CA1097947A - Alliage d'aluminium pour emaillage - Google Patents
Alliage d'aluminium pour emaillageInfo
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Abstract
La présente invention a pour objet un alliage d'aluminium destiné notamment à la fabrication d'articles émaillés. Il se caractérise par la composition suivante: - Si: 1 à 1.5 %; - l'un au moins des éléments du groupe Fe-Ni-Co en quantité totale comprise entre 0.3 et 2 %; - l'un au moins des éléments du groupe Mo-Nb-Ta en quantité totale comprise entre 0.05 et 1 % - Cr: 0.05 à 0.2 % - Cu: <0.2 % - Mg: <0.01 %. Les articles émaillés ont de bonnes caractéristiques à l'état recuit et la tenue de l'émais est excellente.
Description
las7s47 La présente inventiol~ est relative à un alliage d'alu-minium destiné notamment à la fabricàtion d'articles émaillés, par exemple des ustensiles culinaires.
Les alliages utilisés jusqu'à présent pour l'émaillage sont essentiellement le 1050 (aluminium à 99.5 %) et le 3003 (alliage aluminium-manganèse à 1 % de Mn) selon les désignations de l'Aluminum Association.
L'utilisation de l'aluminium 1050 assure une bonne tenue de l'émais mise en évidence par les différents tests aux-quels les articles émaillés sont habituellement soumis. Mais,comme il est nécessaire de recuire l'article pour l'émaillage, sa faible résistance mécanique à l'état recuit ne permet pas la fabrication d'articles robustes, sauf à utiliser des épaisseurs fortes, ce qui conduit à un coût prohibitif.
L'utilisation d'un alliage aluminium-manganèse tel que le 3003 assure une meilleure rigidité aux articles émaillés après recuit, mais cela se fait au détriment de la tenue en service de I'émail déposé. De plus, la transformation de cet alliage néces-eite des traitements thermiques appropriés, en particulier, une homogénéisation et un recuit intermédiaire qui sont compliqués et coûteux.
Le but de la présente invention est d'éviter ces in-convénients et de procurer un alliage ayant des caractéristiques satisfaisantes à l'état recuit et assurant une excellent tenue de l'émais déposé, tout en évitant l'adjonction d'éléments dange-reux ou interdits par les normes en vigueur au contact des subs-tances alimentaires.
L'alliage pour émaillage selon l'invention a la compo-sition suivante (en poids):
- Si: 1 à 1.5 %
- l'un au moins des éléments du groupe Fe-Ni-Co en quantité totale comprise entre 0.3 et 2 %
,~, .
.. . . . . . .
` ` 109794~
~Ib - 1'un au moins des ~léments du groupe Mo~-Ta en quantité totale comprise entre 0.05 et 1 %
- Cr: 0.05 à 0.2 %
- Cu: ~0.2 %
- Mg: 0.01 % -- le reste étant de l'aluminium avec les impuretés habituelles L'alliage peut également contenir du zirconium en quantité inférieure à 0.5 %, soit en remplacement du chrome, soit ~;
en même temps que lui.
L'addition de silicium confère à l'alliage une bonne rigidité à l'état recuit. Cette addition est préférable à celle ~ -de magnésium car cet élément a un rôle défavorable pour l'accro-chage de la couche d'émail sauf à effectuer un traitement chro-matant qui n'est pas autorisé pour les articles culinaires. De même le cuivre est proscrit par les normes françaises relatives aux articles ménagers.
L'addition de silicium doit être limitée. En effet, ~ ;~
les alliages classiques aluminium-silicium dans lesquels la-teneur en silicium varie entre 5 et 13 % ne se pr~tent pas à
l'emboutissage et ne pourraient être utilisés que pour certains accessoires non emboutis tels que manches, pièce de jonction, `~
etc...
Les recherches entreprises par la demanderesse ont mis en évidence le rôle favorable, quant à l'adhérence dé l'émail, les éléments Fe, Ni et Co d'une part, et des éléments Mo, Nb et Ta d'autre part, la combinaison entre les éléments de l'un et de l'autre groupe étant particulièrement favorable.
