FR2713665A1 - Acier inoxydable coloré résistant à la corrosion et procédé pour sa fabrication. - Google Patents
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Abstract
Matériau architectural coloré résistant à la corrosion ayant des propriétés améliorées de résistance à la corrosion, où le matériau comprend un acier inoxydable qui est étamé et le matériau étamé est soumis à un post-traitement avec une solution oxydante pour éliminer le revêtement d'étain afin d'exposer une barrière qui comprend un alliage de chrome, de fer et d'étain. La barrière présente une excellente résistance à la corrosion en particulier relativement au chlore et une couleur d'un gris sombre ou d'un gris terreux.
Description
ACIER INOXYDABLE COLORE RESISTANT A LA CORROSION ET
PROCEDE POUR SA FABRICATION
La présente invention est relative à l'art de l'acier inoxydable résistant à la corrosion et plus particulièrement, au procédé de fabrication en continu d'un feuillard d'acier inoxydable pourvu d'une barrière colorée de protection, laquelle barrière est hautement résistante à la corrosion en particulier dans un environnement salin et a la couleur uniforme d'un feuillard plombé patiné. La présente invention est applicable en particulier pour fournir une barrière colorée de protection sur un acier inoxydable 304 ou 316 utilisé pour un matériau de couverture pour toitures ou d'autres matériaux architecturaux et va être décrite en référence particulière à ceux-ci. Cependant, la présente invention a des applications beaucoup plus larges et peut être utilisée pour des aciers
inoxydables variés et divers articles sous forme de feuillard ou autre.
L'expression "acier inoxydable" dans la présente description englobe
une large variété de métaux alliés contenant du chrome et du fer.
L'alliage peut aussi contenir du nickel, du carbone, du molybdène, du silicium, du manganèse, du titane, du bore, du cuivre, de l'aluminium, de l'azote et divers autres éléments et composés. Des systèmes de couverture pour toitures faits de métal en feuilles de diverses épaisseurs sont utilisés depuis de nombreuses années. Des métaux comme un acier au carbone et un acier inoxydable sont les types de systèmes de couverture pour toitures métalliques les plus courants. Des systèmes de couverture pour toitures métalliques à l'acier au carbone sont couramment traités avec un revêtement
résistant à la corrosion pour empêcher une oxydation rapide du fer.
Un type de revêtement résistant à la corrosion pour l'acier au carbone est constitué par un revêtement métallique d'étain utilisé dans l'industrie alimentaire. L'étamage d'un acier au carbone est généralement conduit au cours d'un traitement d'électrolyse continu à grande vitesse. Dans un traitement d'électrolyse, il est utilisé un courant électrique pour réduire des électrolytes alcalins ou acides d'étain pour étamer l'acier au carbone. L'épaisseur du dépôt d'étain est comprise entre 3,8 x 10-4 et 20,7 x 10-4 mm (1,5 x 10-5 et 8,15 x 10-5 inch). L'équipement et les matériaux utilisés pour le dépôt électrolytique de l'acier au carbone sont très coûteux et relativement complexes à utiliser; cependant, une mince couche seulement d'étain est appliquée si bien que le coût reste à un niveau faible malgré la cherté de l'étain. Un procédé moins utilisé pour le revêtement de l'acier au carbone est le procédé par immersion à chaud. Ce procédé n'est pas normalement utilisé parce qu'il en résulte de minuscules régions de discontinuité dans le revêtement d'étain. En conséquence,
le matériau est moins satisfaisant pour des récipients alimentaires.
De plus, l'étain déposé par immersion à chaud forme un revêtement plus épais qui est enclin à s'écailler. Comme l'étain est un matériau qui est résistant à la corrosion, des matériaux hautement sensibles à la corrosion comme un acier au carbone, peuvent être revêtus d'étain
pour produire des produits fortement résistants à la corrosion.
Il a été mis au point de nombreux alliages métalliques qui présentent une plus grande résistance à la corrosion, comme un acier inoxydable. L'acier inoxydable est un alliage de fer et de chrome et peut comprendre du nickel et du molybdène, ainsi que de petites quantités d'autres éléments. Le chrome à l'intérieur de l'alliage d'acier inoxydable est l'un des principaux composants inhibant la corrosion. Le chrome forme de l'oxyde de chrome et se lie étroitement à la surface de l'acier inoxydable en empêchant ainsi l'oxygène de pénétrer dans l'acier inoxydable pour former des oxydes ferreux corrosifs. L'acier au carbone a une teneur en chrome faible voire nulle, si bien que le fer s'oxyde facilement avec l'oxygène environnant pour former des oxydes ferreux selon un phénomène couramment connu sous le nom de corrosion. Bien que l'acier inoxydable se corrode à une vitesse notablement plus faible que l'acier au carbone standard, l'acier inoxydable va finalement se corroder et se corroder à une vitesse notablement supérieure à celle d'un acier au carbone revêtu d'un dépôt d'étain. L'acier inoxydable est fortement sensible à une corrosion dans l'eau de mer dans laquelle les sels attaquent réellement et corrodent l'acier inoxydable à cause de la présence de
chlore dans l'environnement.
Le revêtement d'un acier inoxydable avec des alliages
d'étain par un procédé par immersion à chaud a été plus satisfaisant.
L'un des revêtements d'alliage d'étain les plus courants pour l'acier au carbone et l'acier inoxydable, est un alliage étain-plomb couramment connu sous le nom de terne. La composition de l'alliage de terne est généralement d'environ 80% en poids de plomb et environ % en poids d'étain. Le plomb dans l'alliage de terne se lie facilement à la fois à l'acier au carbone et à l'acier inoxydable pour former un revêtement d'alliage plomb-étain solide et durable. Bien que les métaux en feuille revêtus de terne aient d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion et aient été utilisés dans une large variété d'applications dans le bâtiment comme des matériaux de couverture pour toitures, les matériaux revêtus de terne ont récemment suscité des préoccupations d'environnement en raison de la teneur en plomb de l'alliage de terne. Bien que le plomb dans l'alliage de terne soit stabilisé, il existe un certain souci, quoique non fondé, concernant un
lessivage de plomb à partir de l'alliage de terne.
La demande de brevet US Serial No 000.101 décrit un procédé pour revêtir de façon satisfaisante des matériaux à base d'acier inoxydable avec de l'étain contenant peu ou pas de plomb. Les revêtements d'étain pouvant être obtenus sont notablement plus épais que ceux qui peuvent être déposés par voie électrolytique. Bien que le revêtement d'étain soit plus résistant à la corrosion que l'acier inoxydable dans un milieu marin ou salin, l'étain se corrode encore à une vitesse accélérée dans de tels environnements, réduisant ainsi la demande en produits revêtus d'étain dans de tels milieux. Des bâtiments situés dans des régions côtières du monde entier sont soumis à un environnement salin. Ces régions doivent faire face à des pluies supérieures à la moyenne et à l'environnement salin résultant de la proximité de l'eau de mer. L'environnement salin attaque rapidement des métaux comme le fer et l'acier inoxydable, accélérant ainsi les vitesses de corrosion. Des structures qui sont situées près ou dans l'eau de mer peuvent être directement attaquées par l'eau de mer et présenter ainsi une corrosion encore plus rapide. Des alliages
très spéciaux et coûteux, comme des alliages nickel-chrome et cuivre-
nickel ont été développés qui présentent des propriétés améliorées de
résistance à la corrosion dans des environnements marins et salins.
