Procédé de shérardisation et nouvel article métallique<B>à</B> revêtement en zinc, shérardisé, en résultant. La présente invention comprend un pro <B>cédé</B> de shérardisation et nu nouvel article métallique<B>à</B> revêtement en zinc, sdiérardisé, en résultant.
Suivant le procédé usuel de shérardisa- tion des articles MétalliqUCS, inventé par Sherard Cowper-Coles, les articles sont pla cés dans un tambour fermé, renfermant de la poussière de zinc<B>du</B> commerce et le tam bour est ensuite placé dans un foui, et sou mis<B>à</B> l'action de la chaleur aussi longtemps que cela est nécessaire pour produire titi re vêtement en zinc suit, les articles. La pous sière de zinc ordinaire du commerce est un sous-produit des procédés métallurgiques d'ex traction du zinc et consiste en petites parti cules de zinc métallique recouvertes on mé langées d'oxyde de zinc.
Sa teneur en zinc métallique varie de 20<B>à 90</B> O/o et<B>il</B> est son- vent souillé par diverses impuretés, telles que du plomb, de la silice et de l'oxyde de fer.
An lieu d'employer cette poussière de zinc du commerce<B>à</B> son état naturel, on a <B>délayé</B> souvent cette poussière de zinc avec du sable fin, en vue d*obteyiii- un meilleur recouvrement en zinc sur les articles termi nés, le sable ajouté formant unie large part du mélange et atteignant souvent une pro portion telle que le mélange ne renfermait plus que 25",#'o de zinc métallique.
Les températures employées jusqu'ici pour la shérai-ilisation variaient entre (le grandes limites. La température recommandée par Shérard Cowper-Coles était celle du rouge sombre, qui est probablement dans le voisi nage de 45011 <B>C.</B> Mais les températures em ployées par divers pratiquants<B>du</B> procédé sont généralement, ainsi que cela re.,;sort de nombreuses publications, sensiblement plus basses et descendent parfois jusqu'à 2040<B>C.</B>
La shérardisation telle qu'elle a été pratiquée jusqu'ici produit un dépôt on revêtement (lui était en général gris-clair, mais variait par fois du gris-argent-clair au gris-soinbre. Sui- vaut les recherches de la demanderesse il semble que la couleur claire du revêteinent e#,É due largement<B>à</B> la présence de l'oxyde de zinc, car plus il renferme d'oxyde de zinc, plus il est clair.
Dans la shérardisation telle qu'elle a été pratiquée jusqu'ici, les tambours renfermant les articles<B>à</B> shérardiser, placés dans la poussière de zinc, étaient chauffés dans des fours de types variés, tels que des fours<B>à</B> chauffage<B>à</B> l'huile oui au gaz. Les tempéra tures de ces fours sont difficiles<B>à</B> régler, si ce n'est entre des limites très étendues. Non seulement la température d'un semblable four varie #,randeinent <B>à</B> divers moments, mais aussi les températures sont souvent très différentes à nu môme moment<B>à</B> des points différents du contenu du tambour.
La shérardisation ainsi exécutée a eu pour résultat de produire des articles recouverts de zinc qui, lorsqu'ils étaient exposés aux intempéries atinosphériq Lies, se trouvaient ne pas être protégés d'une manière satisfaisante contre la rouille, dont l'empèchement était un des principaux objets de la shéwardisation. Dans certains cas, les articles shérardisés eu fonte malléable ou métal analogue étaient rouillés au bout de quelques jours d'exposi tion<B>à</B> Fair salin du bord de la mer.
C'est pourquoi la shérardisation n a pas eu l'exteil- sion qu'elle aurait<B>dû</B> prendre et n*a pas donné toute satisfaction lorsqu'elle était em ployée.
Comme résultat de ses investigations, la demanderesse a trouvé qu'un recouvrement par shérardisation de beaucoup meilleure qua lité peut être produit en employant une poussière de zinc pratiquement exempte d'iiii- puretés autres que l'oxyde de zinc en parti culier exempte de plomb. De très petites quantités de silice. ou d'oxyde de fer ne sem- bient pas, être nuisibles; mais la poussière (le zinc doit être riche en zinc métallique.
Son pourcentage en zinc métallique sera de préférence d#environ <B>85 0</B> "o, mais il pourra varier sans inconvénient par exemple de<B>80</B> 'I/o <B>à</B> 92%. Le reste du mélange sauf les quel ques légères impuretés inévitables, sera de Poxyde <B>de</B> zinc.
