EP0056922B1 - Procédé de fabrication de tôles plombées asymétriques - Google Patents

Procédé de fabrication de tôles plombées asymétriques Download PDF

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EP0056922B1
EP0056922B1 EP19810402066 EP81402066A EP0056922B1 EP 0056922 B1 EP0056922 B1 EP 0056922B1 EP 19810402066 EP19810402066 EP 19810402066 EP 81402066 A EP81402066 A EP 81402066A EP 0056922 B1 EP0056922 B1 EP 0056922B1
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EP
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coating
lead
sheet
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roughness
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EP19810402066
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EP0056922A1 (fr
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Jean-Pierre Malingriaux
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USINOR SA
Original Assignee
Union Siderurgique du Nord et de lEst de France SA USINOR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/04—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor characterised by the coating material
    • C23C2/10—Lead or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing lead-coated steel sheets which are coated asymmetrically.
  • Terne coat mild steel sheets called leaded or also called "Terne coat” according to English terminology, that is to say having received on each of their two faces a coating based on lead.
  • This coating can be obtained discontinuously on precut sheets, or more generally, by a continuous operation from sheets in coils.
  • the sheet or coil is brought to a temperature sufficient to burn the residual oil deposits, then is pickled and finally immersed in a bath of molten lead-tin alloy, generally containing from to 15% of tin.
  • the thickness of the deposited lead-based alloy is then adjusted by asbestos wiping rollers or by a jet finishing system such as pressurized nitrogen jets, at the outlet of the metal bath.
  • the sheet thus carries on its two faces a coating of uniform thickness of lead alloy which is generally at least 40 g per m 2 on each side.
  • the mechanical characteristics of the sheet thus coated closely correspond to those of mild steel sheet.
  • the qualities of the lead sheets obtained depend on the one hand on the basic mild steel sheet and on the other hand, on the lead coating then applied.
  • the manufacture of mild steel lead-dip sheets is carried out by using two successive techniques relating, on the one hand, to the base sheet and, on the other hand, to the coating of lead, that is to say -first of all to say manufacture of mild steel sheets having suitable mechanical properties and roughness according to conventional operating methods of mild steel, comprising in particular a cold rolling of coils previously hot rolled and pickled, an annealing of continuous or closed recrystallization, a rolling with a very small section reduction carried out on a train called "Skin Pass" which aims, on the one hand to eliminate the elastic limit plateau and on the other hand, to give the surface of the sheet the desired state of roughness, the mild steel sheet thus obtained is then treated on a particular line of actual dip sealing.
  • German Patent No. 472,858 A process for manufacturing lead-coated sheets coated with a different thickness of lead on each side is described in German Patent No. 472,858. This process consists in passing, in a substantially horizontal position, the strip of sheet between a scraper located under the lower face and a gas jet device placed above the upper face. However, this device does not allow the desired uniformity of the asymmetric lead coating to be satisfied.
  • the present invention aims to remedy these drawbacks by providing a sheet carrying on its two faces an asymmetrical coating of lead which has on the thick coated face all the qualities specific to this type of coating, while it retains on the face to thin coating with sufficient qualities of suitability for welding and painting and weather resistance, the sheet thus obtained allowing lead savings, therefore lower manufacturing costs.
  • the present invention therefore relates to a process for the manufacture by dipping of a sheet of mild steel carrying on each of its two faces a coating based on lead whose thickness is different on each face, which consists in printing different roughnesses on each of the two faces of the sheet then to deposit on the sheet, by dipping, a coating based on lead, and to adjust the uniformity of the coating deposited.
  • the final Skin-Pass operation performed on mild steel sheet, is performed with two cylinders of different roughness.
  • This roughness can vary in notable proportions using, on the one hand, abrasive polishes which can be extremely fine, on the other hand, by roughening the cylinders by blasting with abrasive particles of suitable dimensions, being since there is a close relationship between the size of the abrasive particles and the roughness of the cylinders.
  • the amount of coating per unit area is less than or equal to 20 g per m 2
  • the amount of coating per unit area is greater than or equal to 40 g per m 2 .
  • the dip coating operation is carried out conventionally in a molten bath of Pb-Sn alloy with 8-15% Sn.
  • the uniformity of the deposited layers can be adjusted at the outlet from the sealing bath using wiping rolls or by jet finishing, the differences in thickness of the layers deposited for each respective face being preserved by this operation.
  • this process makes it possible to obtain a lead sheet which is less expensive than the conventional symmetrical lead sheet.
  • the sheet thus obtained has on the other hand on the sheets obtained by an electrolytic process, which have a strictly bare face, the advantage of having a slightly leaded face, which in the case for example of automobile tanks, will be a excellent support for coating a protective product against more or less corrosive aqueous splashes from the road and against stone jets. It should be noted that the coating of Pb-Sn alloy also increases in itself the protection against these two types of attack.
  • a mild steel coil is subjected to a conventional preparation preparation for sealing, including annealing in a vacuum before a Skin-Pass operation.
  • This Skin-Pass operation is carried out using a train whose working cylinders have different roughness. These roughnesses are such that the Skin-passed sheet has the following roughnesses on each of its two faces:
  • the sheet having the properties defined above is then coated by dipping by immersion in a bath of lead alloy comprising 90% lead and 10% tin and brought to 345 ° C., then it is passed between two rollers wipers coated with asbestos to adjust the uniformity of the deposited layers.
  • the sheet thus coated is then subjected to a salt spray corrosion resistance test for 24 hours. No traces of corrosion are observed on both sides.