La combinaison Fe-Mo est la plus intéressante tant pour des raisons économiques que pour les caractéristiques méca-niques des alliages à l'état recuit.
Le chrome et le zirconium n'ont pas d'effet sensible ~ " ` 10~7947 sur l'adhérence de l'émail mais améliorent les caractéristiques mécaniques.
Il est assez fréquen~ dans les ustensiles culinaires d'associer une couche d'émail à l'extérieur et une couche anti-adhésive à l'intérieur, par exemple du PTFE. Aucun des éléments mentionnés n'a d'effet défavorable sur l'adhérence de la couche de PTFE. Il faut simplement éviter la titane et maintenir cet élément à une teneur très faible, car il peut nuire à l'adhérence du PTFE.
L'élaboration des alliages suivant l'invention ne pose aucun problème particulier à l'inverse des alliages Al-Mn, pour lesquels l'introduction du manganèse est toujours délicate. La transformation, en particulier le laminage en tôles et feuillards, est tout à fait comparable à celle d'un alliage 1050.
Exemple: On a élaboré les quatre alliages suivants avec les compositions indiquées au tableau I suivant:
_:
ALLIAGE Si Fe ~i Mo Cr Cu Mg Ti Zr ;
1 1.18 0.74 _ _ 0.15 ~0.01 ~0.01 ~0.02 _
Les alliages utilisés jusqu'à présent pour l'émaillage sont essentiellement le 1050 (aluminium à 99.5 %) et le 3003 (alliage aluminium-manganèse à 1 % de Mn) selon les désignations de l'Aluminum Association.
L'utilisation de l'aluminium 1050 assure une bonne tenue de l'émais mise en évidence par les différents tests aux-quels les articles émaillés sont habituellement soumis. Mais,comme il est nécessaire de recuire l'article pour l'émaillage, sa faible résistance mécanique à l'état recuit ne permet pas la fabrication d'articles robustes, sauf à utiliser des épaisseurs fortes, ce qui conduit à un coût prohibitif.
L'utilisation d'un alliage aluminium-manganèse tel que le 3003 assure une meilleure rigidité aux articles émaillés après recuit, mais cela se fait au détriment de la tenue en service de I'émail déposé. De plus, la transformation de cet alliage néces-eite des traitements thermiques appropriés, en particulier, une homogénéisation et un recuit intermédiaire qui sont compliqués et coûteux.
Le but de la présente invention est d'éviter ces in-convénients et de procurer un alliage ayant des caractéristiques satisfaisantes à l'état recuit et assurant une excellent tenue de l'émais déposé, tout en évitant l'adjonction d'éléments dange-reux ou interdits par les normes en vigueur au contact des subs-tances alimentaires.
L'alliage pour émaillage selon l'invention a la compo-sition suivante (en poids):
- Si: 1 à 1.5 %
- l'un au moins des éléments du groupe Fe-Ni-Co en quantité totale comprise entre 0.3 et 2 %
,~, .
.. . . . . . .
` ` 109794~
~Ib - 1'un au moins des ~léments du groupe Mo~-Ta en quantité totale comprise entre 0.05 et 1 %
- Cr: 0.05 à 0.2 %
- Cu: ~0.2 %
- Mg: 0.01 % -- le reste étant de l'aluminium avec les impuretés habituelles L'alliage peut également contenir du zirconium en quantité inférieure à 0.5 %, soit en remplacement du chrome, soit ~;
en même temps que lui.
L'addition de silicium confère à l'alliage une bonne rigidité à l'état recuit. Cette addition est préférable à celle ~ -de magnésium car cet élément a un rôle défavorable pour l'accro-chage de la couche d'émail sauf à effectuer un traitement chro-matant qui n'est pas autorisé pour les articles culinaires. De même le cuivre est proscrit par les normes françaises relatives aux articles ménagers.
L'addition de silicium doit être limitée. En effet, ~ ;~
les alliages classiques aluminium-silicium dans lesquels la-teneur en silicium varie entre 5 et 13 % ne se pr~tent pas à
l'emboutissage et ne pourraient être utilisés que pour certains accessoires non emboutis tels que manches, pièce de jonction, `~
etc...