Cependant, en raison des coûts associés à ces alliages spéciaux, ceux-
ci ne sont pas utilisés pour des matériaux de couverture pour toitures.
De plus, lors de l'utilisation de ces divers matériaux métalliques à des fins architecturales, il est généralement nécessaire de fournir une surface patinée mate. Une telle coloration de surface est normalement provoquée par une exposition aux conditions atmosphériques; cependant, comme la teneur en soufre diff'ere dans les diverses endroits, une couleur uniforme n'est pas toujours garantie. Lors de l'utilisation d'acier inoxydable, il a été tenté une pré-coloration par oxydation électrolytique, par oxydation pour changer la réfraction de la lumière ou par des revêtements colorés. Ces procédés sont coûteux et pas très efficaces. Des empreintes digitales peuvent changer la couleur de la surface ayant subi un tel procédé parmi de nombreux
procédés de coloration.
En raison du manque de matériaux de construction efficaces du point de vue du coût qui fournissent une excellente résistance à la corrosion dans un environnement marin ou salin et qui soient convenablement colorés, il existe un besoin, en particulier en provenance des consommateurs situés le long ou près des régions côtières, pour des matériaux de construction qui sont colorés d'une façon qui ne soit pas trop coûteuse, et fournissent une excellente résistance à la corrosion en particulier dans des environnements
marins ou salins.
La présente invention est relative au procédé de fabrication d'un matériau architectural résistant aux intempéries comprenant un acier inoxydable portant un revêtement d'étain qui est soumis à un post- traitement avec une solution oxydante pour former une remarquable couche formant une barrière au niveau de la couche intermétallique sur l'acier inoxydable, laquelle barrière manifeste une excellente résistance à la corrosion. Bien que l'acier inoxydable spécialement traité soit principalement utilisé pour des matériaux architecturaux, comme pour des matériaux pour couverture de toitures et matériaux de parois, l'acier inoxydable traité peut être utilisé dans une variété d'applications pour des articles en feuillard
ou moulés.
Selon la caractéristique principale de la présente invention, il est fourni un feuillard d'acier inoxydable portant un revêtement d'étain formé par immersion à chaud de l'acier inoxydable dans de l'étain fondu, de façon à former un revêtement d'étain lié ayant une épaisseur désirée et une couche intermétallique faite principalement d'un alliage chromefer-étain entre l'acier inoxydable et le revêtement d'étain, et traité ensuite avec une solution oxydante pour éliminer le revêtement d'étain afin d'exposer la couche d'alliage intermétallique et former un composé remarquable formant une barrière, dont on pense qu'elle est constituée d'une couche d'alliage passivée. Cette barrière présente une excellente résistance à la corrosion. Le type d'acier inoxydable utilisé est généralement un acier inoxydable 304 ou 316; cependant, d'autres types d'acier inoxydable peuvent être utilisés. L'épaisseur du feuillard d'acier inoxydable ne dépasse pas en général 0,76 mm (0,03") et est typiquement de 0,38 mm (0,015"). Evidemment, la présente invention est applicable à une quelconque surface d'acier inoxydable. Le matériau à base d'acier inoxydable n'est pas limité à la forme de feuillard. Un acier inoxydable sous forme de feuillard est avantageux dans le cas d'une utilisation dans un procédé continu dans lequel le feuillard est déroulé et se déplace en continu à travers les différentes étapes de traitement qui forment la barrière unique colorée sur la surface du feuillard d'acier inoxydable. L'acier inoxydable peut être un quelconque autre matériau architectural comme des colonnes, des poutres, des tubes, etc. qui ne peuvent pas être déroulés en continu à partir d'un rouleau. Ces matériaux sont en général traités par lots de façon à obtenir la barrière protectrice colorée. Bien que l'invention concerne de façon spécifique la formation d'un alliage comprenant du chrome-fer-étain par traitement d'acier inoxydable avec un revêtement d'étain, l'invention inclut le concept de fabrication initiale d'un matériau d'alliage comprenant du chrome-fer-étain qui présente une résistance supérieure à la corrosion. Le matériau d'alliage peut être traité avec une solution oxydante pour passiver l'alliage afin d'augmenter encore la résistance à la corrosion de l'alliage et colorer
aussi l'alliage.
Le pré-traitement de l'acier inoxydable comprend le nettoyage de la surface de l'acier inoxydable pour la débarrasser des débris étrangers et ensuite, le décapage agressif et/ou l'activation par voie chimique de la surface de l'acier inoxydable avant l'immersion à chaud de l'acier inoxydable dans l'étain fondu. Les types de débris sur la surface de l'acier inoxydable comprennent les salissures, l'huile, le papier, la colle et d'autres matières étrangères. Ces débris peuvent gêner le décapage agressif et/ou le traitement d'activation par voie
chimique, qui éliminent des oxydes de la surface de l'acier inoxydable.
Les débris peuvent être éliminés de la surface d'acier inoxydable par traitement avec une surface abrasive et/ou absorbante. La surface d'acier inoxydable peut aussi être traitée avec des nettoyants ou des
solvants pour éliminer les débris.
Le traitement de décapage agressif est conçu pour éliminer les oxydes de la surface de l'acier inoxydable. L'élimination des oxydes de la surface de l'acier inoxydable est souhaitable avant de pouvoir former une couche intermétallique convenable entre le revêtement d'étain et la surface d'acier inoxydable. L'acier inoxydable contient principalement du fer et du chrome. Le chrome sur la surface de l'acier inoxydable réagit avec l'oxygène de l'atmosphère pour former de l'oxyde de chrome qui crée une barrière presque impénétrable entre le fer à l'intérieur de l'acier inoxydable et l'oxygène dans l'atmosphère. Le film d'oxyde de chrome forme une liaison très étroite et forte avec l'acier inoxydable et n'est pas facilement éliminé. Bien que la formation du film d'oxyde de chrome soit importante en ce qui concerne les propriétés de résistance à la corrosion de l'acier inoxydable, le film d'oxyde de chrome peut interférer avec la formation de la couche intermétallique lors de l'application d'un revêtement d'étain. Le traitement de décapage agressif élimine l'oxyde de chrome de la surface de l'acier inoxydable pour permettre à l'étain déposé par immersion à chaud de se combiner avec la surface de l'acier inoxydable exempte d'oxyde pour former la couche intermétallique. La solution de décapage peut contenir divers acides ou combinaisons d'acides tels qu'acide chlorhydrique, acide sulfurique, acide nitrique, acide fluorhydrique, acide phosphorique et/ou acide isobromique. L'acide chlorhydrique en association avec l'acide nitrique peut être utilisé comme solution de décapage pour éliminer l'oxyde de chrome de l'acier inoxydable. Une solution de décapage contenant de l'acide chlorhydrique et de l'acide nitrique contient environ 5 à 25% d'acide chlorhydrique et 1 à 15% d'acide nitrique. La combinaison d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique réussit à éliminer de façon rapide et supérieure l'oxyde de chrome de l'acier inoxydable sans provoquer des piqûres nocives dans la surface de l'acier inoxydable. La température de la solution de décapage est importante pour fournir un acide hautement actif qui va facilement éliminer l'oxyde de chrome de la surface de l'acier inoxydable. La température de la solution de décapage est en général comprise entre 48 et 60 C (120 et 140 F). Dans le cas d'une solution d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique, la température de la solution est généralement d'environ 27 C (80 F). La solution de décapage peut être agitée pendant le traitement de décapage agressif pour empêcher la solution de décapage de stagner et de présenter une concentration variable et pour disperser des poches de gaz qui peuvent se former sur la surface de l'acier inoxydable. Le temps de traitement de l'acier inoxydable dans la solution de décapage pour éliminer convenablement l'oxyde de chrome sans piquer la surface de l'acier
inoxydable, est en général inférieur à une minute.