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Description

  • La présente invention est relative à un procédé de fabrication de tôles d'acier plombées qui sont revêtues de façon asymétrique.
  • On sait fabriquer des tôles d'acier doux dites plombées ou encore appelées «Terne coat» suivant la terminologie anglaise, c'est-à-dire ayant reçu sur chacune de leurs deux faces un revêtement à base de plomb. Ce revêtement peut être obtenu par voie discontinue sur des tôles prédécoupées, ou plus généralement, par une opération en continu à partir de tôles en bobines. Suivant la technique connue, la tôle ou la bobine est portée à une température suffisante pour brûler les dépôts d'huile résiduels puis est décapée et enfin plongée dans un bain d'alliage fondu plomb-étain, contenant généralement de à à 15% d'étain. L'épaisseur d'alliage à base de plomb déposé est ensuite réglée par des rouleaux essuyeurs en amiante ou encore par un système de finissage au jet tel que des jets d'azote sous pression, à la sortie du bain métallique. La tôle porte ainsi sur ses deux faces un revêtement d'épaisseur uniforme d'alliage de plomb qui est en général d'au moins 40 g par m2 sur chaque face.
  • Il est également connu que les caractéristiques mécaniques de la tôle ainsi revêtue, correspondent étroitement à celles de la tôle d'acier doux. Ainsi, les qualités des tôles plombées obtenues dépendent d'une part de la tôle d'acier doux de base et d'autre part, du revêtement de plomb appliqué ensuite. La fabrication des tôles d'acier doux plombées au trempé est réalisée par mise en oeuvre de deux techniques successives ayant trait d'une part, à la tôle de base et, d'autre part, au revêtement de plomb, c'est-à-dire tout d'abord fabrication de tôles d'acier doux ayant des propriétés mécaniques et une rugosité convenables suivant des modes opératoires conventionnels de l'acier doux, comportant notamment un laminage à froid de bobines préalablement laminées à chaud et décapées, un recuit de recristallisation continu ou en vase clos, un laminage à très faible réduction de section réalisé sur un train dit «Skin Pass» qui a pour but, d'une part d'éliminer le palier de limite élastique et d'autre part, de conférer à la surface de la tôle l'état de rugosité souhaité, la tôle d'acier doux ainsi obtenue étant ensuite traitée sur une ligne particulière de plombage au trempé proprement dite.
  • Dans la technique connue et utilisée à ce jour, les deux cylindres de travail du train Skin Pass sont rigoureusement semblables, ce qui entraîne, sur les deux faces de la bande, une épaisseur de revêtement d'alliage identique, en particulier lorsque le réglage de l'épaisseur est réalisé à l'aide de rouleaux presseurs en amiante.
  • Or, pour les principales utilisations des tôles plombées, il n'est pas toujours nécessaire que les deux faces de la tôle soient plombées avec une égale épaisseur. Ainsi, pour la fabrication des châssis de postes de télévision, seule la face supérieure, soumise à brasure, nécessite un plombage. Il en est de même pour les emboutis profonds qui doivent résister aux intempéries, seule la surface extérieure qui doit recevoir une couche de peinture nécessitant une couche importante de plombage. Enfin, pour l'application la plus importante des tôles plombées, à savoir la fabrication des réservoirs d'essence pour automobiles, seule la face interne du réservoir exige un plombage important de la tôle d'acier.
