipient 1 com portant alors une couche 2 d'aluminium sur sa sur face inférieure externe, disposée dans une presse, une feuille 4 d'aluminium relativement épaisse ayant un diamètre un peu inférieur à celui du récipient étant placée sur une couche 2 pulvérisée à la flamme. Les éléments constitutifs sont supportés sur le poinçon inférieur 5 d'une presse ayant une surface supé rieure plate, la matrice supérieure 6 de la presse ayant un diamètre un peu supérieur à celui du réci pient 1, ce qui laisse un faible dégagement sur le pourtour du récipient, cette matrice étant légèrement convexe à sa partie centrale.
La fig. 3 représente le récipient après la joue- tion de la couche épaisse d'aluminium 4 à la sur face sur laquelle fut établie la couche d'aluminium 2 projeté au chalumeau, le bord 7 de la feuille d'alu minium 4 coïncidant alors approximativement avec le côté de la partie 1 du récipient du fait de son fluage sous pression qui est nécessaire pour accompagner sa jonction.
La fig. 4 représente le récipient de la fig. 3 après finition. Le procédé de fabrication de ce récipient est basé sur la découverte que, dans certaines conditions, même une feuille relativement épaisse, ou une pla que, d'aluminium peut être jointe à une feuille faite d'un métal différent à des températures facilement atteintes et à des pressions relativement faibles.
Les pressions en cause sont généralement de l'ordre d'environ quelques centaines de kg/cm2. Toutefois, ceci est exprimé d'une manière plus définie dans la diminution de l'épaisseur de la feuille ou de la pla que d'aluminium au cours de sa jonction avec le métal différent. La pression utilisée doit être telle qu'elle provoque un certain fluage, ou agrandisse ment de surface, latéral et qu'elle réduise l'épaisseur de la plaque plus ductile d'aluminium de moins de 8 0/o et de préférence de moins de 5 %, mais au moins de 1 c/o, auxquels s'ajoute la réduction supplé mentaire de l'épaisseur de la couche d'aluminium pulvérisé.
Une mise en oeuvre est la suivante. Une feuille du métal différent de l'aluminium qui peut avoir la forme générale désirée du récipient, comme une cas serole ou poêle, est traitée sur la surface à laquelle la feuille ou plaque d'aluminium doit être fixée, pour enlever la quasi-totalité des matières étrangères pou vant s'y trouver. Le procédé de nettoyage peut être mécanique, comme une abrasion, il peut être chimi- que, comme une action détergente, ou il peut consis ter en un lavage dans un solvant, ou une combinai son de ces procédés.
Il faut que le métal différent ait un point de fusion qui ne soit pas inférieur à celui de l'aluminium, ou que sa chaleur de fusion commençante ne soit pas inférieure à celle de l'alu minium, qui doit y être joint. Parmi les métaux qui sont particulièrement préférés pour être utilisés figu rent la fonte d'acier en feuille, l'acier inoxydable, le titane et ses alliages, le cuivre et des alliages de cui vre, le nickel et les alliages de nickel, ou le zirco nium métallique ou un alliage de celui-ci.
Le métal différent est revêtu d'une couche mince d'aluminium projeté par un procédé provoquant l'adhérence d'une couche mince d'aluminium à une surface et consis tant d'une manière générale à projeter de l'aluminium en fusion qui est destiné à constituer la couche, sous forme de particules finement divisées dans un cou rant de gaz très chaud avec une force telle que les petites particules soient effectivement fondues sur la surface sur laquelle elles sont projetées.
On peut utiliser un gaz inerte pour protéger la surface sur laquelle le courant oxy-acétylénique contenant les particules d'aluminium est projeté pendant cette appli cation, mais un tel gaz inerte n'est pas indispensable. La surface couverte par le métal projeté peut être limitée à une partie particulière de la surface à l'aide de moyens classiques, ,par exemple par masquage de la partie restante.
On coupe une feuille, ou une plaque, ébauchée d'aluminium aux dimensions et à la forme approxi matives de la surface à laquelle elle doit être jointe. Elle a habituellement, et de préférence, une épaisseur comprise entre environ 2,5 mm et moins de 6,35 mm, bien qu'on puisse utiliser des feuilles d'aluminium plus épaisses ou plus minces. On nettoie également cette feuille ou plaque pour enlever les matières étrangères de la surface à joindre, cet enlèvement se faisant de manière mécanique, chimique ou avec un solvant.
On chauffe alors la feuille d'aluminium et le métal de support différent qui est revêtu d'une cou che d'aluminium d'une épaisseur comprise entre 0,025 et 0,25 mm, et de préférence de 0,10 mm, à la suite de la projection au chalumeau, jusqu'à une température atteignant le point de fusion commen- çante de l'aluminium ou de l'alliage d'aluminium par ticulier qui est traité. De préférence, les pièces sont chauffées jusqu'à au moins 2880 C et habituellement 3990 C. L'ébauche en aluminium est de préférence une pièce de métal laminé, mais elle peut être obte nue par moulage.
Une feuille d'aluminium laminée est préférée "parce que son point de fusion est d'envi ron 280 C supérieur à celui des alliages d'aluminium habituels à partir desquels la plaque d'aluminium aurait été moulée. Après mise en contact des deux pièces, une pression suffisante est appliquée pour que l'épaisseur de la plaque d'aluminium soit réduite d'au moins 1 0/0, de préférence d'environ 5 0/0, et de moins de 8 0/o, plus une certaine diminution d'épaisseur de l'aluminium projeté. On obtient ainsi une jonction exceptionnellement bonne entre les deux pièces @de métal.
