CH516002A

CH516002A - Procédé pour former un revêtement résistant à la corrosion sur une bande d'acier et bande d'acier revêtue par ce procédé

Info

Publication number: CH516002A
Application number: CH956566A
Authority: CH
Inventors: Brian Ashcroft Thomas
Original assignee: Int Nickel Ltd
Priority date: 1963-06-10
Filing date: 1966-07-01
Publication date: 1971-11-30

Description


  
 



  Procédé pour former un revêtement résistant à la corrosion sur une bande d'acier
 et bande d'acier revêtue par ce procédé
 Dans l'exposé du brevet principal, on a décrit un procédé dans lequel on forme un revêtement résistant à la corrosion sur une bande d'acier en appliquant une couche d'une suspension aqueuse contenant de la poudre de nickel (ou un mélange de poudre de nickel et de cuivre contenant jusqu'à 900/0 de cuivre) sur la bande, en séchant la couche de suspension, en frittant la couche séchée, en densifiant le revêtement résultant, puis en répétant les opérations de frittage et de densification. On effectue cette densification par laminage de la bande, et il est avantageux de recuire la bande après le second laminage pour renforcer sa résistance à la corrosion.



   Ce procédé permet de produire un acier portant un revêtement de nickel ayant une densité de sensiblement 1000/o, c'est-à-dire un revêtement de nickel ayant presque la densité maximum théorique (et par conséquent une porosité nulle). C'est cette haute densité qui confère la résistance à la corrosion et, pour l'obtenir par le procédé du brevet principal, quatre opérations sont nécessaires, à savoir frittage, laminage, nouveau frittage et nouveau laminage.



   La Titulaire a maintenant fait la découverte surprenante qu'il n'est pas nécessaire de fritter la couche de suspension séchée.



   Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que   l'on    applique sur la bande d'acier une couche d'une suspension aqueuse contenant de la poudre de nickel, en ce que l'on sèche la couche de suspension, en ce que   l'on    tasse la couche séchée en laminant la bande à une température élevée, mais inférieure à la température de frittage de la couche, en ce que   l'on    recuit la bande revêtue et en ce que   l'on    densifie le revêtement par laminage. L'opération qui consiste à tasser la couche séchée en la laminant à une température inférieure à la température de frittage peut être qualifiée d'opération de tassement à chaud.



   On peut voir que le procédé antérieur a été modifié par remplacement des opérations de frittage, laminage et nouveau frittage par deux opérations: le tassement à chaud et le recuit.



   D'une manière générale, le frittage se produit aux températures d'environ   7000 C    et au dessus, en sorte que le tassement à chaud doit être effectué à une température inférieure à 7000 C. La température peut être assez basse, par exemple non supérieure à 2000 C, mais est de préférence un peu plus élevée. Cependant, de l'oxydation se produit à l'air au dessus de   500     C et, à partir de cette température le tassement à chaud doit être effectué sous atmosphère protectrice ou réductrice.



  Le domaine de température allant de 250 à   6500 C    convient pour le tassement à chaud sous atmosphère réductrice.



   Si une pression suffisamment forte est appliquée pendant le tassement à chaud et si la température est suffisamment élevée, on constate que les particules de poudre se lient les unes aux autres et à la bande, bien qu'une pression excessive provoque un fissurage de revêtement, même s'il colle à la bande. La pression requise dépend de l'épaisseur de la bande et de la grosseur des cylindres, et elle varie sensiblement en fonction de la racine carrée de l'épaisseur de la bande et du diamètre des cylindres. Elle peut être déterminée facilement par l'expérience.



   Le recuit de la bande revêtue est effectué de préférence entre 600 et 7000 C, c'est-à-dire en dessous de la température à laquelle un frittage notable se produit.



   Le laminage de densification se fait de préférence à froid.



   Ce laminage a froid peut être effectué en deux ou plusieurs stades, la bande revêtue étant recuite entre les laminages successifs. Par exemple, le revêtement peut être tassé jusqu'à 70 à   85 /1)    de la densité maximum théorique dans un premier stade, puis à la densité maximum dans un second stade.



