Procédé pour la fabrication d'un article métallique à couche de recouvrement en aluminium ou en un alliage d'aluminium, installation pour la mise en oeuvre de ce procédé et article obtenu suivant ce dernier. Les métaux -dits galvanisés, e'est=à-dire muni;
d'une couche de recouvrement en zinc, ainsi que les métaux étamés sont depuis longtemps des produits commerciaux et, bien qu'on ait reconnu déjà depuis quelque temps les av anta.gesusceptibles de résulter du fait de recouvrir des métaux d'une couche d'alu- ininium par voie d'immersion -de ces métaux clans un bain d'aluminium fondu, un tel mé tal recouvert d'aluminium n'a pas été produit comme un article de commerce, en raison du manque d'un procédé satisfaisant et pratique au point de vue commercial, permettant de munir un métal, en particulier un métal fer reux, d'une couche de recouvrement en alu minium ou en un alliage d'aluminium qui soit adhérente, sensiblement uniforme, duc tile,
infrangible dans les procédés de travail de métal ordinaires et résistante à la corro sion. Des procédés pour l'application d'une couche de recouvrement métallique d'alumi- nium à des métaux sont bien décrits dans la littérature technique et scientifique, ainsi que dans des brevets, mais ces procédés dé crits sont lents et imparfaits et échouent sur tout lorsqu'il s'agit de la fabrication d'un produit ou article pratique et satisfaisant au point -de vue commercial.
L'invention se rapporte à un nouveau procédé pour la fabrication d'un article mé tallique à couche de recouvrement en alumi nium ou en un alliage d'aluminium, dans le quel on introduit l'ébauche de l'article métal lique dans un bain d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium fondu. Ce procédé se ca ractérise en ce que l'ébauche de l'article mé tallique, avant d'être introduite dans-le bain susénoneé, est soumise à un traitement préli minaire à chaud dans un milieu gazeux con tenant de l'hydrogène dans le but -de lui faire absorber une certaine partie de ce gaz qui vient recouvrir toute la surface de l'ébauche, cette dernière, ainsi recouverte, étant ensuite introduite dans le bain.
Ce procédé peut être exécuté d'une manière rapide, c'est-à-dire avec une vitesse susceptible de répondre aux exigences de fabrication .de l'industrie mo derne. Il peut, d'autre part, être exécuté d'une manière continue, ce qui est particuliè rement avantageux lorsqu'il s'agit -de munir d'une couche de recouvrement, par exemple en aluminium, des articles métalliques tels que des fils, des tiges, -des barres, -des tra verses, des feuilles, des bandes ou autres pro duits similaires.
L'aluminium s'oxyde très facilement à l'état fondu et la pellicule ou couche qui se forme à la surface du bain d'aluminium fondu a une haute tension de surface, qui, conjointement avec la basse densité de l'alu minium fondu, donne lieu à une résistance à la pénétration dans une mesure surpre nante, la pellicule d'oxyde étant fortement abaissée au-dessous du niveau du bain lors qu'un objet, par exemple une tige en acier ou un fil de fer, est pressé sur la surface du bain, la pellicule d'oxyde pouvant être abaissée par l'objet jusqu'à une profondeur considérable au-dessous -de la surface du bain sans se rom pre.
L'aluminium fondu ne donne pas un re couvrement bien adhérent et .uniforme sur des ébauches d'articles métalliques qu'on intro duit dans le bain d'aluminium fondu à tra vers une surface recouverte d'une couche ou pellicule d'oxyde, parce que cette pellicule d'oxyde d'aluminium vient s'interposer entre l'ébauche et la couche de recouvrement. D'autre part, la présence de traces minimes d'oxygène ou d'oxydes à la surface -de l'é bauche semble empêcher l'obtention d'un ar ticle à couche de recouvrement adhérente et uniforme.
Il est par conséquent avantageux, en opé rant suivant le nouveau procédé, d'introduire l'ébauche -de l'article métallique, de telle fa çon ou sous de telles conditions dans le bain d'aluminium fondu, que l'adhésion d'oxyde d'aluminium provenant du bain -à l'ébauche de l'article ou objet -, munir de la couche de recouvrement soit évitée. Ceci peut être ac- compli en introduisant l'article métallique dans le bain d'aluminium au-dessous de la pellicule d'oxyde formée sur le bain, ou en éliminant virtuellement la pellicule sur la surface de l'aluminium fondu.