Après le décapage agressif, l'acier inoxydable est en général davantage traité par activation chimique de la surface de l'acier inoxydable pour éliminer davantage les oxydes de la surface de l'acier inoxydable. L'activation chimique de l'acier inoxydable comprend le traitement chimique de l'acier inoxydable avec un agent désoxydant pour éliminer des oxydes résiduels qui restent sur la surface de l'acier inoxydable. Diverses solutions désoxydantes peuvent être utilisées, comme le chlorure de zinc. Le chlorure de zinc joue à la fois le rôle de désoxydant et de revêtement protecteur pour le feuillard d'acier inoxydable. La température de la solution de chlorure de zinc
est en général maintenue à la température ambiante (16 C à 32 C) (60-
F) et agitée pour maintenir une concentration uniforme de la solution. De petites quantités d'acide chlorhydrique peuvent être ajoutées à la solution désoxydante pour augmenter encore
l'élimination d'oxydes.
Selon encore un autre aspect de la présente invention concernant le procédé de dépôt d'étain, la surface de l'acier inoxydable est maintenue dans un environnement pauvre en oxygène jusqu'au moment de l'application du revêtement d'étain sur la surface de l'acier inoxydable. Le maintien d'un environnement pauvre en oxygène inhibe la formation d'oxydes sur la surface de l'acier inoxydable. L'environnement pauvre en oxygène peut prendre plusieurs formes telles qu'un environnement de gaz pauvre en oxygène autour de l'acier inoxydable ou l'immersion de l'acier inoxydable dans un environnement liquide pauvre en oxygène. Ces deux environnements jouent le rôle d'écran pour empêcher la formation d'oxydes. Lorsqu'un environnement de gaz pauvre en oxygène est mis en oeuvre, les gaz utilisés pour former l'environnement contenant peu d'oxygène sont typiquement de l'azote, des hydrocarbures, de l'hydrogène, des gaz rares et/ou d'autres gaz ne contenant pas d'oxygène. En général, l'azote est utilisé pour former l'environnement gazeux pauvre en oxygène. L'environnement liquide pauvre en oxygène consiste normalement en eau chauffée ayant une faible teneur en oxygène dissous, pulvérisée sur les surfaces de l'acier inoxydable; cependant, l'acier inoxydable peut aussi être immergé dans l'eau chauffée. En général, la température de l'eau chauffée est maintenue au-delà de 38 C (100 F) et typiquement à environ 43 C
(110 F) ou plus.
Selon encore un autre aspect de la présente invention concernant le procédé de dépôt d'étain, il est fourni une cuve d'étamage qui applique de l'étain fondu sur la surface de l'acier inoxydable. La cuve d'étamage comprend en général une boîte de fondant que traverse l'acier inoxydable avant d'aller dans l'étain fondu. La boîte de fondant contient un fondant qui a une plus faible densité que l'étain fondu de telle sorte que le fondant flotte à la surface de l'étain fondu. Le fondant sert à réaliser un traitement de surface final de l'acier inoxydable en éliminant d'éventuels oxydes résiduels de la surface de l'acier inoxydable et en protégeant la surface de l'acier inoxydable de l'oxygène jusqu'au moment o l'acier inoxydable est revêtu d'étain. Le fondant peut consister en chlorure de zinc et chlorure d'ammonium. Une telle solution de fondant contient environ à 60% en poids de chlorure de zinc et environ 5 à 40% en poids de chlorure d'ammonium; cependant, les concentrations des deux
agents du fondant peuvent être modifiées l'une en fonction de l'autre.
Une fois que l'acier inoxydable a traversé le fondant, il pénètre ensuite dans l'étain fondu. La température de l'étain fondu est comprise typiquement entre 303 C et 343 C (575 et 650 F) au fond de la cuve d'étamage et peut être inférieure à cette valeur de plus de 55 C (100 F) dans la partie supérieure de la cuve d'étamage. L'étain doit être maintenu au-dessus de son point de fusion de 231 C (449 F), sinon un revêtement de mauvaise qualité apparaît. Typiquement, l'étain est maintenu à une température de 310 C (590 F). Pendant le traitement d'étamage, l'étain fondu se lie à la surface de l'acier inoxydable exempte d'oxydes. Au point de liaison, une couche intermétallique est formée qui contribue à la création d'une forte liaison entre l'acier inoxydable et le revêtement d'étain. On suppose que la couche intermétallique est formée par des atomes d'étain entremêlés à l'échelle moléculaire avec des atomes de chrome et de fer dans l'acier inoxydable. La migration de l'étain dans la couche de surface de
l'acier inoxydable aboutit à la formation de la couche intermétallique.
Il en résulte que la couche intermétallique fait essentiellement partie de la surface de l'acier inoxydable. Alors que l'acier inoxydable étamé quitte l'étain fondu, l'acier inoxydable revêtu passe entre un ou plusieurs jeux de rouleaux d'enduction qui forment une épaisseur uniforme de revêtement d'étain. Le revêtement d'étain est maintenu en une mince épaisseur inférieure à 50 pm (0,002"). Des revêtements d'étain plus épais peuvent, cependant, être appliqués à la surface de l'acier inoxydable. L'acier inoxydable étamé est un matériau architectural présentant une excellente résistance à la corrosion; cependant, il peut encore se corroder quoique lentement lorsqu'il est
exposé à une atmosphère chargée de chlore.
Selon le concept de base de la présente invention, l'acier
inoxydable revêtu d'étain est de plus traité avec une solution oxydante.
La solution oxydante réagit avec le revêtement d'étain pour éliminer le revêtement d'étain afin d'exposer la couche intermétallique qui réagit avec l'acide pour fournir une mince barrière qui est hautement
résistante à la corrosion, en particulier dans un environnement salin.
La solution d'oxydation peut de plus réagir avec la couche intermétallique et colorer la couche. La solution oxydante peut comprendre l'une quelconque de nombreuses solutions acides, neutres ou alcalines. La solution d'oxydation contient en général de l'acide nitrique en une concentration de 5% à 60% de la solution oxydante. La solution oxydante peut aussi contenir du sulfate de cuivre pour augmenter l'élimination de la couche d'étain. Le sulfate de cuivre peut être ajouté en des quantités allant jusqu'à 10% de la solution oxydante. La température de la solution oxydante est en général comprise entre 20 C et 80 C. Le temps requis pour éliminer le revêtement d'étain pour exposer la couche intermétallique peut être réduit par augmentation de la température de la solution oxydante et/ou augmentation de la force de la solution oxydante. Le temps requis pour éliminer le revêtement d'étain est en général inférieur à 2 minutes. Une fois que la couche intermétallique est exposée, la feuillard est rincé pour éliminer de la solution oxydante restant éventuellement sur le feuillard et laisser la barrière de protection sur la couche intermétallique. Le concept de l'élimination d'une couche d'étain de l'acier inoxydable étamé est nouveau dans l'art, en particulier dans le contexte de l'application initiale du revêtement d'étain pour améliorer la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable. Le principal objet de la présente invention est de fournir un article en acier inoxydable résistant aux intempéries ayant une
surface colorée qui est hautement résistante à la corrosion.