La poudre de zinc de coin- irierce renferme généralement trop peu de zinc métallique et il est conséquemment pré férable d'employer une poussière de zinc<B>"</B> qui est du zinc métallique divisé artificiellement, contenant un très faible pourcentage en oxyde de zinc et autres impuretés, et que Fon oxyde, légèrement par exemple comme suit:
Cette poussière<B>de</B> zinc est mise dans les tambours <B>de</B> shérardisation et on fait tourner ces der niers<B>à</B> vide, c'est-à-dire sans<B>y</B> mettre d'ar ticles<B>à</B> shérardiser pendant qu'ils sont chauf fés, pour que l'oxygène présent dans Fair des tambours s'y combine avec du zinc pour produire de l'oxyde de zinc. Après avoir arrêté ce traitement<B>à</B> la chaleur, la poussière de zinc est soumise<B>à</B> une analyse chimique et si on trouve alors que sa teneur en zinc métallique est comprise entre 80",'o et 9-l"'01 elle convient pour l'usage.
Mais si la teneur en zinc devait être plus faible que celle couve- nable, du zinc métallique son-, forme de pous sière serait alors ajouté et si la teneur en zinc devait être trop élevée la charge sera chauffée<B>à</B> nouveau pour produire une nou velle oxydation. Comme la teneur en zinc métallique diminue dans la charge<B>à</B> la suite des opérations de shérardisation répétées, il importe de compenser cette diminution en ajoutant régulièrement à la charge entre deux opérations de la poussière<B>de</B> zinc en quantité suffisante pour maintenir la teneur en zinc de la charge,, par exemple entre les limites indiquées. Cette quantité est déterminée par des analyses chimiques soigneuses de la charge<B>à</B> des intervalles fréquents.
Quant<B>à</B> la température employée, elle se trouve entre des limites assez rapprochées c'est-à-dire comprise entre<B>-350</B> et 1")7511 <B>C.</B> Avec des limites de températures aussi étroites, il est bon d'employer un type de four spô- cial, pour que la température puisse étre élevée.
uniformément dans toute la charo#e <B>à</B> la température du traitement et être ma inte- nue strictement la même dans toute la chai-e. Tout écart de la température<B>dit</B> traitement des limites de températures ci-dessus indi quées fournirait nu produit de qualité moindre.
Le four qui a été trouvé le. plus couve- riable pour réaliser<B>le</B> nouveau procédé est un fouir<B>à</B> chauffage électrique dans lequel les résistances de chauffage sont logées<B>à</B> des endroits appropriés<B>à</B> la charge, de sorte que toute la charge pourra être chauffée presque <B>à</B> la même température.
Par ce procédé, on peut obtenir un arti cle métallique<B>à</B> revêtement en zinc, shérar- disé, capable de résister indéfiniment aux influences provoquant la rouille, ledit revête ment ayant une densité d'an moins<B>6,5,</B> une couleur s'approchant de celle de la fonte malléable ordinaire et étant uni de telle ma nière<B>à</B> l'objet métallique qu'il ne se fendille pas, ne s'écaille pas et ne se détache pas, lorsque l'article est déformé par pliage, mar telage ou autre travail mécanique semblable.
Dans le dessin annexé<B>à</B> titre d'exemple, a été représenté, en partie schématiquement, un four convenable pour la réalisation du nouveau procédé, certaines parties étant sup posées arrachées.
Le four représenté consiste en une boîte destinée<B>à</B> recevoir la charge et montée sur ton- rillons de manière<B>à</B> pouvoir être tourné, la*- dite boîte étant munie d'élémeiitg de chauf fage électrique agissant de toutes parts sur la charge, de sorte que toutes les parties de la charge pourront être portées<B>à</B> la même température désirée et<B>y</B> être maintenues.
La boîte qui contient directement la charge est en fonte, et est désignée par<B>1</B> au dessin; elle est fermée par un couvercle 2, également en fonte. Contre chacun des cinq côt a, de la boîte et le couvercle sont adaptés extérieure ment des éléments de chauffage électr' ique <B>3</B> en forme de rubans métalliques maintenus en place par des plaques de retenue 4 ou<B>7</B> et isolés<B>à</B> la fois de la boîte et du couvercle ainsi que des plaques 4 par des feuilles<B>de</B> matière isolante<B>5, 6</B> en micanite. La boîte proprement dite ainsi que son couvercle sont pourvus d'une enveloppe extérieure en tôle.