   Le laminage à froid introduit inévitablement des tensions dans le revêtement de la bande, et on sait qu'une matière sous le témoin est plus facilement atta  quée par la corrosion qu'une matière qui ne l'est pas.   I1    est donc préférable de soumettre la bande d'acier revêtue à un traitement de recuit final qui élimine les tensions éventuelles dans le revêtement, et renforce ainsi la résistance de la bande revêtue à la corrosion.



   Grâce à l'invention, on évite la nécessité de chauffer la bande à la température de frittage. Le recuit peut néanmoins être effectué à des températures plus élevées, par exemple jusqu'à   800"    C, mais alors il en résulte également un frittage, et les avantages économiques du travail aux températures inférieures sont perdus. De même, la bande peut être laminée à chaud au lieu d'être laminée mais il n'est nécessaire à aucun moment de chauffer la bande au dessus de 7000 C pour atteindre une densité de sensiblement 1000/o.



   La bande d'acier revêtue par le procédé selon l'invention présente de bonnes propriétés de résistance à la corrosion. On a cependant constaté que ces propriétés peuvent être encore améliorées lorsque la bande portant la couche de suspension séchée est chauffée à une température comprise entre 500 et   6500 C,    c'est-à-dire aussi haute que possible sans atteindre la température de frittage de la couche séchée, avant l'opération de tassement à chaud.



   La composition de la suspension et les manières de l'appliquer sur la bande peuvent être les mêmes que dans le brevet principal. Comme précédemment, la suspension doit tout d'abord être séchée à basse température, et il est important de ne pas la faire bouillir pendant le séchage. La suspension contient de préférence un liant, qui lie la poudre de nickel dans la couche de suspension formée sur la bande, et en outre facilite la mise en suspension de la poudre. Ce liant peut être une méthylcellulose. Lorsqu'une méthylcellulose est présente dans la suspension, il faut chauffer la couche de suspension séchée sur la bande pour chasser cette méthylcellulose; ceci peut être effectué au cours d'un chauffage de la bande qui précède l'opération de tassement à chaud, une température de 250 à   4500 C    sous atmosphère réductrice étant appropriée.

  Le chauffage entre 500 et 6500 C de la couche séchée, qui fait partie du mode préféré d'exécuter le procédé selon l'invention, assure également une élimination complète de la méthylcellulose, et réduit en outre la teneur en carbone résiduel de la couche. Il semble que cette purification de la couche de nickel fait que le revêtement sur la bande d'acier offre une résistance à la corrosion supérieure à celle obtenue jusqu'ici.



   On donne maintenant quelques exemples.



   Exemple I
 On a préparé une suspension crémeuse ayant la composition suivante:
 Eau 100   ml   
 Poudre de nickel 275 g
 Méthylcellulose 0,75 g
 Polyalcoylèneglycolpolyoxyalcoylé
 (surfactif) 0,75   ml   
 La densité apparente de la poudre de nickel utilisée est de 1,8 g/cc et sa finesse est de 3 à 4 microns.



   On a appliqué cette suspension sur une bande d'acier doux, laminé à froid, recuite et dégraissée, mesurant 76 mm de largeur et 1,58 mm d'épaisseur, de manière à former une couche d'environ 0,23 mm d'épaisseur. On a séché la bande revêtue à environ 600 C à l'air, on l'a chauffée pendant 5 min jusqu'à une température de   380"    C sous atmosphère réductrice d'ammoniac craqué, puis on la tassée à chaud en la laminant à l'air entre des cylindres adjacents au four. Une chute de température de 10 à   209    C se produit pendant le transfert du four au laminoir, en sorte que la température réelle de laminage a été de 360 à   370"    C. Le diamètre des cylindres était de 203 mm et la charge appliquée sur les cylindres d'environ 3,4 t/cm de largeur de la bande.