Un autre objet de la présente invention est la fourniture d'une méthode pour former une barrière protectrice colorée sur la
surface exposée d'un articule en acier inoxydable.
Un autre objet encore de la présente invention est un procédé pour fournir une couche colorée de protection sur la surface d'un alliage de chrome et de fer par application préalable d'une mince couche d'étain, de préférence par immersion à chaud, élimination de
l'étain avec une solution oxydante par une action contrôlée auto-
catalytiquement de façon à exposer la couche de protection d'alliage de fer et d'étain et finalement colorer et/ou passiver cette couche de protection. Un autre objet encore de la présente invention est de fournir l'application d'étain fondu sur la surface exempte d'oxydes de l'acier inoxydable pour former une couche intermétallique sur la surface de l'acier inoxydable, laquelle couche est exposée et traitée
pour fournir une barrière de protection.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé pour la fourniture d'un article ayant une couche intermétallique contenant du chrome-fer-étain et ayant une surface colorée protectrice, lequel procédé élimine l'étain en excès et passive la couche. Un autre objet encore de la présente invention est de fournir un métal pourvu d'une surface pré-colorée qui est uniforme et tout-à-fait similaire à celle d'un feuillard patiné et revêtu de terne, et
sans plomb du tout.
Un autre objet encore de la présente invention est le traitement d'un acier inoxydable étamé par immersion à chaud à une solution oxydante pour éliminer le revêtement d'étain de l'acier inoxydable et exposer la couche intermétallique résistant à la corrosion. Un autre objet encore de la présente invention est de fournir la production d'un matériau hautement résistant à la
corrosion qui est économique à fabriquer par un procédé continu.
3 0 Ces objets et d'autres objets et avantages seront évidents
pour le spécialiste de l'art à la suite de la lecture de la description
suivante en référence aux dessins ci-joints: la figure 1 est une vue en coupe droite du procédé complet pour la fabrication d'acier inoxydable pourvu d'une couche superficielle 3 5 intermétallique de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe droite d'un feuillard d'acier inoxydable étamé qui montre la couche intermétallique; et la figure 3 est une vue en coupe droite du feuillard d'acier
inoxydable immergé dans la solution oxydante.
Les dessins ci-joints ont pour but d'illustrer seulement des modes de réalisation préférés de la présente invention, sans limiter celle-ci. La figure 1 montre le nouveau procédé continu complet pour la formation d'une couche intermétallique sur la surface du feuillard d'acier inoxydable. Le feuillard 12 d'acier inoxydable pénètre dans le système à partir d'un rouleau 10 d'acier inoxydable. L'acier inoxydable utilisé peut être un acier inoxydable de
type 304, qui contient environ 18% de chrome et environ 8% de nickel.
Cependant, d'autres types d'acier inoxydable peuvent être mis en oeuvre. L'épaisseur du feuillard 12 d'acier inoxydable est d'environ 0,38 mrn (0,015"); cependant, le feuillard 12 d'acier inoxydable peut être plus mince ou plus épais. Le feuillard 12 d'acier inoxydable est en général déroulé à partir d'un rouleau 10 d'acier inoxydable à des vitesses qui sont en général inférieures à 45,7 m/mn (150 ft/min) et de préférence comprises entre 21,4 à 30,5 m/mn (70 et 100 ft/min). Des guides 13 pour le feuillard sont disposées dans tout le système pour guider correctement le feuillard 12 d'acier inoxydable à travers
chaque secteur de traitement.
Alors que le feuillard 12 quitte le rouleau 10, le feuillard 12 rencontre le dispositif de traitement par abrasion 14. Ce dispositif traitement par abrasion 14, sous la forme de brosses métalliques 16, est actionné par un moteur. Les brosses métalliques sont placées au contact du feuillard 12 d'acier inoxydable pour éliminer les débris étrangers du feuillard 12 d'acier inoxydable et pour décaper initialement et/ou éliminer mécaniquement l'oxyde de chrome de la surface du feuillard 12 d'acier inoxydable. Le dispositif traitement par abrasion 14 est de préférence placé de biais contre le feuillard 12 d'acier inoxydable pour fournir le frottement nécessaire entre les brosses 16 et le feuillard 12 d'acier inoxydable afin de nettoyer convenablement le feuillard 12 d'acier inoxydable. Le système traitement par abrasion 14 est de préférence situé sur la surface supérieure et sur la surface inférieure du feuillard 12 d'acier inoxydable pour réaliser un traitement correct du feuillard 12 d'acier inoxydable. Les brosses abrasives 16 sont typiquement faites d'unmatériau métallique ayant une dureté supérieure à celle du feuillard 12 d'acier inoxydable pour que ces brosses abrasives 16 se soient pas usées rapidement et puissent éliminer convenablement les matériaux étrangers. De préférence, les brosses abrasives 16 tournent dans une direction opposée relativement au déplacement du feuillard 12 d'acier inoxydable pour fournir une abrasion supplémentaire du feuillard 12
d'acier inoxydable.
Bien que cela ne soit pas montré, le feuillard 12 peut être de plus traité avant ou après le dispositif traitement par abrasion 14 avec un agent de nettoyage alcalin ou un solvant organique pour
éliminer des objets étrangers de la surface du feuillard 12.
Après passage du feuillard 12 d'acier inoxydable à travers le système traitement par abrasion 14, le feuillard 12 pénètre
de préférence dans un environnement gazeux 20 pauvre en oxygène.
L'environnement gazeux 20 pauvre en oxygène est formé par mise en place du feuillard 12 d'acier inoxydable dans le gaz 22 pauvre en oxygène. De préférence, le gaz 22 pauvre en oxygène est essentiellement constitué d'azote. L'azote gazeux environnant le feuillard 12 d'acier inoxydable joue le rôle de barrière contre l'oxygène de l'atmosphère et empêche l'oxygène de réagir avec le chrome et le
fer dans le feuillard 12.
Le feuillard 12 d'acier inoxydable quitte l'environnement
gazeux pauvre en oxygène pour pénétrer dans la cuve de décapage 30.
La cuve de décapage 30 a en général une longueur de 7,6 m (25 ft) et une profondeur suffisante pour assurer l'immersion complète du feuillard 12 d'acier inoxydable dans une solution de décapage 32. La solution de décapage 32 consiste de préférence en une solution d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique. De préférence la concentration d'acide chlorhydrique et d'acide nitrique dans la solution de décapage 32 est d'environ 10% d'acide chlorhydrique et 3% d'acide nitrique. La solution de décapage 32 est de préférence maintenue à une température comprise entre 53 C et 57 C (128 F et 133 F) pour que la solution de décapage 32 se trouve dans un état hautement réactif pour éliminer l'oxyde de chrome de la surface du feuillard 12. La cuve de décapage 30 contient de préférence au moins un agitateur 34 pour agiter la solution de décapage 32 de façon à maintenir une concentration uniforme de la solution, une température uniforme de la solution et pour briser d'éventuelles poches de gaz susceptibles de se former sur le feuillard 12. Un évent 36 pour la solution de décapage est de préférence placé au-dessus de la cuve de décapage 30 pour collecter et éliminer les fumées d'acides et d'autres gaz s'échappant de la cuve de décapage 30. Le feuillard 12 pénètre en général dans un environnement gazeux 20 pauvre en oxygène en sortant de la cuve de
décapage 30.
