CH616351A5

CH616351A5 -

Info

Publication number: CH616351A5
Application number: CH926576A
Authority: CH
Inventors: Michel Kornmann; Marcel Nussbaum; Juergen Rexer
Original assignee: Battelle Memorial Institute
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1980-03-31
Also published as: SE434472B; US4169426A; SE7708323L; DE2733075C2; DE2733075A1; CA1107577A; IT1114640B; BE856939A

Description

La présente invention se rapporte à un procédé pour revêtir à grande vitesse un élément filiforme d'une matière thermofusible ainsi qu'à un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé, basés sur une technique générale de revêtement en continu par trempage (dite technique du «freeze coating»); cette technique consiste à faire défiler à grande vitesse l'élément à recouvrir à travers un bec rempli de matière à l'état fondu, cette matière venant se solidifier au contact de l'élément froid au passage de ce dernier.

On a déjà proposé un certain nombre de procédés et de dispositifs basés sur une telle technique. On connaît ainsi déjà à titre d'exemple (brevet britannique N° 982051) un procédé pour recouvrir des fibres de silice très minces avec de l'aluminium, qui consiste à faire défiler verticalement de haut en bas la fibre à travers une fente verticale pratiquée à l'extrémité d'un bec, de l'aluminium fondu étant amené en permanence par l'intermédiaire du bec sur les bords latéraux de la fente de façon à venir se déposer sur la fibre à son passage, et la fibre étant par ailleurs entourée à sa sortie du bec d'une atmosphère peu oxydante destinée à éviter la formation d'une pellicule d'oxyde sur le revêtement ainsi obtenu. Cependant, le fait, dans un tel procédé, de faire défiler la fibre de haut en bas présente l'inconvénient majeur d'entraîner un écoulement irrégulier et trop abondant de l'aluminium hors du bec, de sorte qu'il est difficile de contrôler la qualité et l'uniformité du revêtement obtenu. Un tel procédé semble par ailleurs presque exclusivement limité au dépôt de couches d'aluminium, l'utilisation d'un autre matériau, nécessairement plus fluide, ne permettant pas en effet d'éviter la fuite de ce matériau à l'état fondu hors du bec.

On connaît également, par exemple (brevet français N° 1584626), un autre procédé pour enrober en continu un ruban d'acier avec de l'aluminium, qui consite à faire défiler verticalement de bas en haut (vitesse de défilement maximale de l'ordre de 10 m/mn) le ruban d'acier préalablement dégraissé et/ou décapé à travers la fente d'un bec d'alimentation en matière réfractaire chauffé et rempli d'aluminium fondu, la vitesse de défilement du ruban étant telle que le temps de séjour du ruban dans le bec est compris entre 3/100 s et 1 s. Cependant, la valeur relativement élevée de ce temps de séjour permet seulement de limiter, mais non point d'éviter complètement, la formation d'une couche fragile de composés intermétalliques à l'interface acier-revêtement ainsi que le recuit du substrat. Un tel procédé reste par ailleurs limité au revêtement de rubans de faible épaisseur (épaisseur maximale possible de l'ordre de 0,5 mm). L'absence d'atmosphère neutre à la sortie du bec pose en outre des problèmes de centrage du revêtement sur le ruban.

Il existe encore un certain nombre d'autres procédés et dispositifs pour revêtir des rubans ou des fils. Cependant, les vitesses de revêtements obtenues avec tous ces procédés ou dispositifs restent limitées, les vitesses maximales étant en effet de l'ordre de 10 m/mn.

La présente invention a précisément pour but de remédier aux inconvénients susmentionnés, en permettant l'obtention de vitesses de revêtement notablement plus élevées, de l'ordre de 400 m/mn et plus.

A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé pour revêtir à grande vitesse un élément filiforme d'une matière thermofusible, caractérisé par le fait qu'on fait défiler axialement l'élément filiforme au travers d'une enceinte maintenue remplie de la matière à l'état fondu, verticalement de bas en haut, par l'intermédiaire de deux ouvertures ménagées à l'aplomb l'une de l'autre dans des portions opposées de la paroi de l'enceinte, la vitesse de défilement de l'élément filiforme étant réglée de sorte que le temps de séjour d'une portion ponctuelle quelconque dudit élément filiforme dans la matière à l'état fondu soit inférieur à 5 • 10-2 s.