  • On connaît certes également la fabrication de tôles plombées sur une seule face, mais il s'agit dans ce cas d'un procédé électrolytique. L'une des faces reçoit un plombage, mais l'autre face est totalement exempte du revêtement de plomb et présente de ce fait une moins bonne aptitude au soudage, à la résistance aux intempéries et à la peinture.
  • Un procédé de fabrication de tôles plombées revêtues d'une épaisseur de plomb différente sur chaque face est décrit dans le brevet allemand n° 472 858. Ce procédé consiste à faire passer, en position sensiblement horizontale, la bande de tôle entre une raclette située sous la face inférieure et un dispositif à jets gazeux placé au-dessus de la face supérieure. Ce dispositif ne permet cependant pas de satisfaire à l'uniformité désirée du revêtement asymétrique de plomb.
  • La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en fournissant une tôle portant sur ses deux faces un revêtement asymétrique de plomb qui présente sur la face à revêtement épais toutes les qualités propres à ce type de revêtement, alors qu'elle conserve sur la face à revêtement mince des qualités suffisantes d'aptitude au soudage et à la peinture et de résistance aux intempéries, la tôle ainsi obtenue permettant une économie de plomb, donc un coût moindre de fabrication.
  • La présente invention a donc objet un procédé de fabrication au trempé d'une tôle d'acier doux portant sur chacune de ses deux faces un revêtement à base de plomb dont l'épaisseur est différente sur chaque face, qui consiste à imprimer des rugosités différentes sur chacune des deux faces de la tôle puis à déposer sur la tôle, au trempé, un revêtement à base de plomb, et à régler l'uniformité du revêtement déposé.
  • Pour ce faire, l'opération terminale de Skin-Pass, effectuée sur la tôle d'acier doux, est pratiquée avec deux cylindres de rugosités différentes. Cette rugosité peut varier dans de notables proportions en utilisant d'une part, des polissages à l'abrasif pouvant être extrêmement fins, d'autre part, en dépolissant les cylindres par un grenaillage à l'aide de particules abrasives de dimensions convenables, étant donné qu'il existe une relation étroite entre la grosseur des particules abrasives et la rugosité des cylindres.
  • L'opération de laminage entre ces cylindres de rugosités différentes confère une rugosité différente à chacune des surfaces de la tôle à plomber, et on a constaté de façon surprenante qu'il ne donne naissance à aucune déformation de la tôle.
  • En effet, les connaissances de l'homme de métier pour cette technique de laminage «Skin Pass» einseignaient l'utilisation de cylindres de rugosités identiques afin d'éviter tout problème d'arrachement, de formation de plis ou de gauchissement.
  • Ainsi, on réalise de préférence une tôle dont la rugosité de la face devant recevoir le revêtement le plus épais présente les caractéristiques suivantes:
    • Raenu.mde1.5a3 3
    • Rtenpmde17à20;et

    dont la rugosité de la face devant recevoir le revêtement le plus mince présente les caractéristiques suivantes:
    • Ra en µm de 0,15 à 0,50
    • Rten mm de 3 à 5.