   La bande tassée a été ensuite recuite pendant une heure à 7000 C dans de l'ammoniac craqué, laissée refroidir, puis laminée à froid jusqu'à 0,76 mm d'épaisseur. L'épaisseur finale du revêtement sur la bande, qui avait un poli satisfaisant, est de 0,038 mm. Un échantillon de la bande revêtue a été immergé dans de l'eau bouillante pendant 6 heures. Le revêtement s'est montré sensiblement imperméable, avec une porosité négligeable.



   Exemple 2
 On a préparé une suspension crémeuse ayant la composition suivante:
 Eau 200 ml
 Méthylcellulose 1,5 g
 Nickel 525 g
 Polyalcoylèneglycol polyoxyalcoylé 1,5   ml   
 Emulsion de silicone (anti-mousse) 1,5   ml   
 Ammoniaque (d   =    0,880) 1,0   ml   
 On a pulvérisé cette suspension sur 3 échantillons de la même bande que dans l'exemple 1, de manière à former une couche de 0,30 à 0,33 mm d'épaisseur.



  Ensuite, on a séché les bandes à l'air, on les a chauffées à   381-3850    C dans de l'ammoniac craqué, puis on les a tassées à chaud par laminage à l'air entre des cylindres adjacents au four comme dans l'exemple 1. Les charges de laminage ont été comprises entre 2,83 et 3,06 t/cm de largeur de la bande.

 

   On a alors recuit les bandes tassées pendant une heure à 7000 C dans de l'ammoniac craqué, on les a laissées refroidir, puis on les a laminées à froid jusqu'à   5O0/o    de leur épaisseur avec du White Spirit comme lubrifiant. On a pourvu les bandes d'un revêtement électrolytique de chrome de 0,25 microns, de la manière habituelle, et on les a soumises à une épreuve CASS (épreuve par pulvérisation acide acétique -sel accélérée par la cuivre suivant la norme britannique 1224:1965, apendice F). Après 16 heures d'exposition, les échantillons des 3 bandes ont donné des notes de protection de 9, exprimées dans l'échelle donnée par Bigge dans
Plating Tome 47, partie 2, page 1263.  



   Exemple 3
 On a préparé une suspension crémeuse à partir des matières suivantes:
 Poudre de nickel 475 g
 Eau 200   ml   
 Méthylcellulose 2 g
 Polyalcoylèeglycol polyoxyalcoylé 1,5   ml   
 On a appliqué cette suspension en la laissant couler par dessus un barrage, sur une bande d'acier laminé à chaud mesurant 102 mm de largeur et 1,42 mm d'épaisseur, préalablement décapée dans du HNO3 à   îO0/o    pour éliminer l'oxyde éventuel. L'épaisseur de la couche de suspension a été de 0,36 à 0,38 mm.



   On a séché la bande à l'air, on l'a chauffée à   419"    C dans de l'ammoniac craqué, on l'a fait passer entre des cylindres adjacents au four comme dans l'exemple 1 et on l'a tassée à chaud à l'air. La charge de laminage a été d'environ 3,68 t/cm de largeur de la bande. Ensuite, on a recuit la bande pendant une heure à 7000 C dans l'ammoniac craqué, on l'a laissé refroidir, puis on en a réduit l'épaisseur de   50 /Q    par laminage à froid avec du
White Spirit comme lubrifiant. La bande revêtue a été pourvue d'un revêtement électrolytique de chrome de 0,25 microns et soumise à l'épreuve CASS comme dans l'exemple 2. Après 16 heures d'exposition, l'échantillon essayé a donné une note de protection de 9.



   Exemple 4
 On a préparé une suspension crémeuse ayant la composition suivante:
 Eau 100 ml
 Poudre de nickel 237,5 g
 Méthylcellulose 1 g
 Polyalcoylèneglycol polyoxyalcoylé 0,75   ml   
 On a appliqué la suspension sur deux échantillons de bande d'acier laminé à froid, recuites, mesurant 76 mm de largeur et 1,58 mm d'épaisseur. Ces échantillons ont été préalablement dégraissés, décapés dans du   HNO3    à   1O0/o    pendant 30 sec et rincés. Le but du décapage est de rendre la surface de la bande rugueuse, afin d'améliorer l'adhérence du revêtement de nickel qui sera formé sur celle-ci. Après un séchage à l'air à environ 600 C, l'épaisseur de la couche a été de 0,43 à 0,48 mm.