La présente invention a également pour objet un appareil pour la mise en œuvre de ce procédé, caractérisé par le fait qu'il comprend:

— une enceinte, dans des portions opposées de la paroi de laquelle sont ménagées deux ouvertures alignées verticalement, respectivement une ouverture inférieure dont la section est sensiblement égale à celle de l'élément filiforme, et une ouverture supérieure dont la section est supérieure à celle de l'élément filiforme, et dont les bords sont faits en un matériau non mouillable par la matière à l'état fondu;

— des moyens pour remplir l'enceinte avec ladite matière à l'état fondu, et

— des moyens pour faire défiler axialement à grande vitesse l'élément filiforme, verticalement de bas en haut, au travers de l'enceinte.

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

1

La présente invention a enfin pour objet un élément filiforme revêtu selon ce procédé.

Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en œuvre du procédé, objet de la présente invention.

La fig. 1 est une vue schématique générale de cette forme d'exécution.

La fig. 2 est une vue illustrant un détail, agrandi, de la fig. 1.

La fig. 3 représente des courbes relatives au phénomène qu'exploite l'appareil selon l'invention.

L'installation représentée à la fig. 1 comprend une bobine d'alimentation 1 en fil 2, depuis laquelle le fil nu à enrober 2 est tiré en continu et à grande vitesse, à travers différents dispositifs de traitement qui vont être décrits ci-après, jusqu'à une bobine de stockage 3 équipée de moyens d'entraînement 4 sur laquelle le fil enrobé est réenroulé. Le fil 2 extrait de la bobine 1 passe d'abord sur une première poulie de guidage 5, puis à travers un dispositif de prétraitement P, destiné à assurer le nettoyage du fil 2 préalablement à son enrobage. De manière avantageuse, ce dispositif de prétraitement P peut se composer d'une pluralité de bains de dégraissage et/ou d'attaque chimique, à savoir par exemple, successivement, un premier bain de dégraissage alcalin 6, un second bain de dégraissage au trichloréthylène 7 et un troisième bain d'attaque acide 8 suivis d'un bain de rinçage 9, d'un bain de fluxage 10 et finalement d'un tunnel de séchage 11. Le bain de fluxage 10 est constitué par une solution aqueuse d.'un flux tel qu'un mélange des sels NH4CI et ZnCk (cas du zingage) ou de tout autre agent de fluxage, la concentration du flux étant de manière avantageuse choisie inférieure à 0,5 g/1; de manière préférentielle, on choisira même, dans la plupart des cas, une concentration inférieure à 0,1 g/1.

Le fil 2 ainsi nettoyé et séché passe ensuite sur des poulies de renvoi 12a, 12b et 12c avant de venir déboucher au-dessous d'un four de fusion 13. Ce four de fusion 13 comprend un creuset vertical 14 fait par exemple en fonte poteyée et équipé d'éléments chauffants 15 raccordés à une source d'énergie électrique 16. De la paroi latérale de ce creuset 14 fait saillie un bec 17, constitué par un élément tubulaire à section circulaire ou rectangulaire obturé à son extrémité libre 17a, et fait par exemple en fonte ou en oxyde d'aluminium ou de magnésium. Le creuset 14 ainsi que le bec 17 sont remplis par de la matière en fusion 18, dont on veut enrober le fil 2. Dans la paroi latérale du bec 17 sont par ailleurs percées deux ouvertures diamétrales disposées en regard l'une de l'autre sur un même axe vertical, respectivement une ouverture inférieure 19 dans laquelle est monté coulissant un tube vertical 20 fait en un matériau réfractaire, de section interne sensiblement égale à la section du fil nu 2, et une ouverture supérieure 21 dans laquelle est montée une bague annulaire 22 disposée coaxialement à cette ouverture 21. Cet élément annulaire 22 est fait en un matériau non mouillable par la matière en fusion 18, et il possède de manière avantageuse un diamètre interne qui est environ deux à trois fois supérieur au diamètre du fil 2. Le bec 17 est en outre équipé d'un chauffage d'appoint constitué par exemple par des spires haute fréquence 24 reliées à une source haute fréquence 25 et régulé de manière connue par un dispositif de régulation 26 dont l'entrée est reliée à un thermocouple 27 directement immergé à l'intérieur du bec 17 au voisinage immédiat du passage du fil 2 et dont la sortie est connectée à une borne de commande de la source haute fréquence 25.