La solution de décapage 32 restant sur le feuillard 12 est éliminée dans la cuve de rinçage 40. La cuve de rinçage 40 contient une solution de rinçage 42 qui est de préférence de l'eau. L'eau dans la cuve de rinçage 40 est désoxygénée par chauffage de l'eau au-delà de 38 C (100 F) et de préférence à environ 43 C (110 F). En raison des propriétés légèrement acides de la solution de rinçage 42, cette solution de rinçage 42 peut éliminer de petites quantités d'oxydes qui peuvent encore exister sur la surface du feuillard 12. La solution de rinçage 42 est en général agitée de façon à faciliter l'élimination de la solution de décapage 32 du feuillard 12, Le feuillard 12 d'acier inoxydable quitte la cuve de rinçage 40, puis pénètre de préférence dans un environnement liquide 50 pauvre en oxygène. L'environnement liquide 50 pauvre en oxygène comprend au moins un jet de pulvérisation 52. Le jet de pulvérisation 52 injecte un liquide 56 contenant peu d'oxygène sur la surface du feuillard 12 d'acier inoxydable pour empêcher l'oxygène de réagir avec le chrome et/ou le fer sur la surface du feuillard 12 et pour éliminer toute solution de décapage supplémentaire 32 qui peut être présente sur le feuillard 12 à la sortie de la cuve de rinçage 40. Le liquide 56 contenant peu d'oxygène est de l'eau chauffée ayant une température
d'environ 43 C (110 F).
Le feuillard 12 d'acier inoxydable quitte l'environnement liquide 50 pauvre en oxygène pour pénétrer de préférence dans une cuve 60 d'activation chimique. La cuve 60 d'activation chimique contient une solution 62 d'activation chimique, qui élimine tout oxyde restant sur la surface de feuillard 12. En général, la solution 62 d'activation chimique est une solution de chlorure de zinc maintenue à une température comprise entre 26 C et 32 C (80-90 F). Le chlorure de zinc dans la cuve 60 d'activation chimique élimine non seulement des oxydes subsistant sur la surface du feuillard 12, mais joue aussi le rôle de revêtement protecteur pour empêcher une formation d'oxyde sur le feuillard 12 jusqu'au moment o le feuillard 12 d'acier inoxydable pénètre dans la cuve d'étamage 70. La cuve 60 d'activation chimique peut contenir un agitateur pour faciliter l'élimination
d'oxydes et empêcher une stagnation de la solution 62.
Avant d'être revêtu d'étain fondu 76, le feuillard 12
pénètre dans la boîte de fondant 72 située dans la cuve d'étamage 70.
La boîte de fondant 72 contient un fondant 74 ayant une densité inférieure à celle de l'étain fondu 76. Le fondant 74 consiste de préférence en une solution de chlorure de zinc et de chlorure d'ammonium. De préférence, le fondant 74 contient environ 50% de chlorure de zinc et environ 8% de chlorure d'ammonium. Le fondant
74 élimine d'éventuels oxydes restants sur la surface du feuillard 12.
En quittant la boîte de fondant 72, le feuillard 12 d'acier inoxydable pénètre dans l'étain fondu 76. L'étain fondu 76 dans la cuve d'étamage est maintenu à une température supérieure à 231 C (449 F) et de préférence à une température d'environ 310 C (590 F). La cuve d'étamage 70 est de préférence divisée en deux chambres par une barrière 80 contre l'huile de palme de façon à empêcher l'huile de palme 78 de s'étaler sur la surface entière de l'étain fondu 76 dans la cuve d'étamage 70. L'étain fondu 76 contient principalement de l'étain et peut renfermer des quantités mineures d'autres métaux, comme le zinc, le fer, le cuivre, etc. La teneur en étain est de préférence supérieure à 95% en poids. La teneur en plomb de l'étain fondu 76 est
inférieure à 0,1% en poids et de préférence inférieure à 0,01% en poids.
Au fur et à mesure que le feuillard 12 traverse l'étain fondu 76, les atomes d'étain pénètrent dans la surface exempte d'oxyde du feuillard 12 et/ou réagissent avec celle-ci pour former une couche intermétallique 142 très mince qui existe entre le revêtement d'étain et le corps 146 d'acier inoxydable, comme cela est illustré dans la figure 2. Bien que la composition exacte de la couche intermétallique ne soit pas certaine, on suppose que la couche intermétallique 142 est un alliage au niveau moléculaire principalement de chrome, de fer et d'étain, Cr-Fe-Sn. Cependant, la couche intermétallique 142 peut contenir du nickel et de petites quantités d'autres éléments ou composés. On peut considérer la couche intermétallique 142 comme étant une couche de transition entre le corps 146 et le revêtement d'étain 140. La couche intermétallique 142 peut aussi contenir de l'hydrogène, de l'azote et de l'oxygène; cependant, la formulation exacte n'est pas encore connue. On suppose que la couche intermétallique 142 est responsable de la forte liaison entre le
revêtement d'étain 140 et le corps d'acier inoxydable du feuillard 12.
Avant de sortir de la cuve d'étamage 70, le feuillard 12 passe entre au moins à travers un jeu de cylindres d'enduction 82. Les cylindres d'enduction 82 maintiennent l'épaisseur désirée du revêtement d'étain sur le feuillard 12. L'épaisseur du revêtement d'étain sur le feuillard 12 est en général inférieure à 0,51 mm (0,02") et est de
préférence d'environ 19 pm (0,00075").
L'huile de palme 78 est de préférence située au voisinage des cylindres d'enduction 82. L'huile de palme flotte sur l'étain fondu 76 pour empêcher l'étain de se solidifier et de s'oxyder et contribue aussi à distribuer convenablement l'étain sur le feuillard 12 d'acier
inoxydable.
Des jets de revêtement de métal qui injectent de l'étain fondu sur l'autre surface du cylindre d'enduction 82 peuvent être installés pour pulvériser de l'étain fondu 76 sur le cylindre d'enduction 82 au fur et à mesure que le feuillard 12 passe entre les cylindres d'enduction 82, de façon à remplir d'éventuels petites zones superficielles sur le feuillard 12 qui n'ont pas été revêtues par l'étain
fondu 76 dans la cuve d'étamage 70.
Après la sortie du feuillard 12 de la cuve d'étamage 70, le revêtement d'étain est refroidi par de l'eau de refroidissement 96 par au moins un pulvérisateur 92 de jets d'eau froide et/ou dans une cuve de refroidissement, qui n'est pas représentée. L'eau de refroidissement 96 est maintenue en général à la température ambiante. Comme cela est expliqué, de l'acier inoxydable portant une surface étamée est montré dans la figure 2 dans laquelle la couche d'étain 140 se trouve sur le feuillard 12 et forme la couche 142 d'alliage
intermétallique sur la surface 146 de l'acier inoxydable.