   On a alors chauffé les échantillons dans de l'ammoniac craqué jusqu'à une température de   600+50    C pendant une période de 10 min, puis on les a laissé refroidir à 4100 C, on les a fait passer dans un laminoir ayant des cylindres de 203 mm, et on les a tassés à l'air sous des charges de laminage de 3,52 et 4,04 t/cm respectivement à une vitesse de 3,0 m/min. Ensuite, on a recuit les bandes tassées pendant une heure à   700"    C dans de l'ammoniac craqué, puis on les a laminées à froid en utilisant du White Spirit comme lubrifiant, pour réduire leur épaisseur de   SO0/o.   



   Ceci fait, les deux échantillons de bande ont été pourvus de revêtements électrolytiques de chrome de 0,25 microns et soumis à une épreuve  acétique-sel  suivant la norme britannique 1224:1965, appendice H.



  Cette épreuve est moins dure que l'épreuve CASS, 16 heures de CASS étant équivalentes à 96 heures de l'épreuve  acétique-sel . La note de protection des deux échantillons, exprimée suivant l'échelle de Bigge, a été de 9 après 120 heures de l'épreuve  acétique-sel , c'est-à-dire après une exposition à une action corrosive plus grande que pour les bandes, exemples 1 à 3. L'effet bénéfique du chauffage avant le tassement à chaud est ainsi démontré.



   REVENDICATION I
 Procédé pour former un revêtement résistant à la corrosion sur une bande d'acier, caractérisé en ce que   l'on    applique sur la bande d'acier une couche d'une suspension aqueuse contenant de la poudre de nickel, en ce que   l'on    sèche la couche de suspension, en ce que   l'on    tasse la couche séchée en laminant la bande à une température élevée, mais inférieure à la température de frittage de la couche, en ce que   l'on    recuit la bande revêtue et en ce que   l'on    densifie le revêtement par laminage.



   SOUS-REVENDICATIONS
 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que ladite suspension aqueuse contient en outre de la poudre de cuivre en proportion allant jusqu'à   9O0/o    du total du cuivre et du nickel.



   2. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la bande portant la couche de suspension séchée à une température comprise entre 500 et 6500 C avant de laminer la bande.



   3. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que   l'on    effectue le tassement de la couche de suspension séchée par laminage à une température de 250 à   6500 C    sous atmosphère réductrice.

 

   4. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que   l'on    effectue le recuit à une température de 600 à   7oC)0    C.



   5. Procédé selon la revendication I ou sous-revendication 1, caractérisé en ce que le laminage destiné à la densification est effectué à froid.



   6. Procédé selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce que   l'on    effectue le laminage à froid en au moins deux stades, la bande revêtue étant recuite entre les laminages successifs.



   7. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que   l'on    recuit la bande revêtue après le laminage à froid final. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

**ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.

Exemple 3 On a préparé une suspension crémeuse à partir des matières suivantes: Poudre de nickel 475 g Eau 200 ml Méthylcellulose 2 g Polyalcoylèeglycol polyoxyalcoylé 1,5 ml On a appliqué cette suspension en la laissant couler par dessus un barrage, sur une bande d'acier laminé à chaud mesurant 102 mm de largeur et 1,42 mm d'épaisseur, préalablement décapée dans du HNO3 à îO0/o pour éliminer l'oxyde éventuel. L'épaisseur de la couche de suspension a été de 0,36 à 0,38 mm.

On a séché la bande à l'air, on l'a chauffée à 419" C dans de l'ammoniac craqué, on l'a fait passer entre des cylindres adjacents au four comme dans l'exemple 1 et on l'a tassée à chaud à l'air. La charge de laminage a été d'environ 3,68 t/cm de largeur de la bande. Ensuite, on a recuit la bande pendant une heure à 7000 C dans l'ammoniac craqué, on l'a laissé refroidir, puis on en a réduit l'épaisseur de 50 /Q par laminage à froid avec du White Spirit comme lubrifiant. La bande revêtue a été pourvue d'un revêtement électrolytique de chrome de 0,25 microns et soumise à l'épreuve CASS comme dans l'exemple 2. Après 16 heures d'exposition, l'échantillon essayé a donné une note de protection de 9.