La poulie de renvoi 12c et le bec 17 sont disposés relativement l'un par rapport à l'autre de façon que le fil 2 puisse défiler librement à grande vitesse au travers du bec 17, verticalement de bas en haut, le fil 2 pénétrant dans le bec 17 par l'ouverture inférieure 19 à travers le tube coulissant 20, et ressortant par l'ouverture supérieure 21 au travers de l'élément annulaire 22, avant d'être dirigé par l'intermédiaire d'une poulie de renvoi 28 (disposée à l'aplomb du bec 17) sur la bobine de stockage 3 où il est réenroulé. A la sortie du bec 17 est en outre disposé un système de

3 616 351

protection du fil, constitué par un élément tubulaire 31 monté verticalement autour de la partie saillante de la bague annulaire 22 et alimenté en permanence par un gaz de protection (tel qu'argon ou azote) en légère surpression (alimentation symbolisée 5 au dessin par la flèche 32). Enfin, la poulie de renvoi 28 située en aval du bec 17 est refroidie en permanence, par exemple par l'intermédiaire d'une buse 29 par laquelle est envoyé un jet dé gaz sous pression tel que l'air comprimé (alimentation en gaz schématisée au dessin par la flèche 30).

10 L'opération de prétraitement du fil avant enrobage a pour but de procurer une surface de fil propre, exempte de toute trace de graisse et/ou d'oxydes, de façon à permettre, lors du passage ultérieur du fil dans le bec, un bon mouillage de ce fil par la matière en fusion et une interface fil-enrobage aussi propre que 15 possible, et donc une bonne adhérence. De manière plus spécifique, l'opération de fluxage a pour fonction de protéger le fil de l'oxydation jusqu'à son entrée dans le bec, ainsi que d'améliorer ensuite le mouillage du fil à l'intérieur du bec.

Le passage ultérieur à grande vitesse (vitesses de défilement de 20 l'ordre de 400 m/mn ou plus) du fil froid 2 au travers du bec 17 rempli de matière en fusion 18 a essentiellement pour effet d'entraîner la solidification de cette matière 18 sur le fil froid. 2, de sorte que ce dernier ressort du bec enrobé d'une couche d'épaisseur déterminée de cette matière. Le mécanisme exact de forma-25 tion de cette couche est, en fait, relativement plus complexe, et l'on peut supposer que la couche obtenue se compose en fait de trois sous-couches superposées, formées par des phénomènes différents, à savoir:

30 — une couche interne formée par diffusion de la matière en fusion dans le substrat (d'épaisseur généralement trop faible, dans les conditions utilisées, pour pouvoir être détectée au microscope optique);

— une couche intermédiaire formée par solidification, dans le bec 3S même, de la matière en fusion 18 au contact du fil froid ;

— une couche externe formée par la matière liquide 18 entraînée par viscosité autour des couches précédentes, qui se solidifie après la sortie du bec et dont l'épaisseur dépend du degré de viscosité de la matière en "fusion (épaisseur faible par rapport à

w celle de la couche précédente pour une matière en fusion métallique; épaisseur pouvant être relativement importante pour une matière en fusion thermoplastique).