    Ra étant la moyenne arithmétique de tous les écarts absolus du profil par rapport à la ligne moyenne, et
    Rt étant l'écart entre la crête maximale et le creux le plus profond du profil.
  • Comme la surface la plus lisse que l'on puisse réaliser par ce procédé garde cependant une très faible rugosité résiduelle, ladite face lisse retiendra néanmoins une très mince couche d'alliage. Cependant, compte tenu de la très faible rugosité de la tôle, cette mince couche d'alliage est suffisante pour recouvrir toutes les micro-aspérités de la tôle et assurer à cette surface une parfaite résistance à la corrosion.
  • L'autre face à dépôt d'alliage épais est, bien entendu, parfaitement protégée.
  • Sur la face comportant le revêtement le plus mince, la quantité du revêtement par unité de surface est inférieure ou égale à 20 g par m2, alors que sur la face comportant le revêtement le plus épais, la quantité du revêtement par unité de surface est supérieure ou égale à 40 g par m2.
  • L'opération d'enduction au trempé est réalisée de façon classique dans un bain fondu d'alliage Pb-Sn à 8-15% de Sn.
  • Le réglage de l'uniformité des couchés déposées peut être réalisé à la sortie du bain de plombage à l'aide de cylindres essuyeurs ou par finissage au jet, les différences d'épaisseur des couches déposées pour chaque face respective étant conservées par cette opération.
  • Ainsi donc, ce procédé permet d'obtenir une tôle plombée moins onéreuse que la tôle plombée symétrique classique. La tôle ainsi obtenue présente d'autre part sur les tôles obtenues par un procédé électrolytique, qui ont une face rigoureusement nue, l'avantage d'avoir une face légèrement plombée, qui dans le cas par exemple des réservoirs d'automobiles, sera un support excellent pour l'enduction d'un produit protecteur contre les projections aqueuses plus ou moins corrosives de la route et contre les jets de pierre. Il est à noter que le revêtement d'alliage Pb-Sn augmente d'ailleurs en lui-même la protection contre ces deux types d'agression.
  • L'exemple non limitatif suivant est donné à titre d'illustration du procédé de la présente invention.
    • Exemple
  • On soumet une bobine d'acier doux à un traitement classique de préparation en vue du plombage, comprenant un recuit en vase clos avant une opération des Skin-Pass. Cette opération de Skin-Pass est réalisée à l'aide d'un train dont les cylindres de travail ont des rugosités différentes. Ces rugosités sont telles que la tôle Skin-passée présente sur chacune de ses deux faces les rugosités suivantes:
    Figure imgb0001
  • Les caractéristiques mécaniques de la tôle nue sont les suivantes:
    • Limite élastique (Re) en N/mm2 = 231
    • Résistance à la traction (Rm) en N/mm2 = 327 Allongement en % = 36,5.
  • On revêt alors au trempé la tôle ayant les propriétés définies ci-dessus par immersion dans un bain d'alliage de plomb comportant 90% de plomb et 10% d'étain et porté à 345°C, puis on la fait passer entre deux rouleaux essuyeurs revêtus d'amiante pour régler l'uniformité des couches déposées.
  • L'alliage déposé présente les caractéristiques suivantes:
    • Face supérieure: 70 g/m2
    • Face inférieure: 16 g/m2.
  • On soumet alors la tôle ainsi revêtue à un essai de résistance à la corrosion au brouillard salin, pendant 24 heures. On n'observe aucune trace de corrosion sur les deux faces.

Claims (8)

1. Procédé de fabrication au trempé d'une tôle d'acier doux portant sur chacune de ses deux faces un revêtement à base de plomb dont l'épaisseur est différente sur chaque face, caractérisé en ce qu'il consiste à imprimer des rugosités différentes sur chacune des deux faces de la tôle, puis à déposer sur la tôle, au trempé, un revêtement à base de plomb, et à régler l'uniformité du revêtement déposé.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rugosités différentes de chacune des deux faces de la tôle sont obtenues par passage de cette dernière entre deux cylindres de laminage ayant des rugosités correspondantes.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rugosité de la face devant recevoir le revêtement le plus épais présente une valeur Ra comprise entre 1,5 et 3 µm environ et une valeur Rt comprise entre 17 et 20 µm environ.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rugosité de la face devant recevoir le revêtement le plus mince présente une valeur ra comprise entre 0,15 et 0,50 µm environ et une valeur Rt comprise entre 3 et 5 µm environ.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dépôt de la couche à base de plomb est réalisé par passage de la tôle dans un bain d'alliage Pb-Sn à 8-15% d'étain.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réglage de l'uniformité des couches de revêtement à base de plomb déposées est réalisée à l'aide de rouleaux essuyeurs ou par finissage au jet.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité du revêtement par unité de surface sur la face de la tôle portant le revêtement le plus mince est inférieure à 20 g/m2.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité du revêtement par unité de surface sur la face de la tôle portant le revêtement le plus épais est supérieure ou égale à 40 g/m2.
EP19810402066 1981-01-19 1981-12-23 Procédé de fabrication de tôles plombées asymétriques Expired EP0056922B1 (fr)

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