Procédé de protection de dispositifs pour la galvanisation de produits métalliques

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un procédé de protection de dispositifs pour la galvanisation de produits métalliques. Il est applicable, de façon particulièrement intéressante, dans le cas de la galvanisation en continu de tôles en acier, surtout lorsque cette galvanisation ne doit s'effectuer que sur une seule face.

[0002] La description qui suit est axée sur ce dernier cas, mais c'est là uniquement à titre d'exemple, sans aucun caractère de limitation.

[0003] On sait que dans le cadre des utilisations de tôles d'acier dans l'industrie automobile, la protection de celles-ci s'effectue par galvanisation sur une seule face,l'autre face étant destinée à être recouverte d'une couche de peinture.

[0004] La réalisation de la galvanisation sur une seule face peut s'effectuer de plusieurs manières, par exemple par dépôt électrolytique ou bien par immersion sur les deux faces et ensuite enlèvement de la majeure partie du dépôt sur une des deux faces par des moyens électrolytiques ou mécaniques.

[0005] Suivant d'autres procédés, on envisage le dépôt, sur une des faces avant galvanisation, d'un produit empêchant le contact avec le zinc et l'enlèvement de ce produit, après l'opération de galvanisation.

[0006] Dans un brevet antérieur, la même demanderesse a proposé un dispositif de galvanisation sur une seule face qui permet son utilisation sur des lignes de galvanisation existantes avec des modifications mineures de ces lignes.

[0007] Ce procédé est caractérisé en ce que la tôle, avant mise en contact avec le bain de zinc, est enroulée autour d'un cylindre tournant, partiellement immergé dans le bain de zinc. Le contact de la tôle avec le cylindre à l'entrée se fait avant le contact de la tôle avec le zinc, et à la sortie se continue après que le contact tôle - zinc ait été interrompu, la face adhérant sur le cylindre n'étant ainsi pas soumise au contact avec le zinc.

[0008] Pour la bonne opération de ce système, il convient évidemment que la surface du cylindre autour duquel la tôle est partiellement enroulée soit traitée de manière à ce qu'elle ne soit pas réactive vis-à-vis du zinc. En particulier, les extrémités du cylindre qui ne sont pas en contact avec la tôle ne peuvent ni se galvaniser ni entraîner de zinc, de manière à éviter le contact du zinc avec la face de la tôle à cacher lors des mouvements latéraux de la tôle qui ne peuvent être évités ou lors des changements de largeur de tôle.

[0009] A la connaissance du demandeur, aucun procédé réellement efficace n'a,jusqu'à présent, été proposé pour résoudre le problème auquel la présente invention a pour objet d'apporter une solution particulièrement intéressante. Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on constitue au moins la couche superficielle du cylindre à traiter, au moyen d'un ou plusieurs des constituants des quatre groupes ci-après, pris isolément ou en combinaison :

1. groupe des oxydes,

2. groupe des silicates,

3. groupe des zirconates,

4. groupe dit "mixte".

[0010] Le groupe des oxydes comporte les oxydes de Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Zr, Cr, W, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, B, Al, Si, Ge, Sn, Pb. Le groupe des silicates comporte les silicates de Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al, Sn, Pb.

[0011] Le groupe des zirconates comporte les zirconates de Mg, Ca, Sr. Ba.
Le groupe dit "mixte" comporte les serpentines, les amphiboles, le carbure de silicium.

[0012] Dans le cas particulier où l'on fait usage d'un matériau comportant du silicate d'aluminium, la teneur pondérale la plus intéressante en Al₂0₃ est comprise entre 35 % et 75 % du poids du dit matériau, utilisable directement soit sous forme de poudre, soit sous forme de fibres.

[0013] Un cylindre dont la surface est ainsi constituée, présente les avantages ci-après :

- absence de réaction avec le zinc,

- absence d'entraînement du zinc lors de la rotation du cylindre,

- non-mouillabilité par le zinc,

- résistance mécanique élevée, même superficiellement,

- facilité de constitution.

[0014] Plusieurs méthodes peuvent être utilisées avec profit pour constituer la dite couche. On peut notamment appliquer les dits oxydes directement sur le cylindre ou les former "in situ" (par exemple par chauffage dans l'air à environ 1000°C), après application, sous forme de peinture, du métal correspondant, la dite application se faisant à l'intervention d'un liant tel que par exemple des silicates organiques (silicate d'éthylène), des silicates alcalins (K, Na, Li), ou de la silice colloîdale, laquelle peut également servir au colmatage de la surface ainsi recouverte.