L'ébauche de l'article métallique peut aussi être recouverte d'un composé boré ayant un point de fusion bas, par exemple de l'acide borique ou .du bo rax, avant d'être introduit dans le milieu contenant -de l'hydrogène et après avoir été soumis à un traitement de -décapage pour en enlever toutes incrustations, etc.
L'invention vise aussi une installation pour la mise en couvre du nouveau procédé, ainsi qu'un article obtenu suivant ce dernier.
Un article muni d'une couche -de recouvre ment métallique en un alliage d'aluminium, des formes .d'exécution -d'un four servant à la fabrication -de cet article et des -diagrammes destinés :à rendre les explications du procédé plus claires sont représentés, à titre d'exem ple, au dessin annexé, dans lequel: La fi-. 1 est une vue schématique servant à illustrer un certain mode,de réalisation du procédé;
Les fig. 2 et 3 sont respectivement une vue de côté et une coupe verticale d'un four contenant un bain d'aluminium fondu, dans lequel sont immergés les articles à munir d'une couche -de recouvrement; La fig. 4 est une coupe verticale -d'un autre four;
La fig. 5 est une reproduction d'une pho tographie micrographique d'une section obli que par un fil de fer@muni .d'une couche -de recouvrement en un alliage riche en alumi nium, et logé dans une matrice pour être photographié; La fig. 6 est une vue schématique illus trant un autre mode -de réalisation du pro cédé. _ Dans ce qui suit, on décrira, d'une manière plus spécifique et en se référant à la fig. 1, un mode préféré d'exécution -du procédé.
On a pris, comme, exemple de l'article à munir d'une couche -de recouvrement, un fil d'acier désigné par la lettre X. Le fil d'acier X, s'il est nécessaire ,de le nettoyer ou d'en enlever, par exemple, des incrustations, est préférablement d'abord amené à passer par un décapeur ou nettoyeur 10, qui peut con sister, par exemple, en une cuve contenant une solution d'acide chlorhydrique, un bain d'alcali ou tout autre agent .de décapage<B>ou</B> de macérage convenable, où sa surface est débarrassée d'incrustations, d'oxydes, de graisse, etc.
Le fil d'acier nettoyé est ensuite amené à passer à travers une solution d'acide borique, préférablement une solution concen trée, par exemple à 7 ô , ou une solution -de borax ou autre sel .de bore ayant un point de fusion bas, .contenu dans une cuve 1.1. Avant de passer à travers la solution d'acide borique, le fil est avantageusement chauffé au rouge, par exemple à .600' C, ce chauf fage ayant pour but d'éliminer l'eau se trou vant au voisinage immédiat du fil et de con- centmer la portion de la solution qui l'entoure lorsqu'il y est introduit.
Le traitement de chauffage est effectué dans un four -désigné par 12?, renfermant de l'air chauffé. Le fil .d'acier est ensuite soumis à un traitement appelé dans ce qui suit "enrobage préliminaire" et qui est exécuté, par exemple, < le la manière suivante: Le fil X est amené à passer par une -chambre ou four 16 conte nant -de l'hydrogène ou .des gaz à teneur d'hydrogène.
La longueur de cette chambre à. hydrogène et la température .à laquelle le fil est chauffé dans celle-ci sont telles que ce dernier absorbe une quantité d'hydrogène suffisante pour qu'il se trouve complètement désoxydé et que sa surface soit complètement enrobée ou chargée d'hydrogène avant -d'at teindre le bain d'aluminium ou .d'alliage -d'a luminium. La chambre ou four à hydrogène 16 est chauffée, par exemple, ,à une tempéra ture d'environ 900 ou 1000' C pour produire un enrobage préliminaire efficace, le fil y prenant à peu près la même température. Lorsque des températures élevées sont em ployées, il est possible qu'un mélange -de ni trogène avec de l'hydrogène soit aussi avan tageux.
Il est aussi possible d'employer des mélanges de monoxyde -de carbone et .de dioxyde de carbone avec de l'hydrogène. Des mélanges pareils permettent @de faire usage de certains gaz industriels contenant -de l'hy drogène, et sont, par conséquent, avantageux aussi au point -de vue économique. Comme gaz de ce genre entrant en ligne de compte on peut citer, par exemple, le gaz de Blau qui contient à peu près<B>50%</B> d'hydrogène. Toutefois, les gaz d'hydrocarbures devraient être éliminés.