La section interne du bec doit être telle qu'elle permette de fournir le débit de matière en fusion nécessaire au procédé. « Le temps de séjour d'un point quelconque du fil 2 dans le bec 17 étant très bref (de l'ordre de IO-4 à 5-10-2 s), le recouvrement du fil par solidification de la matière en fusion au contact du fil ne peut avoir lieu que si le contact a eu le temps de s'établir durant ce bref laps de temps. Il est donc absolument fondamental 50 qu'il y ait un bon mouillage du fil lors de cette brève période. Rappelons que c'est précisément l'opération de prétraitement appliquée au fil qui permet d'obtenir ce bon mouillage (lequel dépend en grande partie de l'état de propreté du fil). Pour obtenir un bon recouvrement du fil, il est par ailleurs nécessaire que la 55 couche de flux qui revêt le fil à l'entrée du bec soit aussi peu épaisse que possible, de façon que cette couche puisse s'éliminer complètement durant le bref temps de séjour du fil dans le bec. C'est la raison pour laquelle on utilise, lors du prétraitement, un bain de fluxage à très faible concentration (inférieure à 0,5 g/1), co nettement inférieure à celles utilisées dans les techniques connues de revêtement à plus faible vitesse de défilement. On a constaté par ailleurs que ce mouillage était également favorisé par la présence d'une surface peu rugueuse, de sorte qu'il est possible d'améliorer encore cette opération de prétraitement en lui adjoi-65 gnant une opération de polissage mécanique. Il convient en outre d'ajouter que la couche d'oxyde présente à la surface de la matière en fusion ne gêne en rien ce mouillage, du fait de la conception même du bec, et cela contrairement aux autres techniques

616 351

4

connues de revêtement à basse vitesse où l'on est contraint d'utiliser des flux de couverture du bain.

La présence à la sortie du bec 17 d'une bague annulaire 22 faite en un matériau non mouillable par la matière en fusion 18 a pour but d'assurer une bonne stabilité du processus en empêchant que la matière en fusion 18 ne déborde du bec par le trou supérieur 21, le mouvement du fil tendant à l'entraîner au-dehors alors que les forces de capillarité et la gravité tendent à faire rentrer le ménisque dans le bec (la forme des surfaces liquides au trou supérieur 21 est schématisée à la fig. 2; l'action des forces de capillarité et de gravité est représentée schématiquement sur cette figure par les flèches 34). Cette matière en fusion risquerait par contre de déborder du bec si la bague annulaire 22 était susceptible d'être mouillée par le liquide en fusion, les forces de capillarité venant alors dans ce cas s'ajouter à la force d'entraînement du fil.

Le diamètre interne de cette bague annulaire (deux à trois fois le diamètre du fil) représente un compromis entre la nécessité d'avoir une ouverture suffisamment grande pour empêcher que le fil ne puisse toucher les bords du bec en vibrant, et la nécessité d'avoir une ouverture suffisamment petite pour assurer une certaine stabilité du ménisque et empêcher le liquide de déborder. Le matériau non mouillable dont est constituée cette bague annulaire 22 permet par ailleurs de travailler avec une légère surpression dans le bec et d'éviter ainsi des régulations complexes du niveau du bain.

Toute possibilité de fuite de matière en fusion 18 par l'ouverture inférieure 19 du bec est par ailleurs éliminée par le fait que la section interne du tube 20 monté coulissant dans cette ouverture 19 est sensiblement égale à celle du fil. Ce tube coulissant 20 a pour rôle, d'une part, lorsqu'il est remonté jusqu'au trou supérieur 21, d'assurer l'isolation complète du fil par rapport au bain de matière fondue, ce qui facilite les manipulations du fil lors de son introduction, et, d'autre part, lorsqu'il est plus ou moins abaissé, de permettre une variation de la longueur d'immersion du fil dans le bain de matière fondue (donc une variation du temps de séjour dans le bain). II est également possible de prévoir la présence d'un gaz neutre (ou du vide) à l'entrée du bec, de façon à éviter tout risque de formation d'oxydes sur le fil.

L'utilisation d'un chauffage d'appoint régulé autour du bec a pour but de maintenir constante la température de la matière fondue stationnant dans le bec. Une telle disposition permet,

d'une part, d'éviter tout risque éventuel d'une brusque solidification d'une grande partie de la matière fondue stationnant dans le bec, rendu possible du fait de l'évacuation constante de chaleur par le fil, et, d'autre part, d'assurer l'obtention d'une couche d'épaisseur reproductible, l'épaisseur de la couche déposée variant en effet avec la température du bain. L'utilisation d'un chauffage haute fréquence est avantageuse, en raison de la grande rapidité de réponse de ce dernier; un tel mode de chauffage n'est cependant pas obligatoire, et il pourrait très bien être remplacé par d'autres moyens de chauffage.

