CH171386A - 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. - Google Patents

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.

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CH171386A
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aluminum
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Garfield Fink Colin
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Garfield Fink Colin
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  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

  

      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.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I Procédé pour la fabrication d'un article métallique à couche de recouvrement en aluminium ou en un alliage d'aluminium, -dans lequel on introduit l'ébauche de l'article métallique dans un bain @d'alu- minium ou d'un alliage d'aluminium fondu, caractérisé en ce que l'ébauche de l'article métallique, avant d'être intro duite dans le bain susmentionné, CLAIMS I 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 an aluminum or aluminum bath. a molten aluminum alloy, characterized in that the blank of the metallic article, before being introduced into the aforementioned bath, est sou mise à un traitement préliminaire à chaud dans un milieu .gazeux contenant de l'hydrogène -dans le but -de lui faire absorber une certaine partie de ce gaz qui vient recouvrir toute la surface -de l'é bauche, cette dernière ainsi recouverte étant ensuite introduite dans le bain. is subjected to a preliminary hot treatment in a gaseous medium containing hydrogen - with the aim - of making it absorb a certain part of this gas which covers the entire surface - of the blank, the latter as well covered being then introduced into the bath. II Installation pour la mise en ceuvre .du procédé suivant la revendication I, carac térisée en ce qu'elle comprend en combi naison avec un creuset destiné à contenir le bain d'aluminium. ou d'alliage d'alu- minium fondu, une -chambre contenant un gaz .formé au moins en partie tl'hy- drogène, par laquelle l'ébauche est ame née à passer avant d'être introduite dans ledit creuset. II Installation for the implementation .du process according to claim I, charac terized in that it comprises in combination with a crucible intended to contain the aluminum bath. or of molten aluminum alloy, a gas-containing chamber formed at least in part by hydrogen, through which the blank is allowed to pass before being introduced into said crucible. III Article métallique obtenu par le procédé suivant la revendication I. SOUS-REVEïv'DICATIONS 1 Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on effectue ledit traite ment .de chauffage préliminaire à une température élevée. 2 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement de chauf fage à une température d'au moins 900, C. III A metallic article obtained by the process according to claim I. SUB-DISCLOSURES 1. A process according to claim I, characterized in that said preliminary heating treatment is carried out at an elevated temperature. 2 A method according to claim I and sub-claim 1, characterized in that the heating treatment is carried out at a temperature of at least 900, C. 3 Procédé suivant la revendication I, ca- ractérisé en ce que l'ébauche ,de l'article métallique, avant -de la soumettre au traitement préliminaire à l'hydrogène, est aussi soumise .à un traitement préli minaire au moyen d'un composé de bore. 4 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 3, caractérisé en ce quo l'ébauche de l'article métallique est chauffée au rouge avant d'être traitée au moyen,d'un composé -de bore. 3 The method of claim I, charac- terized in that the blank of the metal article, before subjecting it to the preliminary treatment with hydrogen, is also subjected to a preliminary treatment by means of a boron compound. 4 A method according to claim I and sub-claim 3, characterized in that the blank of the metallic article is red-hot before being treated with a boron compound. 5 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'on emploie, comme composé de bore, un composé ayant un point de fu sion bas. & Procédé suivant la revendication I et les- sous-revendications, 3 et 4, caractérisé en ce qu'on emploie, comme composé de bore, une solution d'acide borique. Z Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 3 et 4, caractérisé en .ce qu'on: emploie, comme composé de bore, une solution .dé borax. 5 A method according to claim I and sub-claims 3 and 4, characterized in that as the boron compound, a compound having a low melting point is used. & A process according to claim 1 and sub-claims 3 and 4, characterized in that a boric acid solution is employed as the boron compound. Z Process according to claim I and sub-claims 3 and 4, characterized in that: as the boron compound, a solution of borax is used. 8 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ébauche de l'article m6talli- que est introduite .clans le bain -d'alu minium ou d'alliage d'aluminium et re- tirée de celui@ci .de façon que toutes les parties de l'ébauche soient exposées au bain pendant des périodes -de temps sen siblement égales. 