Les recherches entreprises par la demanderesse ont mis en évidence le rôle favorable, quant à l'adhérence dé l'émail, les éléments Fe, Ni et Co d'une part, et des éléments Mo, Nb et Ta d'autre part, la combinaison entre les éléments de l'un et de l'autre groupe étant particulièrement favorable.
La combinaison Fe-Mo est la plus intéressante tant pour des raisons économiques que pour les caractéristiques méca-niques des alliages à l'état recuit.
Le chrome et le zirconium n'ont pas d'effet sensible ~ " ` 10~7947 sur l'adhérence de l'émail mais améliorent les caractéristiques mécaniques.
Il est assez fréquen~ dans les ustensiles culinaires d'associer une couche d'émail à l'extérieur et une couche anti-adhésive à l'intérieur, par exemple du PTFE. Aucun des éléments mentionnés n'a d'effet défavorable sur l'adhérence de la couche de PTFE. Il faut simplement éviter la titane et maintenir cet élément à une teneur très faible, car il peut nuire à l'adhérence du PTFE.
L'élaboration des alliages suivant l'invention ne pose aucun problème particulier à l'inverse des alliages Al-Mn, pour lesquels l'introduction du manganèse est toujours délicate. La transformation, en particulier le laminage en tôles et feuillards, est tout à fait comparable à celle d'un alliage 1050.
Exemple: On a élaboré les quatre alliages suivants avec les compositions indiquées au tableau I suivant:
_:
ALLIAGE Si Fe ~i Mo Cr Cu Mg Ti Zr ;
1 1.18 0.74 _ _ 0.15 ~0.01 ~0.01 ~0.02 _
2 1.19 0.71 _ 0.51 0.15 ~0.01 ~0.01 ~0.02 _
3 1.18 0.73 0.75 0.20 0.15 -~0.01 ~0.01 ~0.02 _ '
4 1.26 0.75 _ 0.52 0.15 0.18 ~0.01 ~0.02 0.16 Le premier alliage ne comporte que du fer mais pas de molybdène et il est donné à titre de comparaison. Les trois autres alliages sont conformes à l'invention.
Les alliages étudiés ont été coulés en plaques de 70 x 380 x 1,000 mm.
La gamme de transformation a été la suivante:
- réchauffage: 8 h à 500C
- laminage à chaud jusqu'à 12 mn - laminage à froid jusqu'~ 3 mn 10~7947 - recuit: 6 h à 450C.
On a effectué sur une face un émaillage après décapage en bain alcalin (immersion pendant 5 mn dans du phosphate triso-dique à 5 % à 75C), rin,cage et séchage. La fritte a été séchée 2 mn dans une étuve à 150C puis l'échantillon a été porté à
560C pendant 30 mn.
Après refroidissement des échantillons, un pliage de la tôle sur elle-m~me a été réalisé et llaspect, après pliage, a été
comparé à des échantillons étalons.
Pour l'échantillon 1, l'émail après pliage couvre bien le métal sauf dans quelques zones très petites de surface infé-rieure à 1 mm2 (qualité bonne).
Pour les trois autres échantillons,le métal est encore entièrement recouvert par de l'émail (qualité très bonne).
Les échantillons émaillés ont été également soumis aux tests normalisés d'écaillage, en particulier le SPALL TEST selon la spécification ASTM C 486, consistant dans une immersion pro-longée dans une solution aqueuse à 5 % de chlorure d'ammonium ou :
1 % de chlorure d'antimoine avec des résultats excellents.
On a préparé également des échantillons revêtus d'une couche d'émail, d'une couche de PTFE et des échantillons revêtus d'une couche d'émail sur une face et d'une couche de PTFE sur l'autre face. ~
On a mesuré les caractéristiques de traction: ~ ;
- après recuit - après émaillage seul - après revêtement de PTFE seul - après émaillage + revêtement de PTFE.
Les résultats sont rassem~lés dans le tableau II
suivant:
.
~:
~ .. ..
~ CO U~ ~ ~ .
H ~ p:; ~ ~ ~ Lt ) ~1 r~ 1 ~ ~ ~ O O ~ .
1~ . .
