FR2896174A1 - Procede de fabrication d'un assemblage brase et substrat metallique - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un assemblage brasé, lequel procédé comporte les étapes suivantes : produire par laminage ou extrusion un objet intermédiaire en métal, qui présente au moins une surface plane ; appliquer sur cette ou ces surface(s) plane(s) une composition de brasage comprenant une résine, une cire et un flux et/ou un composé produisant un flux ; reprofiler l'objet intermédiaire pour en faire un produit profilé ; et chauffer ce produit profilé à une température suffisante pour établir par brasage au moins une liaison entre des parties définies du produit profilé, et réaliser de la sorte un assemblage brasé.Le procédé de l'invention s'applique notamment à des objets en aluminium ou en alliage à base d'aluminium. Le recours à une composition de brasage du type défini ci-dessus permet de ne pas employer d'autre lubrifiant lors du reprofilage.L'invention concerne également un substrat métallique, en particulier en aluminium ou en alliage à base d'aluminium, revêtu d'une composition de brasage du type défini ci-dessus.

Description

Procédé de fabrication d'un assemblage brasé et substrat métalllique
La présente invention est relative à un procédé de fabrication par brasage d'un produit profilé, pour former un assemblage brasé, et à un substrat métallique portant un revêtement constitué d'une composition de brasage définie, ainsi qu'à l'utilisation d'une telle composition de brasage dans le procédé.
On utilise des substrats d'aluminium ou d'alliage d'aluminium sous la forme d'une tôle ou d'un extrudé pour fabriquer des produits profilés, ou façonnés. Dans certains de ces procédés, des éléments en aluminium (profilés) constituant des substrats sont reliés les uns aux autres. Une première extrémité d'un substrat peut être reliée à l'autre extrémité, ou encore un premier substrat peut être assem- blé avec un ou plusieurs autres substrats. Cela se fait ordinairement par brasage. Lors d'une opération de brasage, un métal ou un alliage d'apport de brasage, ou une composition produisant par chauffage un alliage de brasage, est appliqué sur au moins une partie du substrat à braser. Après l'assemblage des parties du substrat, celles-ci sont chauffées jusqu'à ce que fonde le métal de brasage ou l'alliage de brasage. Le point de fusion de la brasure est inférieur au point de fusion de l'aluminium constituant le ou les substrats. Dans le brasage fort, par définition, on emploie un métal d'apport, égale-ment appelé alliage de brasage, dont la température de liquidus est supérieure à 450 C et inférieure à la température de solidus du métal de base. Le brasage fort se distingue du brasage tendre par le point de fusion du métal d'apport : les brasu- res tendres fondent à moins de 450 C. Les tôles à braser sont des produits trouvant de nombreuses applications dans les échangeurs de chaleur et autres équipements similaires. Les produits à braser de la technique antérieure ont une partie centrale constituée par une tôle laminée, généralement une tôle en alliage d'aluminium de la série (AA)3000 de l'Aluminium Association, portant sur au moins une face de ladite tôle centrale une couche d'aluminium plaquée, la couche d'aluminium plaquée étant en alliage de la série AA4000 contenant du silicium à raison de 2 à 18 % en poids, et de préférence de 7 à 14 % en poids. La couche d'aluminium plaquée peut être assu- jettie à l'alliage central de diverses manières connues dans la technique, par exemple au moyen de procédés de colaminage, formation de plaquage par pulvérisation ou coulée semi-continue ou continue. Ces couches d'aluminium plaquées ont ordinairement une température de liquidus de 575 à 605 C.
Le brasage sous atmosphère contrôlée (BAC) et le brasage sous vide (BV) sont les deux principaux procédés mis en oeuvre pour le brasage de l'aluminium à l'échelle industrielle. Le brasage industriel sous vide est utilisé depuis les années 1950, tandis que le BAC a commencé à être adopté au début des années 1980 après l'apparition du flux pour brasage fort Nocoloc (marque déposée) Le brasage sous vide est un procédé essentiellement discontinu qui est très exigeant en ce qui concerne la propreté des matières. La rupture de la couche d'oxyde présente résulte principalement de l'évaporation de magnésium à partir de l'alliage plaqué. Dans le four, il y a toujours plus de magnésium que nécessaire, et l'excès de magnésium se condense sur les points froids du four et doit fréquem-ment être éliminé. Le BAC nécessite, avant le brasage, une opération de plus que le BV, car un flux de brasage fort doit être appliqué avant le brasage. Le BAC est un processus essentiellement continu par lequel, si on utilise le flux de brasage approprié, il est possible de fabriquer des assemblages brasés d'un grand volume. Le flux de brasage dissout entre autres la couche d'oxyde à la température de brasage, ce qui permet un bon écoulement de l'alliage du plaquage. Dans la composition d'un flux, il y a un fondant, par exemple un oxyfluorure d'aluminium, un hydroxyfluorure d'aluminium, un fluoroaluminate de potassium, un fluoroborate ou un fluorozincate. Si on utilise le flux Nocoloc ou d'autres compositions de flux, la surface doit être parfaitement nettoyée avant l'application du flux. Pour obtenir de bons résultats de brasage, le flux de brasage doit être appliqué sur toute la surface de l'assemblage brasé. Cela peut créer des difficultés avec certains types d'assemblages en raison de leur conception. Par exemple, dans le cas des échangeurs de chaleur du type à évaporateur, qui ont une grande surface interne, il peut se poser des problèmes dus à un mauvais accès à l'intérieur. Pour que les résultats d'un brasage soient bons, il faut que le flux adhère à la surface de l'aluminium avant le brasage. Malheureusement, le flux de brasage, après séchage, peut facilement se détacher sous l'effet de légères vibrations mécaniques.