Après refroidissement du revêtement d'étain, le feuillard 12 passe dans une cuve d'oxydation 100. La cuve d'oxydation 100 contient une solution oxydante 102 qui élimine le revêtement d'étain 140 du feuillard 12 pour exposer la couche intermétallique 142, comme cela est montré dans la figure 3. On suppose aussi que la solution oxydante 102 réagit avec la couche intermétallique 142 et forme une barrière 148 dans la partie supérieure de l'alliage 142. On a testé la barrière et trouvé qu'elle est nettement supérieure du point de vue de la protection du feuillard 12 d'acier inoxydable. La solution oxydante 102 peut aussi colorer la couche intermétallique 142. La solution oxydante 102 est de préférence une solution d'acide nitrique. La concentration de l'acide nitrique peut être comprise entre 5% et 60% et est de préférence d'environ 20%. Lorsque la concentration de l'acide nitrique est augmentée, le temps requis pour éliminer le revêtement d'étain 140 est raccourci. En général, l'élimination du revêtement d'étain 140 est inférieur à 2 minutes. Du sulfate de cuivre peut être ajouté à l'acide nitrique pour augmenter encore la vitesse d'élimination du revêtement d'étain 140. Si du sulfate de cuivre est présent, il est ajouté en général à une concentration de moins de 10% et de préférence de 1% de la solution oxydante 102. La température de la solution oxydante 102 doit être maintenue à une température qui confère une activité suffisante à la solution oxydante 102. La température est en général maintenue entre 30 C et 80 C et de préférence à environ 50 C. Une augmentation de la température entraîne une augmentation de l'activité de la solution oxydante 102 et réduit ainsi le temps requis pour l'élimination du revêtement d'étain du feuillard 12. La cuve d'oxydation 100 peut aussi contenir un agitateur pour empêcher la stagnation et/ou d'importantes différences de concentration de la solution oxydante 102 dans la cuve 100 et pour
empêcher la formation de bulles de gaz sur la surface du feuillard 12.
En sortant de la cuve d'oxydation 100, le feuillard 12 va dans la cuve de rinçage d'oxydation 110. La cuve de rinçage 110 contient un liquide 112 qui élimine toute solution d'oxydation restante 102 du feuillard 12. De préférence, le liquide 112 est de l'eau à température ambiante. La cuve de rinçage 110 peut comprendre un agitateur pour faciliter encore l'élimination de la solution oxydante 102 du feuillard 12. Bien que cela ne soit pas montré, le feuillard 12 peut être rincé par des jets de pulvérisation à la place de la cuve de rinçage 110. Les jets de pulvérisation dirigent un liquide sur le feuillard 12 pour éliminer la solution oxydant 102 du feuillard 12. Les jets de pulvérisation peuvent être de même conception que les jets de
pulvérisation 92.
Après rinçage dans la cuve de rinçage 110, le feuillard 12 est de préférence soumis à un niveleur qui n'est pas représenté. Le niveleur comprend de préférence des cylindres 17 de nivellement qui produisent une surface uniforme et lisse sur le feuillard 12. A la sortie du niveleur, le feuillard 12 d'acier inoxydable est découpé par des
cisailles 120 en longueurs de feuillard désirées.
On a constaté que la barrière 148 sur la couche intermétallique 142 du feuillard 12 est étonnamment résistante à la corrosion, en particulier dans des environnements salins. Bien que la demanderesse ne souhaite pas être liée par une théorie quelconque concernant la raison de la résistance à la corrosion accrue manifestée par la barrière 148, elle suppose que la structure d'alliage particulière de Cr-Fe-Sn dans la couche 142 et sa réaction avec la solution oxydante 102, produisent un composé qui est si stable qu'il résiste à une réaction avec des ions dans une solution saline. Le nickel peut aussi être un composant de la couche intermétallique 142 en particulier dans un acier inoxydable qui contient du nickel. D'autres éléments comme l'azote, l'hydrogène, l'oxygène peuvent aussi être présents dans la barrière 148 pour augmenter la stabilité de la couche intermédiaire avec la barrière supérieure, qui apparaît avoir une épaisseur microscopique. Pendant la procédure d'oxydation et/ou de rinçage, la couche intermétallique remarquable 142 peut s'oxyder avec l'oxygène environnant disponible pour former la barrière 148 résistant à la corrosion et colorer la couche intermétallique 142. La demanderesse pense que c'est la combinaison de la composition spéciale de la couche intermétallique en association avec une couche d'oxyde de protection ou barrière 148, qui fournit la résistance à la corrosion supérieure étonnante, en particulier dans un environnement salin. La demanderesse a aussi trouvé que non seulement la barrière formée par la couche intermétallique 148 est résistante à la corrosion, mais que de plus la couche intermétallique 142 avec sa barrière supérieure 148 est maléable et ne se fissure pas lorsqu'elle est formée sous diverses configurations pour des matériaux de couverture pour toitures. La barrière 148 peut être colorée avec la solution oxydante 102 pour former une surface non réfléchissante d'un gris sombre ou d'un gris terreux. La surface non réfléchissante est avantageuse pour une utilisation sur des bâtiments qui nécessitent des matériaux peu
réfléchissants, comme des bâtiments proches des aéroports.
L'absence de plomb en provenance de la couche intermétallique 142 et de la barrière 148 fait que le feuillard 12 est un produit de remplacement supérieur pour des matériaux revêtus de terne. Non seulement la résistance à la corrosion de la couche intermétallique 142 et de la barrière 148 est supérieure à celle des revêtements de terne, en particulier dans des environnements salins, mais de plus la couche intermétallique 142 ne contient pas de plomb ou pratiquement pas de plomb, ce qui réduit les préoccupations associées à l'utilisation des matériaux à base de plomb. Une couche intermétallique 142 avec la barrière 148 se révèle aussi être résistante aux éraflures, ce qui améliore la qualité visuelle du feuillard 12 et augmente la résistance à
la dégradation du feuillard 12.
L'exemple suivant illustre la résistance à la corrosion améliorée du feuillard 12 avec une barrière 148 dans un environnement salin. L'acier inoxydable de type 304 est décapé de façon agressive, activé par voie chimique et revêtu de 19 gm (0,00075") d'étain. L'acier inoxydable étamé est ensuite traité avec une solution oxydante contenant 20% d'acide nitrique et 1% de sulfate de cuivre. La température de l'acide oxydant est de 50 C et la durée du traitement est d'environ 20 secondes pour exposer la couche intermétallique. La surface exposée est de couleur gris sombre ou gris terreux, similaire à celle d'un acier inoxydable revêtu de terne patiné dans une atmosphère contenant du soufre. L'acier inoxydable traité est ensuite comparé à un acier inoxydable de type 316 et à un acier inoxydable de type 304 revêtu de terne (80% de plomb et 20% d'étain), pour déterminer leur résistance à la corrosion relative dans une solution saline de chlore en 5%. Les résultats sont les suivants:
TABLEAU 1
Période d'exposition Matériau Mois Commentaires Acier inoxydable 304 6 Pas de corrosion évidente. La avec couche intermétallique surface semble la même que 142 et barrière 148 de lorsqu'elle est mise pour la protection première fois dans la solution saline
Acier inoxydable 6 Corrosion apparente.
type 316 Début de piqûres de surface Acier inoxydable 6 Le revêtement de terne est revêtu de terne presque tout éliminé. La type 304 surface d'acier inoxydable commence à se corroder
et à se piquer.
Il est évident d'après le tableau 1, que l'acier inoxydable pourvu d'une couche intermétallique 142 et d'une barrière de protection 148 de la présente invention manifeste une résistance à la corrosion supérieure à celle d'un acier inoxydable standard de type
316 et d'un acier inoxydable revêtu de terne.