Lorsque la chambre ou four 16 est en communication avec le creuset conte nant le bain d'aluminium, il est préférable que ce four soit étanche, afin d'empêcher la contamination de l'hydrogène par -de l'oxy gène ou de l'air ou autres gaz actifs envers l'aluminium. En contact avec le bain d'alu minium, il est important d'employer une at mosphère qui est virtuellement libre -d'oxy gène et d'autres gaz actifs envers l'alu minium, afin de réduire ou virtuellement éli miner la formation -d'un oxyde ou autre pel licule sur le bain d'aluminium en des endroits d'entrée et,de sortie.
Au lieu de chauffer le fil :d'acier ou autre article au moyen de l'hydrogène chauffé dans la chambre 16, il est préférable, dans bien des cas, de chauffer l'article lui-même pour lui donner la température superficielle dési rée. Comme on peut le voir à la fig. 6, un -courant électrique peut être envoyé à travers l'article, le courant passant, par exemple, au moyen .de galets de contact c, c' par la por tion du fil d'acier ou autre article comprise entre ces deux galets.
Quand une cuve à bain de recouvrement 14 est employée, l'un des ga lets, par exemple le galet c, peut être placé en avant de la cuve 14, -de façon à chauffer l'article avant son entrée dans cette .dernière. Lorsqu'une solution -d'un composé -boré _ ou son équivalent est employée, l'article est pourvu d'une glaçure qui, à des températures situées au-dessus -de celles. correspondant à son point de fusion, permet à de l'hydrogène ,de pénétrer facilement jusqu'au fil d'acier et retarde l'échappement ,de l'hydrogène pendant le passage de l'article du four à hydrogène 16 au bain d'aluminium. .
Dans l'exemple selon la fig. 1, le fil d'acier X sortant du four 16 est introduit -dans, le bain d'aluminium ou d'allïage d'alu minium,<B>de,</B> façon à éviter son passage à ira vers toute pellicule -d'oxyde qui se trouve sur le bain.
Ceci est accompli en, introduisant le fil,d'a-cier dans le bain à un endroit situé aü- ,dessous -du niveau de l'aluminium fondu, par un trou 20 prévu à cet effet dans le creuset 22: contenant le bain d'aluminium, comme on peut le voir aux fig. 2 et 3, le trou 20 s'ou vrant à l'intérieur du creuset en un endroit situé au-dessous -du niveau 24 du bain d'alu minium.
Le fil d'acier muni d'une couche d'aluminium peut ensuite être retiré dtt bain d'aluminium soit par un trou<B>M</B> similaire au trou 20 et qui est aussi prévu dans la pa roi du creuset en, un endroit situé au-dessous du niveau 24, ou il peut être sorti du bain par la surface de celui-ci et par le haut du creuset 22.
Une disposition très avantageuse des trous d'entrée et de sortie pour le fil d'acier consiste en ce que la surface exposée -du bain est restreinte à tel point que l'oxy- ,dation elle-même soit restreinte au point d'être négligeable, et d e façon que des adhé rences d'oxyde d'aluminium au fil 'acier re couvert soient évitées.
Le fil d'acier X peut aussi être introduit dans le bain d'aluminium, de manière à évi ter, dans une grande mesure son passage à travers une pellicule d'oxyde en l'introdui sant danse un bain d'aluminium, par la sur face même -du bain, comme on peut le vair à la fig. 4.
La surface de l'aluminium fondu peut être maintenue libre d'oxyde en la re couvrant d'une atmosphère réductrice ou neu tre, telle que, par exemple, une atmosphère réductrice d'hydrogène sensiblement libre d'oxygène, etc., comme on l'a<B>déjà</B> fait re marquer, la quantité -d'oxyde d'aluminium pouvant être réduite dans une grande mesure en restreignant la surface exposée du bain, comme on l'a déjà. fait remarquer. La fi-. 4 montre que le creuset 22 est pourvu d'un ciel ou chapeau-couvercle 30 pourvu d'orifices 32', 33 par lesquels le fil d'acier, pour en rester au même exemple d'article, est introduit dans le creuset et retiré d e celui-ci.
Un galet de guidage 35 est disposé @de façon à guider le fil dans le bain et hors de -celui-ci. De l'hy- drogène peut être amené au-dessous du ciel 30 par des tuyaux 3..7.
