<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE POUR RECOUVRIR D'UNE COUCHE DE ZINC LES OBJETS
DE FER OU D'ACIER ET PRODUITS EN RESULTANT "
Cette invention est relative aux procédés pour galvaniser ou recouvrir d'une couche de zinc les objets de fer ou d'acier et spécialement le fil de fer ou d'acier.
Le but primaire de l'invention est d'établir un objet revêtu de zinc ou galvanisé, et spécialement du fil de fer ou d'acier galvanisé, dont la couche de zinc adhère fermement au métal de base et ne soit pas sujette a peler ou à s'écailler même lorsqu'elle est soumise à des flexions ou des torsions brusques, ce qui a lieu par exemple lorsqu'on enroule le fil autour d'un noyau du même diamètre que lui.
D'autres buts sont d'obtenir ce revêtement de zinc perfection- sans nuire aux propriétés mécaniques et électriques telles que la résistance à l'extension, l'allongement et la résisti-
<Desc/Clms Page number 2>
vite électrique, tout en effectuant une économe par l'obten- tion d'un revêtement plus satisfaisant et plus durable à l'aide d'une quantité de zinc plus faible que celle qui était nécessaire jusqu'à ce jour.
En vue de la réalisation des buts précités et d'autres, l'invention réside essentiellement dans un procédé pour recouvrir d'une couche de sine un objet de fer'ou d'acier qui consiste à amener l'objet, par un apport avec pénétration résultant d'une modification chinique, à un état superficiel chimiquement différent et tel que la couche de zinc ultérieu- rement appliquée sur la dite surface y adhérera mieux, tout en maintenant les parties dudit objet, autres que sa surface essentiellement non modifiées, et à appliquer ensuite une couche de zinc sur cet objet.
Pour mettre l'invention en pratique, l'objet à base de fer, par exemple un fil defer ou d'acier à faible teneur en carbone, est soumis, avantageusement après qu'il a été réduit au diamètre auquel il doit être galvanisé, et de pré- férence par une opération continue dans lecas d'un fil métal- lique, à un traitement superficiel approprié, réalisé avan- tageusement en faisant passer l'objet à travers un bain, en vue de prépaper la surface pour l'application de la couche de zinc ; etl'on applique ensuite cette couche.
La demande- resse n'est pas absolument certaine de l'action de ce bain de traitement à la surface, nais le bain qu'elle a employé avec le plus de succès contient une matière carbonisante telle qu'un mélange de cyanures du commerce, en toutes proportions appro- priées, maintenu à l'état fondu à une température avantageu- sement comprise entre 6490 et 704 C. La demanderesse pense que ce traitement exerce une action de carbonisation super- ficielle sur le corps à base defer (ou de métal ferreux et produit ainsi une surface relativement riche en carbone.
Dans tous les cas, ce traitement exerce sur la surface du corps à base de fer une action telle que lorsqu'on applique ensuite
<Desc/Clms Page number 3>
la couche de zinc, par exemple en faisant passer le fil mé- tallique ainsi traité à travers un bain de zinc fondu, on obtient une meilleure adhérence de la couche, et celle-ci acquiert des propriétés mécaniques supérieures. La demande- resse pense que la nature supérieure du revêtement du zinc obtenu est due en première ligne à l'action carbonisante su- perficielle susmentionnée exercée sur le corps à base de fer, mais il est aussi possible qu'elle soit due à l'état amélioré de la surface du corps à base defer ou à une combinaison de ces facteurs.
En outre, en faisant passer le fil métallique à travers le bain susmentionné, la demanderesse a trouvé qu'on obtient non seulement cet effet de traitement de surface, consistant probablement en une carbonisation superficielle sur une épaisseur très faible, mais, en outre, au moins deux effets additionnels et très avantageux.
