BE1005962A6 - Procede de depot d'un metal a haut point de fusion sur une bande d'acier par evaporation sous vide - Google Patents

Abstract

On préchauffe la bande à une température d'au moins 300 degrés C sous une atomsphère non oxydante. On dépose, par évaporation sous vide, un métal à haut point de fusion sur au moins une des faces de la bande, jusqu' à ce que la couche de métal ainsi déposée ait atteint une épaisseur prédéterminée. On porte ensuite la bande revêtue à une température comprise entre sa température de recristallisation et 1050 degrés C, et on la maintient à cette température pendant au moins 5 secondes pour recristalliser la bande et le métal déposé. On la refroidit finalement jusqu'à la température ambiante. On peut ainsi former un revêtement inoxydable (Cr, Nr) sur une bande en acier doux.

Description

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  Procédé de dépôt d'un métal à haut point de fusion sur une bande d'acier par évaporation sous vide. 



  La présente invention concerne un procédé de dépôt d'un métal à haut point de fusion sur une bande d'acier par évaporation sous vide, en particulier sur une bande d'acier laminée à froid. 



  La technique du revêtement par évaporation sous vide, également appelée PVD (Physical Vapor Deposition), est connue depuis longtemps. Elle consiste à placer un objet à revêtir dans une enceinte sous vide et à vaporiser dans cette enceinte une matière de revêtement. Les vapeurs se déposent en se condensant sur les surfaces plus froides, et en particulier sur l'objet où elles forment le dépôt désiré. L'étanchéité de l'enceinte doit être aussi parfaite que possible, d'une part pour éviter toute chute du rendement de dépôt résultant d'un vide insuffisant, et d'autre part pour éliminer les risques d'oxydation ou d'autres pollutions de la matière à déposer ou de l'objet à revêtir. 



  Diverses tentatives ont été effectuées jusqu'à présent pour déposer, par évaporation sous vide, des métaux à haut point de fusion pour former des revêtements inoxydables sur des objets en acier. Ces tentatives n'ont pas connu le succès industriel en raison de plusieurs inconvénients majeurs. 



  En premier lieu, elles conduisaient à des dépôts présentant une porosité inacceptable. Ensuite, les installations utilisées n'offraient pas une étanchéité suffisante à l'entrée et à la sortie des enceintes sous vide ; il en résultait que les rendements de dépôt étaient médiocres et que la qualité des dépôts obtenus, et en particulier leur ductilité, n'était pas satisfaisante. 



  Le présent demandeur a proposé récemment un nouveau type de sas d'étanchéité, qui assure une étanchéité parfaite de l'enceinte sous vide sans le moindre risque de détérioration de la surface du produit, quelles que soient par ailleurs la forme et les dimensions de ce produit. Ce nouveau sas d'étanchéité, qui est décrit dans le document BE-A-09100672, est 

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 constitué par un bain liquide formant siphon entre l'extérieur et   l'inté-   rieur de l'enceinte sous vide, la bande franchissant un sas de ce type à l'entrée et à la sortie de l'enceinte. 



  Le but de la présente invention est de proposer un procédé permettant de réaliser, par évaporation sous vide, des revêtements inoxydables d'excellente qualité sur des substrats continus, tout en présentant des rendements de dépôt élevés grâce à une étanchéité absolue de l'enceinte sous vide. 



  Le procédé de la présente invention s'adresse essentiellement à un substrat constitué par une bande d'acier laminée à froid présentant une teneur en carbone inférieure à 0,02 %, de préférence inférieure à 0,005 %, ce carbone étant avantageusement fixé par au moins un élément tel que Ti, Nb, V. L'acier peut encore contenir un ou plusieurs des éléments suivants : 0, 05-2 % Mn, maximum 3 % de Cr, Al et/ou Si, éventuellement ajoutés pour lui conférer une résistance mécanique appropriée à froid et/ou à chaud. 



  Conformément à la présente invention, un procédé de dépôt d'un métal à haut point de fusion sur une bande d'acier par évaporation sous vide, dans lequel on préchauffe la bande avant de la revêtir par évaporation sous vide, est caractérisé en ce que l'on préchauffe la bande à une température d'au moins 300*C sous une atmosphère non oxydante, en ce que l'on dépose, par évaporation sous vide, ledit métal à haut point de fusion sur au moins une des faces de la bande, jusqu'à ce que la couche de métal ainsi déposée ait atteint une épaisseur prédéterminée, en ce que l'on porte la bande revêtue à une température comprise entre sa température de recristallisation et   1050.

   C,   en ce qu'on la maintient à cette température pendant au moins 5 secondes pour recristalliser la bande et le métal déposé, et en ce qu'on la refroidit finalement jusqu'à la température ambiante. 



  De manière connue en soi, la bande d'acier, qui se trouve initialement enroulée en bobine, est habituellement soumise à des opérations de dégraissage, de nettoyage et éventuellement d'avivage de la surface, avant l'opération de revêtement. 

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  Le préchauffage de la bande peut être opéré sous une atmosphère réductrice, par exemple de type HNX, de préférence dans une enceinte séparée de l'enceinte de revêtement proprement dite ; la bande doit alors passer directement de l'enceinte de préchauffage à l'enceinte de revêtement, sans exposition à l'air. 



  La bande peut également être préchauffée sous vide, de préférence dans l'enceinte de revêtement, en particulier par voie électrique. 



  La température de préchauffage est avantageusement choisie en fonction du point de fusion du métal à déposer. En effet, le métal vaporisé qui se dépose sur la bande cède à celle-ci, en se condensant, une certaine quantité de chaleur qui contribue à échauffer la bande. 