~0 ~ ) . , . Ln ~
E~ ~ ~ u~ o ~
~ _ 0~ ~ .
~ . . . , .
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a) ~o ~ ~.' .-~1 0 1` ~n f~ d' U~ O' d' . . .
H ~d'd' ~
~ _ ~
E~ ~1 i` ~ I
. . . . .
~0 ~ D
_ . H
~ 1~
l¢ _ .: -. ~- -.- - . ,- .. . . .. . .
10~947 La limite élastique ~ 0.2 %, Eo 2 et la résistance à
la rupture R sont mesurées en hectob~ars. L'allongement A est mesuré en %. Les résultats mettent en évidence l'intérêt de l'addition de molybdène qui permet à la fois une amélioration de caractéristiques mécaniques, en particulier après les traite- : ;
ments thermiques d'émaillage et de revêtement de PTFE, et de la tenue de l'émail.
Enfin, on peut ajouter que les articles fabriqués à
l'aide de ces alliages présentent une bonne résistance à la dé-formation mise en évidence par les tests d'ovalisation et desecouage selon la norme fran~caise NF D 21501. Cette résistance à la déformation est supérieure à celle de l'alliage 3003. ..
- . ... .: . - ~ . ... .
Les alliages étudiés ont été coulés en plaques de 70 x 380 x 1,000 mm.
La gamme de transformation a été la suivante:
- réchauffage: 8 h à 500C
- laminage à chaud jusqu'à 12 mn - laminage à froid jusqu'~ 3 mn 10~7947 - recuit: 6 h à 450C.
On a effectué sur une face un émaillage après décapage en bain alcalin (immersion pendant 5 mn dans du phosphate triso-dique à 5 % à 75C), rin,cage et séchage. La fritte a été séchée 2 mn dans une étuve à 150C puis l'échantillon a été porté à
560C pendant 30 mn.
Après refroidissement des échantillons, un pliage de la tôle sur elle-m~me a été réalisé et llaspect, après pliage, a été
comparé à des échantillons étalons.
Pour l'échantillon 1, l'émail après pliage couvre bien le métal sauf dans quelques zones très petites de surface infé-rieure à 1 mm2 (qualité bonne).
Pour les trois autres échantillons,le métal est encore entièrement recouvert par de l'émail (qualité très bonne).
Les échantillons émaillés ont été également soumis aux tests normalisés d'écaillage, en particulier le SPALL TEST selon la spécification ASTM C 486, consistant dans une immersion pro-longée dans une solution aqueuse à 5 % de chlorure d'ammonium ou :
1 % de chlorure d'antimoine avec des résultats excellents.
On a préparé également des échantillons revêtus d'une couche d'émail, d'une couche de PTFE et des échantillons revêtus d'une couche d'émail sur une face et d'une couche de PTFE sur l'autre face. ~
On a mesuré les caractéristiques de traction: ~ ;
- après recuit - après émaillage seul - après revêtement de PTFE seul - après émaillage + revêtement de PTFE.
Les résultats sont rassem~lés dans le tableau II
suivant:
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~:
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~ CO U~ ~ ~ .
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1~ . .
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10~947 La limite élastique ~ 0.2 %, Eo 2 et la résistance à
la rupture R sont mesurées en hectob~ars. L'allongement A est mesuré en %. Les résultats mettent en évidence l'intérêt de l'addition de molybdène qui permet à la fois une amélioration de caractéristiques mécaniques, en particulier après les traite- : ;
ments thermiques d'émaillage et de revêtement de PTFE, et de la tenue de l'émail.
Enfin, on peut ajouter que les articles fabriqués à
l'aide de ces alliages présentent une bonne résistance à la dé-formation mise en évidence par les tests d'ovalisation et desecouage selon la norme fran~caise NF D 21501. Cette résistance à la déformation est supérieure à celle de l'alliage 3003. ..
- . ... .: . - ~ . ... .