La présence d'une atmosphère chimiquement neutre 32 autour du fil à sa sortie du bec a essentiellement pour but d'éviter une oxydation notable du ménisque qui risquerait de provoquer des changements de propriétés. Cette protection est par ailleurs nécessaire pour certains couples tels qu'aluminium-fer en vue d'obtenir un fil centré par rapport au revêtement, c'est-à-dire un fil enrobé d'un revêtement réparti de manière uniforme sur tout son pourtour.

Le refroidissement rapide en aval du bec 17 du fil recouvert, par passage de ce fil sur la poulie de renvoi en cuivre 28, elle-même refroidie par la buse d'air 29, a pour but de réduire au minimum le temps total de recuit du fil depuis son entrée dans le bec (temps total de recuit inférieur à 10—i s), de sorte que les propriétés du fil, et en particulier sa résistance à la traction, ne varient pratiquement pas durant le traitement.

Après enrobage, le fil peut éventuellement être soumis à différents traitements thermiques destinés à modifier certaines des propriétés du substrat, de l'enrobage et/ou de l'interface.

L'épaisseur du revêtement obtenu dépend d'un certain nombre de paramètres : diamètre initial du fil, état de propreté et rugosité du fil, vitesse de défilement, temps de séjour dans le bain (fonction de la vitesse de défilement et de la profondeur d'immersion), température du bain et température initiale du fil. On observe en particulier que l'épaisseur de la couche obtenue croît d'abord,

puis passe par un maximum, puis rediminue en fonction du temps de séjour dans le bain. Un tel comportement est illustré à la fig. 3 où l'on peut voir deux courbes représentant les variations de l'épaisseur e de la couche obtenue (exprimée en microns) en fonction du temps de séjour dans le bain t, pour un fil d'acier inox défilant dans un bain d'aluminium maintenu à 693° C, la courbe A étant relative à un fil de 0,2 mm de diamètre et la courbe B relative à un fil de 0,5 mm de diamètre.

On observe également que l'épaisseur déposée croît avec le diamètre initial du fil, cependant qu'elle décroît lorsque la température du bain augmente et lorsque le fil est introduit chauffé dans le bain. On peut ainsi obtenir des revêtements d'épaisseur prédéterminée en agissant sur ces divers paramètres, la gamme des épaisseurs que l'on peut ainsi obtenir étant par ailleurs plus étendue que celle obtenue selon les procédés classiques.

Pour obtenir des couches d'enrobage relativement épaisses, il est par ailleurs possible d'envisager plusieurs passages successifs du fil dans le même bec, ou de prévoir une installation comportant une pluralité de becs traversés successivement par le même fil (le diamètre de l'orifice de sortie des becs successifs étant pris croissant).

Dans certains cas où l'épaisseur de la couche externe entraînée par viscosité est jugée trop grande pour l'application envisagée, notamment dans les cas où l'on utilise une matière en fusion thermoplastique à grande viscosité, on peut prévoir de disposer à la sortie du bec un diaphragme limitateur d'épaisseur ayant une section interne correspondant à l'épaisseur désirée.

On constate par ailleurs que la structure de la couche obtenue dépend de la vitesse de défilement à l'intérieur du bec, la structure de solidification devenant plus fine et présentant moins de ségrégation pour des vitesses de défilement élevées.

A titre d'exemple, l'appareil décrit peut avoir les dimensions suivantes: creuset d'une capacité de 1,51 et bec de section circulaire présentant un diamètre intérieur (donc une hauteur d'immersion maximale) de 12 mm. Un tel appareil peut permettre l'enrobage de fils ayant des diamètres de l'ordre du millimètre, avec des vitesses de défilement de l'ordre de 400 m/mn.

Les fils susceptibles d'être revêtus avec un tel appareil peuvent être de nature très variée: fils métalliques en acier, en aluminium, en cuivre, en titane, en nickel, en niobium, en molybdène ou en alliages de ces métaux, fils non métalliques, etc. De même, les revêtements susceptibles d'être appliqués à de tels fils sont fort divers: revêtements métalliques d'aluminium, de zinc, d'étain, de cuivre, de nickel, de vanadium, de niobium, ou d'alliages de ces métaux, revêtements non métalliques tels que des thermoplastiques, des verres, etc. On peut par exemple envisager de déposer des revêtements supraconducteurs sur des fils à base de niobium ou de molybdène. On peut également, pour certaines applications, envisager d'adjoindre dans le bain de fusion des particules solides très fines et très dures telles que des particules d'alumine, de carbure de silicium, de diamant, etc., de façon à obtenir des fils enrobés abrasifs particulièrement résistants à l'usure.