Des moyens, tels qu'un treuil 39, peuvent être prévus pour tirer le fil d'acier ou autre article d'une manière continue à travers le bain d'aluminium et y enrouler le fil muni de la couche de recouvrement. Une vitesse d'avancement :de 3 à 5 mètres par minute peut, par exemple, être employée en munissant un fil d'acier d'une couche de recouvrement en aluminium.
L'article muni de la couche de recouvre ment est préférablement essuyé après sa sor tie du bain d'aluminium et pendant que la couche de recouvrement en aluminium est en core à l'état plastique, afin d'enlever tout excédent d'aluminium et de régulariser l'é paisseur de la couche d'aluminium. Un essuyeur est indiqué en 45 (fig. 0).
L'aluminium peut être maintenu, à l'état fondu dans le creuset 22 au moyen -de brû leurs à gaz 40 ou d'une autre manière conve nable et le creuset peut être entouré de ma çonnerie 42..
Des feuilles métalliques, des barres, des tiges, etc., peuvent être munies, d'une manière similaire, d'une couche -de recouvrement mé tallique à base d'aluminium. Il est aussi pos sible de recouvrir, d'une manière similaire, .des articles façonnés tels que des tubes, etc.
Lorsque des articles ferreux viennent en contact avec l'aluminium ou l'alliage d'alu minium fondu, une mince couche en alliage d'aluminium et de fer est formée à la surface -de l'article ferreux, -et pour que l'épaisseur de cette couche d'union soit sensiblement uni forme sur des articles individuels, -ces. der niers sont -de préférence introduits -dans le bain d'aluminium et en sont sortis d'une ma nière telle que toutes les parties soient expo sées au contact du bain pendant des périodes -de temps sensiblement égales.
Ceci peut être accompli en avançant les fils, feuilles, barres, etc., à une vitesse sensiblement uniforme, de façon que chaque partie ou point de l'article entre dans le bain et en sorte dans la même période de temps. De petits articles sont simplement plongés dans le bain, de façon à y être immergés sensiblement tous à la fois et à en être retirés après une période de temps convenable. Le temps pendant lequel les ar ticles restent exposés au contact ,du bain d'a luminium est préférablement court.
Pour des articles ù couche de recouvrement métallique en aluminium ou. en un alliage d'a luminium, qui sont destinés à être soumis aux procédés de travail de métal usuels dans la fabrication d'articles métalliques à couche ,de recouvrement, tels que le pliage, l'étirage, etc., le temps d'exposition au bain d'alumi nium par exemple est préférablement d'une durée telle que seulement une mince cou che d'union en alliage d'aluminium et de fer se forme entre l'article ferreux et la couche d'aluminium, attendu que les alliages.
d'a luminium et de fer sont susceptibles d'être tout comme les alliages -de zinc et -de fer et ceux d'étain et de fer, durs et friables, la portion d'union étant, par conséquent, main tenue aussi mince que possible, de façon à pouvoir être pliée avec le corps de métal ferreux sans sauter ou se rompre. On a trouvé qu'une épaisseur de 0,0050 à. 0,0075 mm pour la portion d'union en alliage était convenable pour résister au pliage sans qu'il ,puisse se produire de corrosion à la portion pliée lors que celle-ci est soumise à des essais de corro sion.
Les fils -d'acier ou autres articles munis d'une couche de recouvrement de la manière ci-dessus ,décrite sont lisses et luisants; la cou che de recouvrement en aluminium est adhé- rente et sensiblement uniforme sur tout le corps de métal sur lequel elle est appliquée. En outre, cette couche d'aluminium y com pris la portion d'union en alliage se trouvant entre elle et le corps métallique ont une épais seur sensiblement uniforme.
Les articles mé talliques munis de la couche de recouvrement peuvent être fortement courbés ou pliés sans que la couche saute ou se détache du corps métallique. De plus, on ne peut remarquer aucun effrittement de la couche métallique après que l'article a passé par le traitement à l'hydrogène ou autre gaz protecteur, en particulier clans le cas d'articles métalliques ferreux.
La couche métallique 50 à base d'a luminium est solidaire, -comme on peut le voir à la fig. 5, du corps métallique 52, la portion d'union 54 entre ces -deux parties con sistant en un alliage d'aluminium et du mé tal sur lequel la couche de recouvrement est appliquée. 56 désigne une matrice entourant l'article muni de la couche de recouvrement et n'ayant pour but que -de faciliter l'opéra tion destinée à être exécutée pour photogra phier, à une échelle plus grande, la section transversale d'un fil -de fer muni d'une couche de recouvrement.
