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La manière habituelle de former un revêtement de phosphate sur un fil métallique consiste à immerger un rouleau du fil dans un bain formé d'une solution chaude de phosphate. Il faut environ 10 minutes pour former un revêtement qui facilite de manière satisfaisante l'étirage sub- séquent du fil. Cependant les revêtements ainsi obtenus ne sont pas régu- liers. des zones nues pouvant se former par suite du contact mutuel et du recouvrement des spires du rouleau, surtout en son milieu. En outre la pé- nétration des solutions au centre des rouleaux est mauvaise de sorte que - les solutions seront fortement surchargées vers le centre des rouleaux, ce qui'donne des revêtements d'une qualité inférieure aux revêtements de l'ex- térieur des roule-aux.
On sait que les revêtements de phosphates formés par pulvéri- sation d'une solution de phosphate sur une surface métallique, par exemple une carrosserie d'automobile, se font en beaucoup moins de temps, à savoir une minute environ.
On a découvert à présent de manière inattendue qu'il était possible de former des revêtements de phosphate sur des fils ou des bandes mobiles par immersion pendant un temps très court.
La présente invention consiste à faire passer d'une manière continue le fil ou la bande en direction axiale dans une solution phosphatique de revêtement de degré modéré d'accélération et ayant un nombre de points supérieur à 30. Le nombre de points d'une solution est égal au nombre decentimètrescubes de NaOH N/10 nécessaire pour neutraliser 10 cc. de la solution de revêtement en présence de phénolphtaléine à titre d'indicateur.
Si le degré d'accélération est trop élevé, c'est-à-dire si la solution contient trop d'accélérateur, il reste dans ou sur le revêtement de grandes quantités des produits de décomposition de l'accélérateur et une quantité insuffisante de phosphate est enlevée de la solution pour former un revêtement du poids voulu. Les revêtements formés à l'aide de ces solutions contiennent une ou sont recouverts d'une boue ou poussière blanche granuleuse. Si le degré d'accélération est trop faible, le fil métallique complètement .traité tend à présenter une pellicule amorphe, souvent bleuâtre, au lieu du revêtement cristallisé désiré. L'accélérateur introduit de préférence dans les solutions est un chlorate et le degré modéré d'accélération voulu est de préférence obtenu à l'aide des solutions définies ci-dessous.
Ces solutions de revêtement sont constituées de monophosphate avec, à titre d'accélérateur, un chlorate ou un mélange formé de ni- trate et de chlorate, les teneurs en phosphate (calculé en P2O5). en chlo- rate (calculé en 0103) et en nitrate (calculé en NO3) étant telles que le rapport chlorate + nitrate/phosphate ait une valeur comprise entre 0,3 et 0. 6.
Le revêtement de phosphate ordinairement appliqué sur les fils a pour but de faciliter l'étirage à froid qui suit. Dans les tréfileries. le fil métallique se déplace généralement à de grandes vitesses et il est donc difficile de former des revêtements sur ces fils en mouvement. On sait que l'étirage est facilité par l'application d'un revêtement de chaux ou de borax. Selon l'invention le revêtement de chaux ou de borax peut être appliqué soit en bobinant le fil métallique et plongeant la bobine dans la solution, soit en faisant passer le fil d'une manière continue dans un bain contenant la solution. Si le fil doit être magasiné pendant un certain temps avant étirage à froid ou autre traitement. il est bon de le rincer à l'eau froide directement après le revêtement phosphaté en raison de ce que le fil non-rincé a tendance à rouiller.
On peut former un revêtement satisfaisant de phosphate sur le fil en quinze secondes ou moins si on fait passer le fil en continu dans
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une solution de décapage avant son passage dans la solution phosphatée de revêtement. Quand on procède au revêtement des fils de cette manière. le nombre de points de la solution est de préférence compris entre 60 et 80.
Le nombre de points des solutions phosphatiques ordinaires utilisées pour la formation de revêtements sur les surfaces métalliques est généralement de l'ordre de 20, bien qu'il puisse parfois atteindre 40.
La demanderesse pense que c'est la présence d'une surface fraichement décapée associée au changement rapide de la solution phosphatique en contact avec la surface qui permet une formation aussi rapide du revêtement. En tout cas, il est tout à fait surprenant que l'on puisse former ce revêtement en moins de temps encore qu'il n'en faut pour un revêtement par pulvérisation. Pour mettre en oeuvre l'invention on peut faire passer le fil métallique d'une manière continue et en série, par exemple à une vitesse de 18 mètres par minute, dans un four à recuire. puis un court réservoir contenante de l'eau pour refroidir le fil. enfin un réservoir de décapage.