En premier lieu, la deman deresse a trouvé qu'on obtient un recuit très efficace du fil à la suite de ses divers passages à travers les filiè- res jusqu'à ce point; desorte qu'il est complètement possible de supprimer le four à recuire usuel qui avait toujours été considéré comme nécessaire antérieurement après que le fil avait été réduit par étirage à un certain diamètre. En second lieu, la demanderesse a trouvé que le bain dsels fondus pro- duit, en addition au traitement superficiel et aux effets de recuit, une action de nettoyage très efficace, de sorte qu'il est possible de supprimer ou de diminuer la période d'immersion dans le ou les bains acides à travers lesquels on faisait usuellement passer lefil recuit en vue de le nettoyer juste avant de le faire pénétrer dans le zinc fondu,
mais la deman- deresse préfère conserver un bain d'acide court, ou prévoir un bain de chlorure de zinc ou autre, juste avant le bain de zinc fondu, dans le but defaciliter la fusion comme il est désirable.
<Desc/Clms Page number 4>
Ainsi, en imergeant l'objet à base de fer dans le susdit bain dels fondus, on obtient un traitement ther- mo-chimiquue très efficace et présentant beaucoup d'avantages.
Par l'appellation "traitement thermo-chimique", on entend la production dans le corps à base de fer (ou de métal ferreux) d'un apport avec pénétration de matière à la fois par une modi- fication chimique et par un traitement thermique, par exemple un recuit et une carbonisation superficielle, l'un et l'autre de ces résultats étant obtenus dans le bain de sels fondus suintant l'invention*
En raison du fait qu'on évite ou diminue la période d'ersion dans un acide, la perte de fer est pratiquement supprimée, car le traitement thermo-chimique n'occasionne essentiellement aucune perte de ce genre. En outre, la denan- deresse pense qu'on évite l'occlusion d'hydrogène dans la sur- face du corps à base de fer corne elle se produit dans le trai- tement par l'acide.
Ceci peut contribuer à la production de l'état superficiel qui assure une Meilleure adhérence de la couche devine lorsqu'on applique celle-ci ultérieurement.
Il est préférable de traiter le fil métallique dans ce bain de sels fondus après qu'il a passé à travers toutes les filières nécessaires pour le réduire au diamètre désiré, en vue d'obtenir l'action de nettoyage et de recuit juste avant le revêtement ou galvanisation proprement dite. Toute- fois, en ce qui concerne la production d'un revêtement de zinc qui soit peu sujet à s'écailler, il n'est pas essentiel que ce traitement superficiel soit réalisé à cette phase du procédé. Il peut être réalisé à toute moment antérieur du procédé, nais il se peut qu'il soit alors nécessaire d'effec- tuer un second traitement de recuit et de nettoyage juste avant la galvanisation en raison des actions intermédiaires exercées sur le fil.
Lorsqu'un second traitement de recuit et de nettoyage est effectué, ce traitement peut être réali-
<Desc/Clms Page number 5>
se soit en faisant passer le fil à travers un second bain si- milaire de sels fondus suivant l'invention, soit en procédant de l'ancienne manière consistant à faire passer le fil à tra- vers un four à recuire, puis à travers un bain acide en vue de le nettoyer. En d'autres ternes, l'effet superficiel que produit le bain de sels fondus suivant l'invention accompagne le fil dans toute l'étendue de son trajet à travers la série de filières ou dans toute partie de ce trajet qui peut être désirable.
En conséquence, la demanderesse a trouvé qu'il est même possible d'appliquer ce procédé de recuit et de nettoyage aux barres originales d'environ 6,3 millimètres de diamètre à partir desquelles s'effectue l'étirage dans la fabrication du fil métallique, et d'obtenir ainsi un nettoyage très ef- ficace. Ceci rend possible d'éviter le traitement de nettoya- ge long et assez compliqué auquel les barres étaient ...usuelle- ment soumises avant l'étirage. En outre, en évitant le dé- capage à l'acide qui fait partie du traitement préparatoire usuel, on supprime dans une grande mesure la perte de fer et l'occlusion d'hydrogène susmentionnées et, en outre, on diminue ou supprime la tendance du fil métallique à devenir cassant.