On a constaté qu'une solution oxydante contenant seulement 20% d'acide nitrique est suffisante pour éliminer le revêtement d'étain 140 de façon à exposer la couche intermétallique 142. De plus, l'acide nitrique peut passiver la couche intermétallique 142 en lui donnant une couleur d'un gris sombre ou d'un gris terreux, en environ 20 secondes. Le traitement d'oxydation de 20 secondes élimine le revêtement d'étain 140 jusqu'à la couche intermétallique 142, mais n'élimine pas la couche intermétallique 142; en conséquence, des irrégularités dans l'épaisseur de l'étain sont compensées par un contrôle auto-catalytique du procédé d'élimination de l'étain. La couleur de la couche intermétallique 142 colorée est 0 similaire à celle d'un acier revêtu de terne patiné; cependant, la couche 142 ne contient pas de plomb, à l'exception d'une éventuelle quantité à l'état de trace. On suppose que la couche intermétallique 142 est un alliage de fer, chrome et étain. Ainsi, un quelconque alliage ferreux avec du chrome pourrait être traité pour former une couche intermétallique 142 lorsqu'il est revêtu d'étain chaud, par un traitement par immersion à chaud, un procédé au couteau d'air ou un procédé de chauffage dans un four qui fait fondre l'étain déposé par voie électrolytique et provoque son écoulement à l'état fondu sur la surface de l'acier inoxydable. On suppose que la couche intermétallique 142 résultante, après élimination de l'étain par une solution oxydante, expose la couche 142 pour fournir une forte barrière résistante à la corrosion. La solution oxydante 102 passive ensuite la couche 142 pour créer une barrière 148 et pour conférer aussi la
couleur désirée à la barrière 148.
Des empreintes digitales ne provoquent pas de changement de couleur de la surface de la barrière 148. On a trouvé qu'une meilleure uniformité de la couleur est obtenue lorsque le revêtement d'étain 140 est dégraissé avec un solvant ou un solution alcaline avant soumission du revêtement d'étain 140 à une solution oxydante 102; cependant, ce dégraissage n'a pas d'effet sur le traitement réel. L'élimination du revêtement d'étain 140 s'arrête automatiquement à la couche intermétallique 142 qui est ensuite passivée pour former une barrière 148 et une couleur uniforme. Le sulfate de cuivre est un additif éventuel à l'acide nitrique. Dans la solution oxydante 102, le nitrate d'étain d'accumule et peut être utilisé ultérieurement pour la récupération de l'étain. L'épaisseur du revêtement d'étain 140 n'est pas critique du moment qu'il est chauffé à l'état fondu pour former une couche intermétallique 142 à la surface de l'acier inoxydable. Comme l'étain est coûteux, des revêtements plus minces sont désirés. La présente invention implique le revêtement d'un acier inoxydable avec de l'étain chaud et ensuite l'élimination de l'étain en excès pour n'exposer que la couche intermétallique 142 sur la surface
de l'acier inoxydable.
L'invention a été décrite en référence à un mode de réalisation préféré et à ses variantes. On suppose que de nombreuses modifications et des changements variés dans ce mode de réalisation sont facilement suggérés aux spécialistes de l'art après lecture et
compréhension de la description détaillée de l'invention. Elle entend
englober tous ces changements et modifications tant qu'ils sont
compris dans la portée de la présente inyention.
Claims (55)
1. Matériau résistant à la corrosion présentant une excellente résistance à la corrosion, comprenant un acier inoxydable 12 ayant une couche superficielle intermétallique 142 résistant à la corrosion, cette couche intermétallique 142 étant formée par application d'un revêtement d'étain 140 sur la surface 146 de cet acier
inoxydable 12.
2. Matériau suivant la revendication 1, dans lequel cette couche intermétallique 142 comprend un alliage comprenant du
chrome, du fer et de l'étain.
3. Matériau suivant les revendications 1 et 2, dans lequel
cette couche intermétallique 142 comprend du nickel.
4. Matériau suivant les revendications 1 à 3, dans lequel
ce revêtement d'étain 140 est éliminé par une solution oxydante 102.
5. Matériau suivant la revendication 4, dans lequel cette solution oxydante 102 comprend au moins de 5% d'acide nitrique et
jusqu'à 10% de sulfate de cuivre.
6. Matériau suivant les revendications 1 à 5, dans lequel
ce revêtement d'étain 140 comprend les pourcentages en poids suivants Etain 90 - 100 Plomb 0,00 - 0,10 Bismuth 0,00 - 1,7 Antimoine 0,00 - 7,5 Zinc 0,00 - 1,5 Fer 0,00 - 0,1 Cuivre 0,00 - 2,7
7. Matériau suivant les revendications 1 à 6, dans lequel
ce revêtement d'étain 140 est appliqué par un procédé par immersion
à chaud.
8. Matériau suivant les revendications 1 à 6, dans lequel
ce revêtement d'étain 140 est appliqué par dépôt électrolytique, suivi
d'un chauffage jusqu'à écoulement de ce revêtement d'étain 140.
9. Matériau suivant les revendications 1 à 6, dans lequel
ce revêtement d'étain 140 est appliqué par un traitement au couteau d'air.
10. Matériau suivant les revendications 1 à 9, dans lequel
ce revêtement d'étain 140 est appliqué sur une surface 146 de l'acier
inoxydable 12 généralement exempte d'oxydes.
11. Matériau suivant la revendication 10, dans lequel cette surface 146 généralement exempte d'oxydes est formée par décapage agressif 30 de la surface 146 de cet acier inoxydable 12 avant
étamage 70.
12. Matériau suivant la revendication 11, dans lequel cette solution acide de décapage 32 comprend un mélange d'acide
chlorhydrique et d'acide nitrique.
13. Matériau suivant les revendications 10 à 12, incluant
l'étape 60 d'activation par voie chimique de la surface extérieure 146 de cet acier inoxydable 12 après cette étape de décapage 30 et cette étape
d'étamage 70.
14. Matériau suivant les revendications 10 à 12, incluant
l'étape de soumission de la surface 146 de cet acier inoxydable 12 à un
environnement inerte 20.
15. Procédé pour fabriquer un matériau hautement résistant à la corrosion comprenant les étapes d'étamage 70 de ce feuillard 12 d'acier inoxydable et de formation d'une couche intermétallique 142 entre ce revêtement d'étain 140 et la surface de cet acier inoxydable 12, cette couche intermétallique 142 comprenant du
chrome, du fer et de l'étain.
16. Procédé suivant la revendication 15, dans lequel cette
couche intermétallique 142 comprend du nickel.
17. Procédé suivant les revendications 15 et 16, dans
lequel cet étamage 70 est effectué par un procédé par immersion à chaud.
18. Procédé suivant les revendications 15 et 16, dans
lequel cet étamage 70 est effectué par dépôt électrolytique, suivi d'un
chauffage jusqu'à écoulement de ce revêtement d'étain 140.
19. Procédé suivant les revendications 15 et 16, dans
lequel cet étamage 70 est effectué par un procédé au couteau d'air.
20. Procédé suivant les revendications 15 à 19, incluant
l'étape de décapage agressif 30 de la surface 146 de cet acier inoxydable
12 avant cet étamage 70.
21. Procédé suivant les revendications 15 à 20, incluant
l'étape 60 d'activation chimique de la surface extérieure 146 de cet acier inoxydable 12 avant cette étape d'étamage 70.