Exemple 4 On a préparé une suspension crémeuse ayant la composition suivante: Eau 100 ml Poudre de nickel 237,5 g Méthylcellulose 1 g Polyalcoylèneglycol polyoxyalcoylé 0,75 ml On a appliqué la suspension sur deux échantillons de bande d'acier laminé à froid, recuites, mesurant 76 mm de largeur et 1,58 mm d'épaisseur. Ces échantillons ont été préalablement dégraissés, décapés dans du HNO3 à 1O0/o pendant 30 sec et rincés. Le but du décapage est de rendre la surface de la bande rugueuse, afin d'améliorer l'adhérence du revêtement de nickel qui sera formé sur celle-ci. Après un séchage à l'air à environ 600 C, l'épaisseur de la couche a été de 0,43 à 0,48 mm.

On a alors chauffé les échantillons dans de l'ammoniac craqué jusqu'à une température de 600+50 C pendant une période de 10 min, puis on les a laissé refroidir à 4100 C, on les a fait passer dans un laminoir ayant des cylindres de 203 mm, et on les a tassés à l'air sous des charges de laminage de 3,52 et 4,04 t/cm respectivement à une vitesse de 3,0 m/min. Ensuite, on a recuit les bandes tassées pendant une heure à 700" C dans de l'ammoniac craqué, puis on les a laminées à froid en utilisant du White Spirit comme lubrifiant, pour réduire leur épaisseur de SO0/o.

Ceci fait, les deux échantillons de bande ont été pourvus de revêtements électrolytiques de chrome de 0,25 microns et soumis à une épreuve acétique-sel suivant la norme britannique 1224:1965, appendice H.

Cette épreuve est moins dure que l'épreuve CASS, 16 heures de CASS étant équivalentes à 96 heures de l'épreuve acétique-sel . La note de protection des deux échantillons, exprimée suivant l'échelle de Bigge, a été de 9 après 120 heures de l'épreuve acétique-sel , c'est-à-dire après une exposition à une action corrosive plus grande que pour les bandes, exemples 1 à 3. L'effet bénéfique du chauffage avant le tassement à chaud est ainsi démontré.

REVENDICATION I Procédé pour former un revêtement résistant à la corrosion sur une bande d'acier, caractérisé en ce que l'on applique sur la bande d'acier une couche d'une suspension aqueuse contenant de la poudre de nickel, en ce que l'on sèche la couche de suspension, en ce que l'on tasse la couche séchée en laminant la bande à une température élevée, mais inférieure à la température de frittage de la couche, en ce que l'on recuit la bande revêtue et en ce que l'on densifie le revêtement par laminage.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que ladite suspension aqueuse contient en outre de la poudre de cuivre en proportion allant jusqu'à 9O0/o du total du cuivre et du nickel.

2. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la bande portant la couche de suspension séchée à une température comprise entre 500 et 6500 C avant de laminer la bande.

3. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le tassement de la couche de suspension séchée par laminage à une température de 250 à 6500 C sous atmosphère réductrice.

4. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le recuit à une température de 600 à 7oC)0 C.

5. Procédé selon la revendication I ou sous-revendication 1, caractérisé en ce que le laminage destiné à la densification est effectué à froid.

6. Procédé selon la sous-revendication 5, caractérisé en ce que l'on effectue le laminage à froid en au moins deux stades, la bande revêtue étant recuite entre les laminages successifs.

7. Procédé selon la revendication I ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que l'on recuit la bande revêtue après le laminage à froid final.

8. Procédé selon la revendication I ou la sous-re

vendication 1, caractérisé en ce que la suspension aqueuse contient une méthylcellulose comme liant.

REVENDICATION II Bande d'acier revêtue par le procédé selon la revendication I.