Des essais ont montré que des articles mu nis d'une couche ,de recouvrement en alumi nium de la manière décrite, ont une résis tance extraordinairement élevée à la corro sion, ou à l'oxydation, tant aux températures ordinaires qu'aux températures élevées. Des essais ont aussi montré que ces mêmes arti cles étaient extraordinairement résistants aux acides de fruits et -de substances végétales ou de composés qui attaquent la plupart -des métaux.
Process for the manufacture of a metallic article with a covering layer of aluminum or of an aluminum alloy, installation for implementing this process and article obtained according to the latter. The so-called galvanized metals, e is = to say provided;
zinc coating, as well as tin-plated metals have long been commercial products and, although the potential benefits of coating metals with a zinc coating have been recognized for some time. Aluminum by dipping these metals in a bath of molten aluminum, such aluminum coated metal has not been produced as an article of commerce, due to the lack of a satisfactory process. and practical from a commercial point of view, making it possible to provide a metal, in particular an iron metal, with a cover layer of aluminum or an aluminum alloy which is adherent, substantially uniform, of the decile,
unbreakable in ordinary metalworking processes and resistant to corrosion. Methods for applying a metallic cover layer of aluminum to metals are well described in the technical and scientific literature, as well as in patents, but these described methods are slow and imperfect and fail in all cases. when it comes to the manufacture of a practical and commercially satisfactory product or article.
The invention relates to a new process for the manufacture of a metallic article with an aluminum or an aluminum alloy covering layer, in which the blank of the metallic article is introduced into a bath. aluminum or a molten aluminum alloy. This process is characterized in that the blank of the metallic article, before being introduced into the susenone-containing bath, is subjected to a preliminary hot treatment in a gaseous medium containing hydrogen in the mixture. goal -to make it absorb a certain part of this gas which covers the entire surface of the blank, the latter, thus covered, then being introduced into the bath.
This process can be carried out in a rapid manner, that is, at a speed capable of meeting the manufacturing requirements of the modern industry. It can, on the other hand, be carried out in a continuous manner, which is particularly advantageous when it comes to providing a covering layer, for example of aluminum, metallic articles such as wires. , rods, -bars, -beams, leaves, bands or other similar products.
Aluminum oxidizes very easily in the molten state and the film or layer which forms on the surface of the molten aluminum bath has a high surface tension, which together with the low density of molten aluminum , results in resistance to penetration to a surprising extent, the oxide film being greatly lowered below the bath level when an object, for example a steel rod or a wire, is pressed on the surface of the bath, the oxide film being able to be lowered by the object to a considerable depth below the surface of the bath without breaking.
Molten aluminum does not give a well-adherent and uniform covering on blanks of metallic articles which are introduced into the bath of molten aluminum through a surface covered with a layer or film of oxide, because this film of aluminum oxide comes between the blank and the covering layer. On the other hand, the presence of minimal traces of oxygen or oxides on the surface of the blank seems to prevent the production of an article with an adherent and uniform covering layer.
It is therefore advantageous, by operating according to the new process, to introduce the blank -of the metal article, in such a manner or under such conditions in the bath of molten aluminum, that the adhesion of aluminum oxide from the bath - to the blank of the article or object -, providing the covering layer is avoided. This can be accomplished by introducing the metallic article into the aluminum bath below the oxide film formed on the bath, or by virtually removing the film on the surface of the molten aluminum.
The blank of the metallic article can also be covered with a boron compound having a low melting point, for example boric acid or bo rax, before being introduced into the medium containing the. hydrogen and after having been subjected to a pickling treatment to remove any incrustations, etc.
The invention also relates to an installation for the implementation of the new process, as well as an article obtained according to the latter.
An article provided with a metallic coating layer of an aluminum alloy, the execution forms of a furnace used in the manufacture of this article and diagrams intended for: rendering the explanations of the process clearer are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: The fi-. 1 is a schematic view for illustrating a certain embodiment of the method;
Figs. 2 and 3 are respectively a side view and a vertical section of an oven containing a bath of molten aluminum, in which the articles to be provided with a covering layer are immersed; Fig. 4 is a vertical section of another oven;
Fig. 5 is a reproduction of a micrographic photograph of a section obliterated by an iron wire provided with a covering layer of an alloy rich in aluminum, and housed in a matrix for photographing; Fig. 6 is a schematic view illustrating another embodiment of the process. In what follows, will be described in a more specific manner and with reference to FIG. 1, a preferred embodiment of the method.