On préfère habituellement éliminer les contrain tes du produit ainsi formé, en le chauffant jusqu'au point de fusion commençante de l'aluminium, en général au-dessus de 288o C et, de préférence, envi ron 3990 C, pour éliminer les contraintes, après quoi on le laisse se refroidir lentement jusqu'à la tempé rature ambiante. Une fois que le produit s'est refroidi jusqu'à la température ambiante, on le place dans un bain caustique contenant une solution aqueuse de 5 à 15 0/o d'hydroxyde de sodium ou d'hydroxyde de potassium, ce qui enlève les petits fragments épars d'aluminium qui proviennent de la projection et qui ont pu tomber sur des parties du métal différent à des endroits non désirés.
On rince le produit ainsi nettoyé, on le laisse sécher et on le finit en meulant à la courroie les bords de la jonc tion entre les feuilles du métal différent et la feuille d'aluminium qui a été jointe.
Ce procédé est particulièrement désirable du fait qu'il conserve l'aluminium en utilisant un peu plus que la quantité nécessaire pour recouvrir la partie désirée du récipient. La jonction se fait à une pres sion relativement basse. La diminution de l'épaisseur de la plaque d'aluminium est relativement faible, environ 5 0/0 et au maximum 8 0/0. En outre, le pro cédé est avantageux, du fait que l'importance de la finition nécessaire du récipient est inférieure à celle qu'exigent les procédés classiques pour obtenir une telle jonction.
A titre d'exemple spécifique du procédé décrit ci-dessus, un récipient comprenant un corps en acier inoxydable, à la surface inférieure externe duquel était jointe une feuille faite d'un alliage d'aluminium, fut formé de la manière suivante.
Une feuille d'acier inoxydable 18-8 du type 302 fut utilisée pour former le corps d'une poêle ayant une épaisseur de paroi de 0,63 mm. Ce corps de poêle en acier inoxydable fut chauffé jusqu'à une température de 3710 C et il reçut sur sa surface chauffée un revêtement projeté adhérent de 0,10 mm d'épaisseur d'un alliage d'aluminium 25 ou d'un alliage AA-1100. Tout le corps de la poêle, à l'exception du fond, fut masqué et la partie décou verte du fond reçut un revêtement d'aluminium au moyen d'un fil de ce métal avancé dans un pistolet Schoop chauffé avec de l'acétylène et de l'oxygène.
Une ébauche en alliage d'aluminium AA-1100 de 3,17 mm d'épaisseur fut coupée à la dimension du fond du corps de la poêle, planée et nettoyée avec une courroie abrasive sur son côté destiné à être joint, et le support ayant reçu une pulvérisation d'alu minium ainsi que l'ébauche furent chauffés jusqu'à 426,60 C. La matrice utilisée pour exercer la pres sion sur l'ébauche d'aluminium comportait un léger bombement vers le centre de la matrice, ce qui sur élevait le centre de cette dernière d'environ 0,25 mm à partir de son bord auquel elle se raccordait par une courbure douce. Ce profil avait pour but de chasser à l'extérieur de l'air pouvant se trouver entre l'ébauche et le métal différent, avant l'application de la force totale de la pression à ces éléments.
A titre de variante, au lieu d'utiliser une matrice légèrement concave vers son centre, destinée à venir en contact avec la feuille ou la plaque d'aluminium à joindre, on peut préformer la feuille (ou la plaque) d'aluminium elle-même de manière qu'une de ses surfaces (ou ses deux surfaces) soit un peu concave et que la matrice elle-même soit plate. Une carac téristique importante de l'utilisation d'une feuille ou plaque d'aluminium préformée réside dans le fait qu'au moins une de ses surfaces est concave et que cette surface peut être celle qui est en contact avec la couche d'aluminium projetée au chalumeau sur le corps du récipient.
La pression est appliquée avec une force suffisante pour que l'épaisseur de l'ébauche d'aluminium soit diminuée de 1 0/o à 8 0/0, et de pré férence de 5 0/o. On chauffe le récipient ainsi formé jusqu'à ce que la partie constituée par la plaque d'aluminium atteigne une température de 399 C et on laisse alors refroidir à la température ambiante. On plonge la poêle refroidie pendant quelques minu tes dans une solution caustique contenant 100 g d'hydroxyde de sodium par litre d'eau, ce qui enlève complètement les petits fragments d'aluminium pro venant de l'opération de pulvérisation et qui se trou vent à l'extérieur de la zone ayant été jointe. La poêle est ensuite polie en meulant à la courroie la surface sur laquelle la feuille d'aluminium et le corps de la poêle sont joints.
Un récipient utilisable comme ustensile de cuisine peut avoir un corps en aluminium thermoconducteur joint par chacune de ses faces à une couche protec trice relativement mince d'acier inoxydable avec uti lisation de deux feuilles d'acier inoxydable, ayant chacune envron 0,25 mm d'épaisseur pour constituer les couches extérieures, et d'une feuille intérieure d'aluminium d'une épaisseur d'environ 3,17 mm, avec une température de jonction d'environ 3431, C. Il n'est pas nécessaire d'appliquer de l'aluminium pul vérisé sur l'une ou l'autre face de la feuille d'alumi nium, et la couche d'aluminium projeté sur la face intérieure de chacune des feuilles en acier inoxydable a une épaisseur d'environ 0,12 mm.
On peut embou tir une telle feuille composite de 3,65 mm d'épaisseur pour en faire une marmite, une casserole ou une poêle.