[0015] Suivant une autre méthode efficace, le dépôt se fait au moyen d'une torche plasma mettant en oeuvre le matériau considéré pour constituer le revêtement protecteur.

[0016] Dans ce dernier cas, il y a avantage à constituer une sous-couche à base de nickel et/ou d'aluminium, également déposée par plasma.

[0017] Parmi les matériaux cités ci-dessus, la préférence est donnée au Zr Mgo3.

[0018] Suivant une autre variante avantageuse, spécialement dans le cas où le matériau destiné à constituer le revêtement protecteur est déposé par torche plasma sur le cylindre, on dépose sur la dite couche protectrice, un film de silicate d'éthyle, lequel, sous l'action de la chaleur, se décompose avec formation de silice qui obstrue les micropores pouvant se trouver sur la surface extérieure de la couche protectrice. Préférem- ment, le dit silicate d'éthyle est hydrolysé, ce qui facilite la formation de la silice.

[0019] A titre d'exemple, signalons qu'un revêtement a été réalisé par projection d'abord d'une couche intermédiaire en alliage nickel- aluminium, suivie de la projection de zirconate de magnésium L'épaisseur totale du revêtement était d'environ 400 microns. Les plaquettes revêtues de ce revêtement ont été immergées dans le zinc, pendant deux mois et à l'issue de cet essai, aucune attaque n'a été observée ni d'ailleurs aucun entraînement appréciable de zinc par adhérence. Ce même produit a été également utilisé après application sur un cylindre équipant une ligne pilote. Au cours de ces essais, on a constaté que le revêtement d'une épaisseur totale de 450 µm, soit 300 µm pour le Zr. Mg0₃ et 150 µm pour la sous-couche NiAl, non seulement a tenu parfaitement au cours du passage de la tôle d'acier, mais a assuré également l'imperméabilité vis-à-vis du zinc, de la face de l'acier qui était à protéger. On a pu en effet constater que la grande énergie interfaciale entre le zinc et le revêtement conduisait à des forces de capillarité négatives, empêchant toute infiltration du zinc entre la tôle et le cylindre, même lorsqu'un interstice se formait accidentellement.

[0020] Le procédé décrit ci-dessus est également applicable dans le cas de protection de l'intérieur de la cuve de galvanisation (cuve en acier devant contenir du zinc) ou d'accessoires divers : gaines de thermocouple, outils, etc...

Revendications

1. Procédé de protection de dispositifs destinés à la galvanisation de produits métalliques, et en particulier de cylindres d'entraînement en continu de tôle à galvaniser sur une seule face, caractérisé en ce que l'on constitue au moins la couche superficielle des dits cylindres, au moyen d'un ou plusieurs constituants des quatre groupes ci-après, pris isolément ou en combinaison :

1. groupe des oxydes,

2. groupe des silicates,

3. groupe des zirconates,

4. groupe dit "mixte".

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe des oxydes comporte les oxydes de Mg, Ca, Sr, Ba, Ti Zr, Cr, W, Fe, Co, Ni, Zn, Cd, B, Al, Si, Ge, Sn, Pb.

3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe des silicates comporte les silicates de Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, B, Al, Sn, Pb.

4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe des zirconates comporte les zirconates de Mg, Ca, Sr, Ba.

5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le groupe dit "mixte" comporte les serpentines, les amphiboles, le carbure de silicium.

6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche superficielle comporte du silicate d'aluminium, la teneur pondérale la plus intéressante en Al₂O₃ étant comprise entre 35 % et 75 % du poids du dit matériau.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on applique les oxydes directement sur le cylindre.

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les oxydes sont formés sur le cylindre, par dépôt préalable, sur celui-ci, du métal correspondant, suivi d'un chauffage à température et sous atmosphère appropriée pour provoquer l'oxydation "in situ".

9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le contact entre le matériau déposé et le cylindre est facilité par la présence de silicate, organique ou alcalin, ou de silice colloidale.

10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dépôt est fait à l'intervention d'une torche plasma.

11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que, avant dépôt du matériau de couverture, on dépose sur le cylindre, également ou de préférence par plasma, une sous-couche à base de nickel et/ou d'aluminium.

12. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le matériau déposé est constitué principalement de zirconate de magnésium.

13. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendicationsl à 12, caractérisé en ce que sur le revêtement protecteur, déposé de préférence par plasma sur le cylindre, on dépose un film de silicate d'éthyle, de préférence hydrolysé.