Enfin; les très faibles temps de passage dans le bain et de refroidissement à la sortie du bain sont avantageux à plus d'un titre. Ces très faibles temps, par exemple, n'entraînent pratiquement aucune modification du substrat, de sorte qu'ils permettent le revêtement de matériaux tels que des fils d'acier au carbone durcis, impossibles à revêtir sans revenu selon les méthodes de trempage habituelles. Ils permettent également, compte tenu de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

l'effet de trempé ainsi obtenu, de réaliser des revêtements qui présentent des structures non stables thermodynamiquement. Ils permettent de déposer des alliages à large intervalle de solidification sans solidification fractionnée. Ils permettent de même d'éviter, dans le cas par exemple des couples acier-aluminium ou acier-zinc, la formation de tout composé intermétallique fragile de type FeaAIs ou Fe2Zns. Ils permettent enfin de revêtir par un métal à haut point de fusion un fil à plus bas point de fusion, comme par exemple une couche de cuivre sur l'aluminium.

Les applications possibles sont multiples : anodes pour protection cathodique (revêtements de Zn, Al ou Mg sur fil acier), électrodes pour soudure (acier inox revêtu de cuivre), fils émaillés pour bobinages de moteur, renforcements filiformes pour pneumatiques, fils abrasifs pour sciage, etc.

Exemple 1:

Revêtement d'un fil d'acier au carbone par du zinc

On fait défiler en continu, dans l'installation qui vient d'être décrite, un fil d'acier à ressort (0,7% de carbone) étiré dur d'un diamètre de 0,5 mm, avec une vitesse de défilement de 450 m/mn.

On fait d'abord subir au fil, avant son passage dans le bec, le prétraitement suivant: dégraissage alcalin suivi d'un rinçage et d'une attaque acide par HCl suivis d'un rinçage, d'un fluxage et d'un séchage. Le fluxage est effectué dans un bain aqueux d'un mélange des sels NH4CI et ZnCh pris dans les proportions 1/9, la concentration du mélange étant de 0,1 g/1.

On fait ensuite passer le fil à travers un bec fait en un fer connu dans le commerce sous le nom d'Armco, rempli de zinc fondu maintenu à 425° C. Le bec, de section circulaire, présente un diamètre interne de 10 mm, et la bague annulaire qui constitue la sortie du bec au travers de laquelle passe le fil est en alumine. Le fil à sa sortie du bec est entouré d'une atmosphère d'azote.

Le fil d'acier ainsi enrobé possède un revêtement de zinc d'une épaisseur de 30 |i et il présente un aspect lisse et brillant. L'interface acier-enrobage est exempte de tout composé intermétallique. Un test d'enroulement pratiqué sur un mandrin présentant un diamètre égal à trois fois le diamètre du fil montre une bonne adhérence de ce revêtement de zinc sur le fil d'acier. La résistance à la traction du fil avant enrobage est de 51 kg, celle du fil après enrobage est de 54 kg. Le fil enrobé présente par ailleurs une bonne résistance à la corrosion sous tension.

Exemple Ibis:

On utilise un fil analogue au précédent, mais se trouvant à l'état doux au lieu d'être étiré dur, et on lui applique les mêmes opérations qu'à l'exemple 1. Après enrobage, on soumet ce fil à un traitement thermique de quelques minutes à 320° C pour encore améliorer l'adhésion entre le fil et l'enrobage, et on lui fait

616 351

subir ensuite des tests d'étirage. Ces tests permettent d'obtenir une réduction de la section du fil jusqu'à environ 80% sans entraîner aucune détérioration en ce qui concerne l'enrobage.