As an example of the article to be provided with a covering layer, we took a steel wire designated by the letter X. The steel wire X, if necessary, to clean it or 'To remove, for example, encrustations, is preferably first passed through a stripper or cleaner 10, which may consist, for example, of a tank containing a hydrochloric acid solution, an alkali bath or any other suitable pickling <B> or </B> maceration agent, where its surface is free of encrustations, oxides, grease, etc.
The cleaned steel wire is then passed through a solution of boric acid, preferably a concentrated solution, for example 7%, or a solution of borax or other boron salt having a low melting point. , .contained in a tank 1.1. Before passing through the boric acid solution, the wire is advantageously red-hot, for example at .600 ° C., the purpose of this heating is to eliminate the water in the immediate vicinity of the wire and concentrate the portion of the solution that surrounds it when it is introduced.
The heating treatment is carried out in an oven -designé 12 ?, containing heated air. The steel wire is then subjected to a treatment called in the following "preliminary coating" and which is carried out, for example, in the following manner: The wire X is brought to pass through a chamber or oven 16. nant -hydrogen or .gases containing hydrogen.
The length of this room to. hydrogen and the temperature to which the wire is heated in it are such that the latter absorbs a sufficient quantity of hydrogen so that it is completely deoxidized and its surface is completely coated or charged with hydrogen before -d at dyeing the bath of aluminum or .alloy -d'a luminium. The hydrogen chamber or furnace 16 is heated, for example, to a temperature of about 900 or 1000 ° C to produce an effective preliminary coating with the yarn taking approximately the same temperature therein. When high temperatures are employed, it is possible that a mixture of ni trogen with hydrogen is also advantageous.
It is also possible to employ mixtures of carbon monoxide and carbon dioxide with hydrogen. Such mixtures allow the use of certain industrial gases containing hydrogen, and are therefore also advantageous from an economic point of view. As a gas of this type which may be taken into account there may be mentioned, for example, Blau gas which contains approximately <B> 50% </B> of hydrogen. However, hydrocarbon gases should be removed.
When the chamber or furnace 16 is in communication with the crucible containing the aluminum bath, it is preferable that this furnace be sealed, in order to prevent the contamination of the hydrogen by -de the oxygen or the oxygen. air or other gases active towards aluminum. In contact with the aluminum bath, it is important to employ an atmosphere which is virtually free of oxygen and other gases active towards the aluminum, in order to reduce or virtually eliminate the formation - an oxide or other film on the aluminum bath at the entry and exit points.
Instead of heating the steel wire or other article by means of the hydrogen heated in chamber 16, it is in many cases preferable to heat the article itself to give it the desired surface temperature. . As can be seen in fig. 6, an electric current can be sent through the article, the current passing, for example, by means of contact rollers c, c 'by the portion of the steel wire or other article included between these two rollers .
When a cover bath tank 14 is employed, one of the gaets, for example the roller c, may be placed in front of the tank 14, so as to heat the article before it enters the latter. When a solution of a -bored compound or its equivalent is employed, the article is provided with a glaze which at temperatures above those. corresponding to its melting point, allows hydrogen to easily penetrate to the steel wire and retards the escape of hydrogen during the passage of the article from the hydrogen furnace 16 to the bath of aluminum. .
In the example according to fig. 1, the steel wire X coming out of the furnace 16 is introduced into the bath of aluminum or aluminum alloy, <B> of, </B> so as to prevent its passage through to any film -oxide that is on the bath.
This is accomplished by introducing the wire, to iron into the bath at a place below the level of the molten aluminum, through a hole 20 provided for this purpose in the crucible 22: containing the bath. aluminum, as can be seen in fig. 2 and 3, the hole 20 opening inside the crucible at a place below the level 24 of the aluminum bath.
The steel wire provided with an aluminum layer can then be removed from the aluminum bath either through a <B> M </B> hole similar to hole 20 and which is also provided in the bottom of the crucible in , a place below level 24, where it can be taken out of the bath through the surface thereof and through the top of crucible 22.
A very advantageous arrangement of the inlet and outlet holes for the steel wire is that the exposed surface of the bath is so restricted that the oxidation itself is so restricted that it is. negligible, and so that adhesions of aluminum oxide to the coated steel wire are avoided.