  Il est possible de régler cet échauffement de telle sorte que la température de la bande revêtue se rapproche de, et de préférence atteigne, la température de recristallisation de la bande et du revêtement, à savoir au moins 700 C, afin de favoriser l'adhérence du revêtement sur la bande d'acier. 



  La nature du métal déposé et/ou l'épaisseur du revêtement peuvent être telles que la température atteinte par la bande revêtue soit insuffisante pour provoquer la recristallisation désirée. Dans ce cas, on chauffe la bande revêtue, de préférence par voie électrique, jusqu'à la température requise comprise entre la température de recristallisation de la bande et/ou du revêtement et   1050'C,   et de préférence entre   7500C   et   1000. C.   



  Pour conduire ce chauffage de manière optimale, la température de la bande peut être mesurée, éventuellement en continu, par tout moyen connu. 



  La température de recristallisation de la bande peut être différente de celle du revêtement. Il faut comprendre que la température de recristallisation considérée ici est la plus élevée des deux valeurs de températures de recristallisation correspondant respectivement à la bande et au revêtement. 

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 La durée de maintien de la bande revêtue à cette température dépend en particulier de la nature du métal déposé, de l'épaisseur du revêtement et de la température. 



  Au sens de la présente invention, il faut comprendre que le métal déposé peut être un métal unique, tel que le chrome ou le nickel, ou un mélange de métaux tels que le chrome et le nickel évaporés simultanément dans l'enceinte sous vide. On peut également déposer des couches de métaux différents en faisant passer la bande dans des enceintes sous vide successives, le chauffage de recristallisation étant opéré ensuite. 



  Comme on l'a indiqué plus haut, il est important que la bande d'acier présente une teneur en carbone libre aussi faible que possible. Il faut en effet éviter au maximum la diffusion de carbone dans le revêtement au cours de l'opération de recristallisation à haute température. La présence de carbone dans le revêtement rendrait celui-ci vieillissant et dégraderait son aptitude à la déformation. 



  Le maintien de la bande revêtue à la température de recristallisation ne constitue pas un recuit de survieillissement du revêtement. La recristallisation opérée supprime la porosité du revêtement et améliore sa ductilité. De plus, ce recuit peut provoquer la formation de composés intermétalliques par réaction entre la bande et le revêtement. 



  A l'entrée et à la sortie de l'enceinte de revêtement sous vide, la bande passe de préférence par des sas constitués par des bains liquides formant siphons entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte sous vide. 



  Il ne sortirait pas du cadre de l'invention que le bain liquide du sas d'entrée, respectivement du sas de sortie de l'enceinte sous vide, contribue au préchauffage de la bande, respectivement au refroidissement final de la bande revêtue. De même, une bande revêtue de métal à haut point de fusion peut encore recevoir ultérieurement un revêtement supplémentaire, tel qu'un revêtement de zinc par galvanisation au trempé sur une face ou sur les deux faces.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de dépôt d'un métal à haut point de fusion sur une bande d'acier par évaporation sous vide, dans lequel on préchauffe la bande avant de la revêtir par évaporation sous vide, caractérisé en ce que l'on préchauffe la bande à une température d'au moins SOO'C sous une atmosphère non oxydante, en ce que l'on dépose, par évaporation sous vide, ledit métal à haut point de fusion sur au moins une des faces de la bande, jusqu'à ce que la couche de métal ainsi déposée ait at- teint une épaisseur prédéterminée, en ce que l'on porte la bande revêtue à une température comprise entre sa température de recristal- lisation et 1050 C, en ce qu'on la maintient à cette température pen- dant au moins 5 secondes pour recristalliser la bande et le métal dé- posé,

   et en ce qu'on la refroidit finalement jusqu'à la température ambiante.
2. 2. Procédé de dépôt suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le préchauffage de la bande est opéré sous une atmosphère réductrice, par exemple de type HNX.
3. 3. Procédé de dépôt suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le préchauffage de la bande est opéré sous vide.
4. 4. Procédé de dépôt suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on mesure la température de la bande revêtue, au moins à la fin de l'étape de revêtement, et en ce que l'on utilise cette valeur mesurée de la température de la bande revêtue pour con- duire le chauffage jusqu'à la température prédéterminée pour la re- cristallisation.
5. 5. Procédé de dépôt suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on dépose sur la bande un métal unique, tel que le chrome ou le nickel. <Desc/Clms Page number 6>
6. 6. Procédé de dépôt suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on dépose sur la bande un mélange de métaux, tels que le chrome et le nickel, évaporés simultanément dans Ten- ceinte sous vide.
7. 7. Procédé de dépôt suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on dépose des couches de métaux différents par évaporation sous vide sur la bande en faisant passer celle-ci dans des enceintes sous vide successives dans lesquelles sont évaporés lesdits métaux respectivement, et en ce que l'on opère un seul chauffage de recristallisation lorsque le dépôt des différentes couches est terminé.
8. 8. Procédé de dépôt suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise une bande en acier laminée à froid présentant une teneur en carbone inférieure à 0,02 %, et de préférence inférieure à 0,005 %.
9. 9. Procédé de dépôt suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'à l'entrée et à la sortie de l'enceinte sous vide, on fait passer la bande par des sas constitués par des bains liquides formant siphons entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte sous vide.
10. 10. Procédé de dépôt suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'on préchauffe, respectivement on refroidit la bande lors de son passage dans le bain liquide du sas d'entrée, respectivement du sas de sortie de l'enceinte sous vide.