Ce nettoyage préliminaire et ce traitement préli- minaire effectués dans le bain de sels fondus peuvent être complétés par un pu plusieurs traitements de recuit et de nettoyage subséquents, que ces traitements soient effectués de la même manière ou de quelqu'autre manière. Dans tous les cas, qu'il soit suivi ou non d'un traitement consitant à faire passer le fil à travers un bain de sels fondus, ce traitement préparatoire produit sur la surface un certain ef- fet, probablement un effet de carbonisation, qui persiste pendant toute la durée des opérations subséquentes et rend possible d'appliquer, si on le désire, un meilleur revêtement de zinc, lorsque le diamètre final a été atteint.
<Desc/Clms Page number 6>
En outre, le demanderesse a trouvé que ce traitement de la surface du fil métallique dans le bain de sels fondus a un certain effet de préservation, alors semé qu'il ne serait pas suivi de la galvanisation. En d'autres termes, on consta- te qu'un fil métallique qui a été traité par son passage à travers le bain de sels fondus suivant l'invention est moins sujet à la corrosion que le même fil qui n'a pas ainsi été traité. Le fil métallique soumis au traitement thermo-chimi- que possède une surface très dense et très lisse et cet état de la surface persiste dans des conditions défavorables, Mené lorsque la protection n'est pas conplétée ( par exemple par galvanisation).
En addition, on constate que ce traitement de la surface du fil métallique, qui consiste à la faire passer 3. travers le bain de sels fondus, n'a pas d'effet nuisible sur les propriétés électriques et Mécaniques du fil, de sorte que tous les avantages d'une faible teneur en carbone sont conservés et qu'on obtient en outre de nouveaux avantages.
Dans l'application du bain de sels fondus suivant l'invention, on a trouvé qu'il est possible de modifier la composition du bain considérablement. il semble préférable que le bain contienne un peu de matière carbonisante mélangée avec d'autres corps servant principalement d'agents de rem- plissage ou de diluants. Un mélange très avantageux qui a été employé par la demanderesse contient 60% de cyanure de sodium. En outre,la température du bain peut varier consi- dérablement, mais la demanderesse a trouvé que le traitement est réalisé d'une façon très efficace à des températures comprises entre 6490 environ et 704 C environ.
Le bain de sels fondus peut être reouvert d'une couche de coke, mince, si on le ,désire, pour diminuer l'expo- sition à l'atmosphère et la perte de chaleur par rayonnement
<Desc/Clms Page number 7>
qui en résulte. Cette couche de coke peut aussi servir en partie à essuyer le fil métallique à sa sortie du bain, ce qui effectue une diminution de la perte en sels.
Le bain est préférablement disposé de façon que le fil n'y reste que pendant une période de courte durée. La demanderesse n'a trouvé trop courte aucune des périodes d'im- mersion qu'elle a essayées, même en réduisant cette période à 7 ou 8 secondes, mais préfère une immersion d'environ 15 secondes en vue d'obtenir un recuit plus complet et un net- toyage désirable, ainsi que le traitement superficiel désiré, et permettre des variations plus grandes dans la période d'im- mersion et la température du bain.
Les dessins annexés représentant un appareil per- mettant de réaliser le procédé suivant l'invention et d'obte- nir les produits suivant l'invention.
La fige 1 est une coupe verticale longitudinale mon- trant schématiquement un appareil servant à produire le traite** ment superficiel, le recuit et le nettoyage d'un fil métalli- que par un traitement thermo-chimique après qu'il a été étiré au diamètre désiré, et à galvaniser ce fil à la suite de ce traitement thermo-chimique, le tout par une opération continue.
La fig. 2 est une coupe verticale longitudinale montrant schématiquement un appareil servant à effectuer le traitement superficiel et le nettoyage de barres par une opé- ration continue à titre de préparation pour la fabrication de fil métallique par étirage.
On se référera d'abord à l'appareil de la fig. 1 : la fil métallique 10 à base de fer, par exemple en fer ou en acier à faible teneur en carbone, est supposé avoir passé préalablement à travers les filières de réduction désirées jusqu'au moment où ilaatteint le diamètre auquel on désire le galvaniser.