8 A method according to claim I and sub-claims 1 to 4, characterized in that the blank of the metal article is introduced .clans the bath -d'aluminum or aluminum alloy and re taken therefrom so that all parts of the blank are exposed to the bath for substantially equal periods of time. 9 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ébauche de l'article métallique est exposée au bain pendant une période ,de temps d'une telle longueur, qu'il se forme, à la surface de l'ébauche, un al liage en: .couche d'une épaisseur de 0,005 :à 0,01 mm. 10 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on introduit l'ébauche de l'article métallique dans le bain par une ouver ture d'entrée à section transversale res treinte. 9 A method according to claim I and sub-claims 1 to 5, characterized in that the blank of the metal article is exposed to the bath for a period of time of such a length that it is formed at the surface of the blank, an alloy in: .layer with a thickness of 0.005: to 0.01 mm. 10 A method according to claim I and sub-claims 1 to 5, characterized in that the blank of the metallic article is introduced into the bath through an inlet opening with restricted cross section. 11 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 à 5 et 10, ca ractérisé en ce qu'on fait sortir l'ébauche de l'article métallique du bain. par une ouverture de sortie dont la section trans versale est également restreinte. 12 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 ,à 5 et 10 et 11, ca ractérisé en ce qu'on soumet les endroits d'introduction et de sortie de l'ébauche dans et hors du bain à l'effet d'une at mosphère non-oxydante. 11 The method of claim I and sub-claims 1 to 5 and 10, ca actérisé in that the blank of the metal article is taken out of the bath. through an outlet opening whose transverse section is also restricted. 12 The method of claim I and sub-claims 1, to 5 and 10 and 11, characterized in that the places of introduction and exit of the preform in and out of the bath are subjected to the effect of 'a non-oxidizing atmosphere. 13 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 1 à 5 et '10 et 11, ca ractérisé en ce qu'on introduit l'ébauche dans le bain et la fait sortir de celui-ci à des endroits situés au-dessous du ni veau du bain. 14 Installation suivant la revendication<B>il,</B> caractérisée en ce que le creuset qu'elle comprend est pourvu de moyens permet tant d'introduire l'ébauche -de l'article métallique dans le bain qu'il est ,destiné à contenir en évitant tout passage à tra vers une couche ou pellicule à la surface dudit bain. 13 A method according to claim I and sub-claims 1 to 5 and '10 and 11, characterized in that the preform is introduced into the bath and taken out of the latter at places situated below the bath. nor calf from the bath. 14 Installation according to claim <B> it, </B> characterized in that the crucible it comprises is provided with means allows both to introduce the blank -de the metal article in the bath that it is, intended to contain while avoiding any passage through a layer or film on the surface of said bath. 15 Installation suivant la revendication II et la sous-revendication 14, caractérisée en ce que lesdits moyens -du creuset con sistent en au moins une ouverture d'en- trée par laquelle l'ébauche de l'article peut être introduite dans le bain, cette ouverture étant pratiquée dans la paroi du creuset en un endroit situé au-dessous du niveau destiné à être atteint par le bain. 15 Installation according to claim II and sub-claim 14, characterized in that said crucible means consist of at least one inlet opening through which the blank of the article can be introduced into the bath, this opening being made in the wall of the crucible at a location below the level intended to be reached by the bath. 16 Installation suivant la revendication II, caractérisée en ce que le creuset qu'elle comprend est recouvert d'un ciel permet tant .de maintenir une atmosphère non- oxydante au-dessus de la surface du bain de métal de recouvrement en vue de l'em pêchement .de la formation d'une couche ou pellicule -d'oxyde sur le bain, .des ou vertures étant prévues dans ledit ciel pour permettre l'introduction de l'ébau che métallique dans le bain et son retrait hors de celui-ci. 16 Installation according to claim II, characterized in that the crucible that it comprises is covered with a sky allows so .de maintain a non-oxidizing atmosphere above the surface of the bath of covering metal for the prevention .de the formation of an oxide layer or film on the bath, .des or vertures being provided in said sky to allow the introduction of the metal blank in the bath and its withdrawal from it this.
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