La solution de décapage peut consister, par exemple, en une solution froide à 10% d'acide chlorhydrique. Des poulies-guides autour desquelles se déplace le fil sont disposées de manière que la durée d'immersion du fil dans la solution décapante soit d'environ une seconde. On peut ensuite faire passer le fil dans du sable, ou matière granulaire analogue, sur lequel on fait couler de l'eau'pour enlever les dépôts charbonneux éventuels. puis dans un autre réservoir contenant de l'eau de manière à laver le fil. Celuici passe ensuite dans le bain de solution phosphatique, qui peut être de forme allongée, étroite et peu profonde et agencé de manière que le séjour du fil dans cette solution soit de sept secondes.
Le fil passe ensuite dans un nouveau bain aqueux et froid de lavage. On applique alors un revêtement de chaux ou de borax sur le fil en mouvement en le faisant passer dans un bain approprié pour une durée totale d'environ une seconde. On peut alors le sécher par passage dans une étuve ad hoc. Il est alors prêt pour l'étirage à froid et peut être envoyé directement dans les filières ou mis en bobines jusqu'au moment choisi pour l'étirage.
Si le revêtement doit être formé sur le fil en moins de quinze secondes par suite de sa vitesse de déplacement,, de l'agencement de l'in- stallation d'étirage ou de la difficulté à obtenir un revêtement satisfaisant sur un acier particulier, on peut chauffer le fil à sa sortie de la solution phosphatique de revêtement, alors qu'il est recouvert d'une pellicule de solution. Ce moyen permet de compléter la formation du revêtement amorcée au cours du passage dans la solution. On pense qu'il est nécessaire que le traitement initial du fil fournisse les noyaux assurant la formation complète du revêtement au cours du chauffage et que la pellicule de solution portée par le fil soit uniforme.
On peut effectuer le chauffage en faisant passer le fil dans une flamme gazeuse, par exemple celle d'un brûleur de Bunsen. On peut aussi l'effectuer en faisant passer le fil dans une bobine inductrice à haute fréquence. Le chauffage se fait alors dans l'air, ce qui n'affecte pas le revêtement aux températures nécessaires à la terminaison du revêtement. On doit naturellement éviter au cours de ce chauffage des conditions fo rtement oxydantes ou réductrices. Si l'on se propose de chauffer le fil, le nombre de points doit être compris entre 50 et 70.
Le métal de la solution phosphatique est de préférence le zinc et la solution doit être maintenue à la température d'équilibre ou à son voisinage. Les solutions préférées sont ainsi formulées pour que la température d'équilibre soit de 76 à 83 C.
Le poids de revêtement nécessaire à l'étirage du fil dépend du type de fil et des conditions d'étirage. D'une manière générale des revêtements pesant environ 7,5 go par mètre carré conviennent. mais il est possible de descendre jusqu'à 2.7 g. ou d'attendre 10.75 g. par mètre carré.
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Si nécessaire. on peut augmenter le poids du revêtement par addition de 0.1 à 0.2 % d'un acide alph-amino-polycarboxylique ou de 0.02. à 0.08% d'un sel de cuivre soluble.
Traités par la même solution, certains métaux acquièrent un poids de revêtement plus grand que d'autres. an peut avoir à traiter dans une même installation des fils métalliques de compositions différentes et le poids du revêtement produit peut alors être déterminé par réglage de la vitesse du fil dans la solution. chauffage ou absence de chauffage ou rég lage du nombre de points de la solution.
Le procédé suivant l'invention présente cet autre avantage que la consommation de produits chimiques est plus faible pour un poids donné de revêtement. En d'autres termes l'efficacité du procédé est plus grande que dans les procédés ordinaires. L'épuisement mécanique du bain est limité à la pellicule régulière de solution enlevée par le fil qui passe dans la solution à vitesse uniforme alors que l'enlèvement brusque d'une bobine de fil de la solution en retire une beaucoup plus grande quantité qui se trouve emprisonnée. Cette plus grande efficacité est due en partie au fait que la pellicule régulière enlevée par le fil est utilisée pour compléter la formation du revêtement.
Un autre avantage encore est que, indépendamment de la boue normale de dissociation thermique commune à tous les procédés au phosphate, la seule formation de boue qu'on constate est celle qui se produit au cours de la courte période de traitement du fil au moyen de la solution.
Voici maintenant quelques exemples.