22. Procédé suivant les revendications 15 à 21, incluant
l'étape de soumission de la surface 146 de cet acier inoxydable 12 à un
environnement inerte 20.
23. Procédé suivant les revendications 15 à 22, dans
lequel ce revêtement d'étain 140 comprend les pourcentages en poids suivants: Etain 90 - 100 Plomb 0,01 - 0,10 Bismuth 0,00 - 1,7 Antimoine 0,00 - 7,5 Zinc 0,00. - 1,5 Fer 0,00 - 0,1 Cuivre 0,00 - 2,7
24. Procédé suivant les revendications 15 à 23, incluant
l'étape 100 d'élimination de ce revêtement d'étain 140 pour exposer
cette couche intermétallique 142.
25. Procédé suivant la revendication 24, dans lequel ce
revêtement d'étain 140 est éliminé par une solution oxydante 102.
26. Procédé suivant la revendication 25, dans lequel cette solution oxydante 102 contient au moins 5% d'acide nitrique et jusqu'à
% de sulfate de cuivre.
27. Procédé suivant les revendications 25 et 26, dans
lequel cette solution oxydante 102 est maintenue à une température
comprise entre 30 C et 80 C.
28. Procédé suivant les revendications 24 à 27, incluant
l'étape de passivation 100 de cette couche intermétallique 142 exposée
pour fournir une surface exposée colorée 148.
29. Article pourvu d'une surface résistant à la corrosion formée à partir d'un alliage comprenant de l'étain, du chrome et du fer.
30. Article suivant la revendication 29, dans lequel cet
alliage comprend du nickel.
31. Article suivant les revendications 29 et 30, dans lequel
cette surface est traitée avec une solution oxydante 102.
32. Article suivant la revendication 31, dans lequel cette solution oxydante 102 comprend au moins 5% d'acide nitrique et
jusqu'à 10% de sulfate de cuivre.
33. Article suivant les revendications 29 à 32, dans lequel
cette surface est passivée pour former une surface colorée 148.
34. Procédé pour colorer une surface résistant à la corrosion formée à partir d'un alliage de Sn, Cr et Fe, comprenant l'étape 100 de soumission de la surface de cet alliage à une solution
oxydante 102.
35. Matériau architectural résistant à la corrosion présentant une excellente résistance à la corrosion comprenant un feuillard 12 d'acier inoxydable ayant une couche superficielle intermétallique 142 formée par passage de ce feuillard 12 d'acier inoxydable à travers un bain d'étain fondu 76 à une température supérieure à 231 C (449 F) et à une vitesse inférieure à 45,7 m (150 ft) par minute pour produire une couche d'étain 140 de moins de 50 gm (0,002") sur cette couche superficielle intermétallique 142 et élimination de ce revêtement d'étain 140 de la surface 146 de ce feuillard 12 d'acier inoxydable pour exposer cette couche
intermétallique 142 avec une solution oxydante 102.
36. Matériau architectural ayant une couche colorée de protection 148 faisant partie d'une couche superficielle intermétallique 142 colorée d'un matériau 12 à base d'acier inoxydable, cette couche superficielle intermétallique 142 étant formée par application d'une couche d'étain 140 de moins de 50 pm (0,002") sur la surface 146 de ce matériau 12 à base d'acier inoxydable et ensuite, exposition de cette couche d'étain 140 pendant moins d'environ deux minutes pour éliminer cette couche d'étain 140 et
exposer cette couche superficielle intermétallique 142.
37. Procédé pour la fourniture d'une couche colorée de protection 148 sur la surface 146 d'un feuillard ferreux 12 par un procédé continu, comprenant les étapes de (a) pré-traitement 30 de ce feuillard ferreux 12 pour éliminer les oxydes de la surface 146 de ce feuillard 12; (b) dépôt 70 d'un revêtement d'étain 140 de moins de 50 lm (0,002") sur cette surface 146 pour créer une couche d'alliage intermétallique 142 entre la surface 146 de ce feuillard 12 et ce revêtement d'étain 140, cette couche d'alliage 142 contenant du chrome, de l'étain et du fer, ce revêtement d'étain 140 étant déposé par passage de ce feuillard 12 à une vitesse inférieure à 45,7 m (150 ft) par minute à travers un bain fondu d'étain 76 qui est maintenu à une température d'au moins 231 C (449 F); (c) refroidissement de ce feuillard ferreux étamé; et (d) élimination de ce revêtement d'étain 140 avec une solution
oxydante 102 pour exposer cette couche intermétallique 142.
38. Procédé suivant la revendication 37, dans lequel ce
revêtement d'étain 140 a une épaisseur inférieure à 25 gm (0,001").
39. Procédé suivant les revendications 37 et 38, dans
lequel cette couche intermétallique 142 comprend du fer, du chrome et
de l'étain.
40. Procédé suivant les revendications 37 à 39, dans
lequel cette couche intermétallique 142 comprend du nickel.
41. Procédé les revendications 37 à 40, dans lequel le
temps de traitement avec cette solution oxydante 102 est inférieur à
environ deux minutes.
42. Procédé suivant la revendication 41, dans lequel cette
solution oxydante 102 contient au moins 5% d'acide nitrique.
43. Procédé suivant les revendications 41 et 42, dans
lequel cette solution oxydante 102 contient moins de 60% d'acide nitrique.
44. Procédé suivant les revendications 41 à 43, dans
lequel cette solution oxydante 102 comprend du sulfate de cuivre.
45. Procédé suivant la revendication 44, dans lequel cette
solution oxydante 102 comprend moins de 10% de sulfate de cuivre.
46. Procédé suivant les revendications 41 à 45, dans
lequel la température de cette solution oxydante 102 est comprise entre
C et 80 C.
47. Procédé suivant les revendications 37 à 46, dans
lequel ce feuillard 12 est un feuillard d'acier inoxydable.
48. Procédé suivant les revendications 37 à 47, dans
lequel ce feuillard 12 d'acier inoxydable a une épaisseur inférieure à
0,76 mm (0,03").
49. Procédé suivant les revendications 37 à 48, dans
lequel la vitesse de ce feuillard 12 est d'au moins 21,4 m/mn (70 ft par minute).
50. Procédé suivant les revendications 37 à 49, incluant
l'étape supplémentaire de pré-traitement de cet acier inoxydable 12 pour éliminer les oxydes de la surface 146 de l'acier inoxydable avant
étamage 70.
51. Procédé suivant les revendications 37 à 50, dans
lequel ce pré-traitement comprend un décapage agressif 30 de la
surface 146 de cet acier inoxydable.
52. Procédé suivant les revendications 37 à 51, dans
lequel ce pré-traitement comprend l'activation chimique 60 de la
surface 146 de cet acier inoxydable 12.
53. Procédé suivant les revendications 37 à 52, dans
lequel la surface 146 de cet acier inoxydable 12 est maintenue dans un environnement pauvre en oxygène jusqu'au moment de l'étamage 70
de cette surface.
54. Procédé suivant les revendications 37 à 52, incluant
l'étape de passivation 100 de cette couche protectrice exposée pour
fournir une surface exposée colorée 148.
55. Procédé suivant les revendications 37 à 54, dans
lequel cette passivation 100 comprend l'application d'une solution acide 102 à base d'azote sur la surface de cette couche protectrice
exposée 142.
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