Exemple 2:

Revêtement d'un fil d'acier inoxydable par de l'aluminium

On fait défiler comme précédemment un fil d'acier inoxydable austénitique (18% Cr et 8% Ni) d'un diamètre de 0,1 mm, à la vitesse de 450 m/mn, et on lui applique un prétraitement similaire aux précédents. Le fil d'acier inox passe ensuite à travers un bec en fonte poteyée rempli d'aluminium fondu (99,99% Al) maintenu à 690° C. Le bec de section circulaire présente un diamètre interne de 12 mm, et la bague annulaire constituant la sortie du bec est en alumine. Le fil est entouré à sa sortie du bec, par une atmosphère d'azote.

L'épaisseur de la couche d'aluminium déposée sur le fil est de 30 |i. L'interface acier-aluminium est exempte de tout composé intermétallique, et la couche d'aluminium présente une bonne adhérence. Les propriétés mécaniques du fil restent inchangées.

Exemple 3:

Revêtement d'un fil d'acier inoxydable austénitique par un alliage de zinc

On fait défiler, à une vitesse de 450 m/mn, un fil d'acier inoxydable austénitique (18/8) d'un diamètre de 1 mm à travers un bec identique à celui de l'exemple 1 rempli d'un alliage de zinc (0,1% Al) maintenu à 430° C.

L'épaisseur de la couche de zinc obtenue est de 30 (i. On n'observe pas d'intermétallique à l'interface. L'adhérence de la couche est bonne.

Exemple 4:

Revêtement d'un fil d'acier au carbone par de l'aluminium

On fait défiler, à une vitesse de 450 m/mn, un fil d'acier à 0,7% de carbone, d'un diamètre de 0,5 mm, à travers un bec identique à celui de l'exemple 2, la température du bain d'aluminium pur fondu étant maintenue à 690° C.

On obtient sur le fil un revêtement d'aluminium de 50 |i d'épaisseur présentant une bonne adhérence. L'interface est exempte de tout composé intermétallique.

Exemple 5:

Les opérations effectuées sont identiques à celles de l'exemple 2, la seule différence résidant dans le fait qu'on supprime l'atmosphère protectrice d'azote à la sortie du bec.

On obtient un revêtement de qualité médiocre, non uniformément réparti sur tout le pourtour du fil.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

R

2 feuilles dessins

Claims

616 351

1. Procédé pour revêtir à grande vitesse un élément filiforme d'une matière thermofusible, caractérisé par le fait qu'on fait défiler axialement l'élément filiforme au travers d'une enceinte maintenue remplie de la matière à l'état fondu, verticalement de bas en haut, par l'intermédiaire de deux ouvertures ménagées à l'aplomb l'une de l'autre dans des portions opposées de la paroi de l'enceinte, la vitesse de défilement de l'élément filiforme étant réglée de sorte que le temps de séjour d'une portion ponctuelle quelconque dudit élément filiforme dans la matière à l'état fondu soit inférieur à 5 • 10-2 s.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le temps de séjour adéquat de l'élément filiforme dans la matière à l'état fondu est obtenu par réglage de la vitesse de défilement.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le temps de séjour adéquat est obtenu par réglage de la hauteur d'immersion.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le temps de séjour adéquat est obtenu par réglage simultané de la vitesse de défilement et de la hauteur d'immersion.

5. Appareil pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend:

.— une enceinte, dans des portions opposées de la paroi de laquelle sont ménagées deux ouvertures alignées verticalement, respectivement une ouverture inférieure dont la section est sensiblement égale à celle de l'élément filiforme, et une ouverture supérieure dont la section est supérieure à celle de l'élément filiforme, et dont les bords sont faits en un matériau non mouillable par la matière à l'état fondu;

— des moyens pour remplir l'enceinte avec la matière à l'état fondu, et

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en plus une chambre en communication avec l'enceinte, par l'intermédiaire de l'ouverture supérieure de cette dernière, et des moyens pour créer une atmosphère neutre dans la chambre.

7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'ouverture inférieure est agencée dans la paroi de l'enceinte de manière à pouvoir être déplacée axialement par rapport à l'ouverture supérieure, de façon à permettre l'obtention d'une hauteur variable d'immersion dudit élément filiforme dans la matière à l'état fondu.

8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ouverture inférieure est constituée par l'extrémité d'un élément tubulaire monté coulissant à travers la portion de la paroi opposée à l'ouverture supérieure, coaxialement à cette dernière.

9. Elément filiforme revêtu par le procédé selon la revendication 1.