Claims (2)
1. Alliage à base d'aluminium destiné notamment à la fabrication d'articles émaillés, caractérisé par la composition suivante (en poids);
- Si: 1 à 1.5 %;
- l'un au moins des éléments du groupe Fe-Ni-Co, en quantité totale comprise entre 0.3 et 2 %;
- l'un au moins des éléments du groupe Mo-Nb-Ta en quantité totale comprise entre 0.05 et 1 %;
- Cr: 0.05 à 0.2;
- Cu: < 0.2 %;
- Mg: < 0.01 %
- le reste étant de l'aluminium avec les impuretés habituelles.
- Si: 1 à 1.5 %;
- l'un au moins des éléments du groupe Fe-Ni-Co, en quantité totale comprise entre 0.3 et 2 %;
- l'un au moins des éléments du groupe Mo-Nb-Ta en quantité totale comprise entre 0.05 et 1 %;
- Cr: 0.05 à 0.2;
- Cu: < 0.2 %;
- Mg: < 0.01 %
- le reste étant de l'aluminium avec les impuretés habituelles.
2. Alliage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient du zirconium en quantité inférieure à 0.5 %.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7716631A FR2392130A1 (fr) | 1977-05-24 | 1977-05-24 | Alliage d'aluminium pour emaillage |
| FR7716631 | 1977-05-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1097947A true CA1097947A (fr) | 1981-03-24 |
Family
ID=9191481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA303,717A Expired CA1097947A (fr) | 1977-05-24 | 1978-05-19 | Alliage d'aluminium pour emaillage |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4210446A (fr) |
| JP (1) | JPS53146212A (fr) |
| AT (1) | AT362942B (fr) |
| BE (1) | BE867352A (fr) |
| CA (1) | CA1097947A (fr) |
| CH (1) | CH631742A5 (fr) |
| DE (1) | DE2821998C3 (fr) |
| FR (1) | FR2392130A1 (fr) |
| GB (1) | GB1564193A (fr) |
| IT (1) | IT1096363B (fr) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2846340B1 (fr) * | 2002-10-25 | 2005-06-24 | Pechiney Rhenalu | Procede de fabrication de bandes en alliage d'aluminium pour ustensiles culinaires |
| FR2898135B1 (fr) * | 2006-03-06 | 2008-06-06 | Novelis Specialites France Soc | Alliage d'aluminium pour la fabrication d'un ustensile culinaire, son utilisation, et ustensile culinaire correspondant |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR613589A (fr) | 1926-03-27 | 1926-11-24 | Alliage léger d'aluminium et procédé pour sa fabrication | |
| AT208086B (de) | 1957-08-23 | 1960-03-25 | Vmw Ranshofen Berndorf Ag | Aluminiumwerkstoffe |
-
1977
- 1977-05-24 FR FR7716631A patent/FR2392130A1/fr active Granted
-
1978
- 1978-04-19 US US05/897,720 patent/US4210446A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-05-18 AT AT0362678A patent/AT362942B/de not_active IP Right Cessation
- 1978-05-18 IT IT23540/78A patent/IT1096363B/it active
- 1978-05-19 DE DE2821998A patent/DE2821998C3/de not_active Expired
- 1978-05-19 CA CA303,717A patent/CA1097947A/fr not_active Expired
- 1978-05-22 CH CH554878A patent/CH631742A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1978-05-23 GB GB21501/78A patent/GB1564193A/en not_active Expired
- 1978-05-23 JP JP6152878A patent/JPS53146212A/ja active Granted
- 1978-05-23 BE BE187934A patent/BE867352A/fr not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT362942B (de) | 1981-06-25 |
| GB1564193A (en) | 1980-04-02 |
| FR2392130A1 (fr) | 1978-12-22 |
| ATA362678A (de) | 1980-11-15 |
| JPS53146212A (en) | 1978-12-20 |
| JPS579619B2 (fr) | 1982-02-22 |
| BE867352A (fr) | 1978-11-23 |
| US4210446A (en) | 1980-07-01 |
| FR2392130B1 (fr) | 1981-06-12 |
| IT7823540A0 (it) | 1978-05-18 |
| DE2821998C3 (de) | 1980-01-31 |
| IT1096363B (it) | 1985-08-26 |
| DE2821998B2 (de) | 1979-05-31 |
| DE2821998A1 (de) | 1978-12-07 |
| CH631742A5 (fr) | 1982-08-31 |
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