On le fait alors passer à travers une cuve 11 contenant le bain de sels carbonisants fondus suivant l'in-
<Desc/Clms Page number 8>
vention ; puis, après un intervalle de temps suffisant pour lui permettre de se refroidir dans une certaine mesure, à travers un bain d'eau 12 en vue d'enlever les sels suscep- tibles d'y adhérer; puis à travers un bain 13 propre à favo- riser la fusion et constitué par tout fondant approprié tel que l'acide chlorhydrique ou le chlorure de 'zinc, puis à tra- vers un bain 14 de zinc fondu dans lequel s'effectue la galvanisation du fil métallique. En sortant du bain de gal- vanisation 14, le fil passe à l'enrouler¯lent 15. Tout ceci s'ef- fectue en une opération continue, le fil se mouvann d'une façon continue dans le sens des flèches.
La couche de zinc peut être appliquée de diverses façons, mais la demanderesse préfère l'appliquer, spéciale- ment dans le cas d'un fil métallique, en faisant passer ce fil à travers un bain de zinc fondu. Le bain de rivant sa - tion 14 est avantageusement maintenu de toute manière connode à une température comprise entre 450 et 482 C environ; Hais cette température peut être modifiée suivant que l'opérateur le jugera désirable.
Si on le désire, et ainsi qu'il est usuellement avan- tageux, une plaque chaude 16 peut être intercalée entre le bain de fondant 13 et le bain de zinc fondu 14, afin que le fil soit sec au moment où il pénètre dans le zinc fondu.
Le bain thermo-chimique 11 contient les sels carbo- nisants fondus 17 susmentionnés, préférablement recouverts d'une couche de coke 18. Ces sels 17 sont maintenus à une température un peu supérieure à leur point de fusion et avan- tageusement comprise entre 649 et 7040 C, par exemple par un foyer 19 disposé au-dessous de la cuve 11. Pour évacuer les fumées, une hotte 20 est préférablement prévue au-dessus de la cuve 11. Le bain 11 sert à donner à l'objet le traite- ment superficiel désiré, qui constitue le but fondamental de la présente invention.
Il a en outre pour effet de produire
<Desc/Clms Page number 9>
le recuit et le nettoyage désirés, ce qui permet de supprimer le four à recuire usuel et ce qui a comme résultat que le bain acide n'est plus nécessaire en vue du nettoyage, quoi- qu'un bain acide court 13 puisse être employé comme fondant.
On se référera maintenant à l'appareil de la fig. 2 : la barre 10' à partir de.laquelle s'effectue la série d'opé- rations d'étirage passe à travers un bain 11' contenant le bain de sels carbonisants fondus suivant l'invention ; puisà travers un bain d'eau 12' servant à enlever les sels suscep- tibles d'adhérerr; puis à l'enrouleur 15' ; tout en une opé- ration continue;. Les sels fondus 17' de la cuve 11' produi- sent un traitement thermo-chimique sur la basre 10' et la nettoient efficacement; de sorte que le fil enroulé sur la bobine 15' est prêt à passer aux filières d'étirage.
Les sels 17' de la cuve 11' sont maintenus à l' état .fondu par un foyer 19' situé au-dessous et peuvent tête recouverts d'une couche de coke 18', si on le désire, quoique cela ne soit pas nécessaire. De préférence, une hotte 20' est placée au-dessus de la cuve 11' pour évacuer les fumées.
Si on le désire, dans le but d'abréger le temps d'immersion dans le bain 11' de sels fondus, on peut faire passer les barres 10' à travers un bain 25 de plamb fondu juste avant de les faire pénétrer dans le bain 11'. Le plamb fondu du bain 25, lorsqu'on emploie ce bain, sert à chauffer la barre, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de soumettre cette barre à une élévation de température aussi grande dans le bain de sels fondus et que la période d'immersion dans les sels fondus peut être diminuée. Le bain 25 de plomb fondu constitue ainsi simplement un dispositif de chauffage préli- minaire pour la barre ou le fil métallique et peut être em- ployé comme tel dans la mise en pratique de l'invention, mais il est bien entendu qu'il constitue simplement un traitement ' préliminaire commode et qu'il n'est pas essentiel. Il n'a pas été représenté dans la fig. 1.