EXEMPLE 1.
La solution de phosphate utilisée possède la composition suivante :
EMI3.1
<tb>
<tb> P04 <SEP> 4.84% <SEP> (poids/volume)
<tb>
EMI3.2
C103 1 nez, % "
EMI3.3
<tb>
<tb> NO3 <SEP> 0.20% <SEP> "
<tb> Na <SEP> 0.32% <SEP> "
<tb> Zn <SEP> 1.36% <SEP> "
<tb>
Le nombre de points de cette solution est de 80; celle-ci est chauffée à une température comprise entre 82 et 880C. On traite deux lots de fil d'acier de 1 mmo de diamètre contenant environ 0.65 % de carbone se déplaçant à une vitesse de 30 cm. par seconde et passant successivement dans un four à recuit, une solution de décapage, etc., comme on l'a dit. La durée réelle d'immersion du fil dans le bain est de 13 secondes.
Les deux lots de fil traités de cette manière sont étirés à des vitesses respectives de finissage de 600 et de 810 mètres par minute, en dix opérations, jusqu'à un diamètre de 0.42 mm.
Deux autres lots de fil non-décapés sont envoyés dans la solu- t ion de phosphate suivant une vitesse telle que la durée d'immersion soit de 13 secondes. Le fil quittant la solution passe dans la flamme d'un brûleur de Bunsen pour compléter la formation du revêtement et sécher le fil.
On fait alors immédiatement passer celui-ci dans une solution contenant environ 5 % de borax et on le sèche par passage au-dessus d'un serpentin chauffé par de la vapeur. On étire les deux lots de fil traités de cette manière à l'état humide à des vitesses respectives de finissage de 600 et de 810 mètres par minute, en dix opérations. jusqu'à un diamètre de 0,la,,2 mm.
Les résultats obtenus dans les deux cas sont aussi satisfaisants que si le
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fil avait été revêtu par immersion sous forme de rouleaux dans un bain de grand volume pendant 5 à 10 minutes.
EXEMPLE 2.
Dans cet exemple la solution de phosphate est la même que dans l'exemple 1.
Du fil de fer à 0.5% de carbone est normalisé, décapé dans de l'acide chlorhydrique froid et envoyé dans du sable sur lequel on fait couler de l'eau pour enlever les dépôts charbonneux. On le rince à l'eau et on le fait passer dans la solution de phosphate à la vitesse de 30 centimètres par seconde, la durée réelle d'immersion étant de 11 secondes. On laisse le fil sécher à l'air pendant 6 secondes, on le rince à l'eau et on le fait passer dans une solution bouillante de borax. On le sèche à l'étuve et on le bobine. On soumet alors à l'étirage humide deux lots de ce fil, d'un- diamètre de 0.91 mm., en dix passes, à 810 mètres par minutes, respectivement à des diamètres de 0,315 et de 0,233 mm.
EXEMPLE 3.
On prépare une solution de réserve par addition de 120 g. d'oxyde de zinc, 375 g. d'acide phosphorique et de 1000 g. d'eau, puis on étend 70 g. de cette solution de réserve à 1 litre et on ajoute 0.5 g. de nitrophénol-sulfonate de sodium. On obtient ainsi une solution de 40 points.
On traite du fil d'acier dans cette solution pendant 10 secondes et on le cuit comme dans l'exemple 1. On obtient un revêtement satisfaisant à cristallisation fineo
EXEMPLE 4.
On prépare une solution de réserve à l'aide de 725 g. d'oxyde de zinc, 730 g. d'acide nitrique de poids spécifique de 42 Bé, 2400 g. d'acide phsophorique à 75% et d'une quantité d'eau suffisante pour faire un total de 5.400 g. On étend 70 g. de cette solution de réserve à 1 litre et on ajoute 1,5 g. de nitrite de sodium. Le nombre de points de la solution est de 40. On traite du fil de fer dans cette solution à 71 C. pendant 10 secondes, puis on procède, à la cuisson. Le revêtement cristallin du fil est plutôt mince mais il facilite son étirage à froid.
EXEMPLE 5.
On prépare une solution de revêtement par addition de 40 g. de phosphate monozincique et 5 g. de nitroguanidine à 1000 g. d'eau. Le nombre de points de la solution est de 40. On plonge du fil d'acier dans cette solution à froid pour une durée d'immersion de 15 secondes et on chauffe comme dans l'exemple 1. Les revêtements ainsi formés facilitent l'étirage à froid du fil.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits qui n'ont été données qu'à titre d'exemples.
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