La partie de cette enveloppe correspondant <B>à</B> la boîte proprement dite est indiquée en<B>8</B> et celle correspondant au couvercle est indi quée en<B>9.</B> Cette enveloppe est disposée de telle manière qu'un espace considérable se trouve ménagé entre elle et les éléments de chauffage et dans cet espace est logée une substance isolante contre la déperdition de la chaleur, telle que de l'amiante, de la laine de scories etc., comme on le voit en <B>10.</B> et<B>11.</B>
Le couvercle<B>(le</B> la boite du foin est main tenu en place par deux barres de serrage 12 et<B>13</B> dont les extrémités pénètrent<B>à</B> tra vers des ceils 14 solidaires de la boîte<B>1</B> et passant<B>à</B> travers des orifices appropriés du couvercle. Des vis<B>de</B> serrage<B>16</B> vissées dans les barres 12 et<B>13</B> appuient contre des sail lies<B>17</B> solidaires du couvercle 2 et passent <B>à</B> travers des ouvertures de la partie<B>9</B> de l'enveloppe en tôle. Des boulons<B>18 à</B> ceil terminal sont prévus pour permettre de son- lever et de retirer le couvercle, lorsque, les dispositifs de serrage décrits ont été enlevés.
Toute la boîte est montée sur deux tou rillons dont Lin est désigné par<B>19,</B> et qui sont tenus dans des paliers 20. Une vis sans fin 21 et une roue hélicoïdale 22 permettent de donner<B>à</B> la boîte un mouvement lent de rotation. Des anneaux<B>23,</B> 24 et<B>25</B> montés sur un bout d'arbre saillant<B>26</B> et coopérant avec des frotteurs d'alimentation du courant, non représentés, servent<B>à</B> ainener le courant aux éléments de chauffage électrique de la boîte. Trois amicaux ont été prévus pour que la connexion avec les éléments<B>de</B> chauffage électrique puisse, être mise en série oui en parallèle pour<B>le</B> réglage du courant.
Ainsi lors de la mise en marche de Pappareil les éléments de chauffage électrique peuvent être reliés suivant deux sections mises en paral lèle et lorsque la température désirée est atteinte,, les connexions peuvent être chan gées pour leur mise en série, un réglage plus étendu étant abandonné<B>à</B> des régulateurs externes appropriés.
Pont- que la température de la charge puisse être contrôlée convenablement, des thermomètres sont placés dans des tubes<B>27</B> traversant les parois de la boîte du fouir et allant jusqu'au voisinage de la charge;<B>28</B> désigne un de ces thermomètres affectant nue forme coudée. Dans l'exécution dut nouveau procédé, il est important que la température de la charge dans le tambour de shérardisation soit portée aussi vite que possible<B>à</B> la température du fonctionnement, vu que le recouvrement shé- rardisé qui est déposé<B>à</B> des températures inférieures<B>à</B> celle dudit fonctionnement est de moindre qualité, et par suite plus le.
temps employé pour atteindre, la température du fonctionnement sera court, moins sera grande la proportion de ce recouvrement de qualité inférieure par rapport au revêtement total. Dans ce but, lors de la mise en train de l'opération<B>de,</B> shérardisation, le courant électrique appliqué aux résistances<B>de</B> chauf fage est pris beaucoup plus grand<B>à</B> l'origine qu'après que la température. désirée a été atteinte. Lorsque la température de<B>'350 à</B> <B>375" C</B> désirée pour le fonctionnement est atteinte, le courant électrique est réglé pour que la température de la charge reste entre les limites indiquées et cette température petit être constamment contrôlée par les thermomètres tels que<B>28.</B>
La dut-de de l'opération de shérardisation suivant le nouveau procédé varie quelquefois suivant l'épaisseur de revêtement désiré, mais elle est toujours comprise entre<B>6</B> et<B>10</B> heures.
Si au cours de l'opération de shérardisa- tion on permet<B>à</B> la température<B>de</B> dépasser 37-5'C, <B>le</B> dépôt ou le recouvrement devient grossier et cristallin, tandis que si l'on per met<B>à</B> la température de tomber au-dessous de<B>370 0 C,</B> le recouvrement devient relative ment mou et poreux. Dans l'un et l'autre cas, le recouvrement est certainement de qualité inférieure.