The steel wire X can also be introduced into the aluminum bath, so as to avoid, to a large extent its passage through an oxide film by introducing it into an aluminum bath, through the on the same face of the bath, as can be seen in fig. 4.
The surface of molten aluminum can be kept free of oxide by covering it with a reducing or neutral atmosphere, such as, for example, a reducing atmosphere of hydrogen substantially free of oxygen, etc., as is done. This has <B> already </B> been noted, the amount of aluminum oxide can be reduced to a great extent by restricting the exposed surface of the bath, as has already been done. points out. The fi-. 4 shows that the crucible 22 is provided with a cap or cap 30 provided with orifices 32 ', 33 through which the steel wire, to remain with the same example of article, is introduced into the crucible and withdrawn of it.
A guide roller 35 is arranged to guide the wire in and out of the bath. Hydrogen can be brought below the sky 30 through pipes 3..7.
Means, such as a winch 39, may be provided to draw the steel wire or other article in a continuous manner through the aluminum bath and wind therein the wire provided with the cover layer. A forward speed: from 3 to 5 meters per minute can, for example, be used by providing a steel wire with an aluminum covering layer.
The article provided with the cover layer is preferably wiped down after exiting the aluminum bath and while the aluminum cover layer is still in the plastic state, in order to remove any excess aluminum and to regularize the thickness of the aluminum layer. A wiper is indicated at 45 (fig. 0).
The aluminum may be maintained in the molten state in the crucible 22 by means of gas burners 40 or in some other suitable manner and the crucible may be surrounded by masonry 42.
Metal sheets, bars, rods, etc., can be provided in a similar manner with an aluminum-based metal cover layer. It is also possible to cover, in a similar manner, shaped articles such as tubes, etc.
When ferrous articles come in contact with the molten aluminum or aluminum alloy, a thin layer of aluminum iron alloy is formed on the surface of the ferrous article, and so that the thickness of this bonding layer is substantially uniform on individual items, -this. the latter are preferably introduced into the aluminum bath and taken out in such a way that all the parts are exposed to contact with the bath for substantially equal periods of time.
This can be accomplished by advancing the yarns, sheets, bars, etc., at a substantially uniform speed, so that each part or point of the article enters and exits the bath in the same period of time. Small articles are simply dipped into the bath, so that they are submerged therein substantially all at once and removed therefrom after a suitable period of time. The time during which the articles remain exposed to contact with the aluminum bath is preferably short.
For articles with a metallic coating of aluminum or. made of an alumium alloy, which are intended to be subjected to the usual metal working processes in the manufacture of coated, covering metal articles, such as bending, drawing, etc. exposure to the aluminum bath, for example, is preferably of a duration such that only a thin bonding layer of aluminum and iron alloy forms between the ferrous article and the aluminum layer, since the alloys.
of a luminium and iron are likely to be, like the alloys of zinc and iron and those of tin and iron, hard and crumbly, the union portion being, therefore, hand held as thin as possible, so that it can be bent with the ferrous metal body without jumping or breaking. It was found that a thickness of 0.0050 to. 0.0075 mm for the alloy union portion was suitable to resist bending without corrosion occurring to the bent portion when it is subjected to corrosion testing.
Steel wires or other articles provided with a cover layer in the above manner described are smooth and shiny; the aluminum cover layer is adherent and substantially uniform over the entire metal body to which it is applied. In addition, this aluminum layer including the alloy union portion located between it and the metal body have a substantially uniform thickness.
Metallic articles provided with the cover layer can be strongly bent or folded without the layer jumping or coming loose from the metallic body. In addition, no crumbling of the metal layer can be noticed after the article has gone through the treatment with hydrogen or other protective gas, especially in the case of ferrous metal articles.
The metal layer 50 based on a luminium is integral, -as can be seen in FIG. 5, of the metal body 52, the joining portion 54 between these two parts consisting of an aluminum alloy and of the metal on which the covering layer is applied. 56 designates a matrix surrounding the article provided with the covering layer and having the sole purpose of facilitating the operation intended to be carried out for photographing, on a larger scale, the cross section of a wire - iron with a covering layer.
Tests have shown that articles coated with an aluminum coating as described have an extraordinarily high resistance to corrosion, or to oxidation, both at ordinary and high temperatures. . Tests have also shown that these same articles are extraordinarily resistant to acids from fruits and plant substances or compounds which attack most metals.