Néanmoins on ne pourra obtenir toujours de bons résultats entre les limites de température ci-dessus indiquées, que si la composition du mélange est telle que sa teneur en zinc métallique est comprise entre les limités de<B>80 à</B> 92 0/0. S'il<B>y</B> entre plus de zinc métallique que 9L))/ü on risque que la masse de poussière de zinc devienne gluante et pâteuse et qu'on n'obtienne pas de recouvrement convenable,
tandis que s'il<B>y</B> entre moins de zinc métallique que 80 % on risque que le recouvrement shérardisé offre Lin caractère métallique moins défini et se rapproche conséquemment du recouvrement mou et spongieux obtenu<B>à</B> une température trop basse' et incapable de résister<B>à</B> une action corrosive.
En choisissant convenablement le tempq, on peut'obtenir un recouvrement de toute épaisseur désirée avec la plus grande exacti tude. Ceci permet de shérardiser des articles tels que des écrous et des boulons dont les filets concordent, sans qu'il soit nécessaire de recourir comme précédemment<B>à</B> un egalisage par des filières et des tarauds pour lisser les filets, les filets ayant été découpés plus minces pour compenser l'application subsé quente du recouvrement. Une particularité des recouvrements shérardisés produits avec le nouveau procédé est celle de la couleur.
Par exemple des pihces en fonte malléable, lorsqu'elles ont été traitées suivant le itou- veau procédé ont une couleur presque noire qui peut peut-être être défini comme un gris très foncé et sombre. Cette couleur est en tièrement différente de la couleur caractéris tique de la shérardisation ordinaire qui est Lin gris-argent clair et parfois même trùs clair.
Au cas d'une pièce en fonte malléable, traitée suivant le nouveau procédé, l'article, après qu'il a été enlevé du tambour de shé- rardisation, ne<B>-</B> présente pas une coloration bien différente de celle qu'il présentait avant le traitement.
La densité du revêtement est très élevée et se trouve entre<B>6,50</B> et<B>6,75.</B>
Des recouvrements obtenus par shérardi- sation, de couleur plus claire, tels que ceux obtenus antérieurement, ont (,ne densité plus faible et dont la moyenne se trouve dans le voisinage de<B>3,5.</B>
Le recouvrement obtenu par shérardi!#a- tion suivant le nouveau procédé est beaucoup supérieur au recouvrement obtenu par shé- rardisation ordinaire sous le rapport de sa capacité de résistance aux influences corro sives. Un essai ordinaire pour mesurer la valeur des recouvrements en zin(2# et connu sous le nom d'essai de Preece, consiste kt tremper l'article shérardisé dans une solution de sulfate de cuivre,<B>à</B> le laver et<B>à</B> le sécher et<B>à</B> répéter cette succession d'opérations jusqu'à ce que le recouvrement ait disparu.
Lorsqu'on applique cet essai<B>à</B> des recouvre ments faits suivant le nouveau procédé, ces recouvrements sont capables de résister<B>à 8</B> <B>à</B> 12 trempages, tandis que les recouvrements shérardisés antérieurs étaient capables de supporter seulement<B>1 à 5</B> trempages dans les mêmes conditions. La résistance<B>à</B> l'eau de mer peut aussi être mesurée en employant une boîte ou espace clos dans lequel est pro duit, air moyen d*un pulvérisateur<B>à</B> air coin- primé, une légère pluie de saumure<B>à</B> eau salée.
Les articles<B>à</B> essayer sont placés sur une.grille dans cette pluie d'eau saline.<B>Il</B> a été trouvé qu'à ce traitement le recouvre ment shérardisé ordinaire résiste seulement quelques heures et air maximum seulement 2 ou<B>3</B> jours, taudis que le recouvrement shé-' rardisé du présent procédé résiste indéfiniment, sans disparaître et sans présenter de rouille.
Les propriétés mécaniques des recouvre ments shérardisés faits suivant le nouveau procédé méritent aussi d'être signalés. Des articles ainsi recouverts peuvent être pliés, martelés on déformés autrement<B>à</B> la tempe- rature ordinaire, sans endommager aucune ment le recouvrement.
Ce dernier ne se fer)- dille pas, ne s'écaille pas et rie se détache pas lorsqu'il est soumis<B>à</B> ces travaux méca niques mais reste au contraire toujours une partie intégrante de l'objet, contrairement<B>à</B> ce qui a lieu avec les recouvrements shérar- disés produits jusqu*à maintenant.