On sait appliquer, de la manière décrite par exemple dans les documents WO-00/64 626 et WO-03/037 559, une composition de flux en revêtement sur un substrat en aluminium ou contenant de l'aluminium, avant que ce substrat soit profilé ou façonné pour donner un produit profilé, et ultérieurement brasé. Ceci est avantageux car la composition de flux peut être appliquée en revêtement sur un substrat de type tôle ou de type extrudé. Dans ces documents WO-03/037 559-Al et WO-00/64 626 sont décrites des compositions de flux comportant une résine synthétique, principalement composée d'un homopolymère de méthacrylate, d'un copolymère de méthacrylate ou d'un copolymère d'oléfine et d'acrylate. Les compositions de flux sont appliquées sur des substrats qui sont des tôles en aluminium ou contenant de l'aluminium, ces substrats sont profilés, et un brasage fort a lieu après le profilage. Cependant, pour faciliter cette opération de profilage, il convient généralement d'utiliser un lubrifiant, par exemple une huile lubrifiante, mais il faut éliminer ce lubrifiant avant ou après l'opération de brasage. Dans le document US-6 497 770, on décrit des compositions de flux qui contiennent un liant constitué par une résine alkyde, un mélange d'une résine acrylique et d'un caoutchouc butyl (ou d'une résine de pétrole), et/ou d'une résine de polyéthylène. Il y est indiqué qu'un produit revêtu d'une composition de flux comportant un caoutchouc butyl peut, après application, se prêter plus facilement à une déformation plastique. Dans le document EP-1 233 345-A2, on décrit un procédé dans lequel une surface d'un élément en aluminium est revêtu d'une résine, et l'élément en aluminium est ensuite déformé puis réuni à un autre élément en aluminium revêtu de résine. On fait fondre la résine pour réunir les éléments en aluminium. Dans un procédé préféré, on utilise une résine à propriétés lubrifiantes, pour pouvoir effectuer l'étape de déformation du substrat en aluminium sans recourir à un lubrifiant supplémentaire. Cependant, seules un petit nombre de résines lubrifiantes y sont citées (résine polyester, résine de nylon et résine de fluorure de vinylidène) et normalement, une liaison produite entre des éléments en aluminium selon un pro-cédé tel que celui décrit dans ce document EP-1 233 345-A2 sera moins résistante que la liaison formée par un procédé de brasage de métaux.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un assemblage brasé, par brasage d'un produit façonné ou profilé, dans lequel on utilise un revêtement spécifique qui peut être appliqué sur une tôle ou une pièce extrudée, que l'on peut ensuite façonner en diverses formes sans recourir à un lubrifiant supplé- mentaire. Le procédé de la présente invention comprend les étapes suivantes : a) produire par laminage ou extrusion un objet intermédiaire en métal, en particulier en aluminium ou en alliage d'aluminium, qui présente au moins une surface plane ; b) appliquer sur cette ou ces surface(s) plane(s) une composition de brasage comprenant une résine, une cire et un flux et/ou un composé produisant un flux ; c) reprofiler l'objet intermédiaire pour en faire un produit profilé ; d) et chauffer ce produit profilé à une température suffisante pour établir par 15 brasage au moins une liaison entre des parties définies du produit profilé, et réaliser de la sorte un assemblage brasé. I1 est préférable que, juste après l'opération de brasage, l'assemblage brasé soit refroidi jusqu'à moins de 100 C, à une vitesse de refroidissement qui vaut de préférence au moins 20 C/min, et mieux encore au moins 40 C/min. 20 Dans le cadre de la présente invention, une cire est une matière naturelle ou synthétique qui est solide à 20 C. Le point de fusion d'une cire est normale-ment d'au moins 40 C et, à sa température de fusion, une telle matière ne se dé-compose pas. Les cires propres à servir dans une composition de brasage employée selon la présente invention peuvent avoir, à 20 C, une consistance allant d'une 25 consistance souple et plastique à une consistance cassante et dure. Un avantage des compositions de brasage employées dans le procédé de cette invention est qu'une composition de brasage de ce type est auto-lubrifiante, autrement dit, les caractéristiques de frottement sont améliorées. On peut donc dé- former par exemple un substrat en alliage d'aluminium revêtu d'une composition 30 de flux employée dans la présente invention, sans avoir recours à un lubrifiant supplémentaire. On a néanmoins constaté que l'on peut employer une telle compo- sition de brasage en association avec des lubrifiants classiques, pour en revêtir un substrat, sans aucune perte des caractéristiques de brasage. La composition de bra- sage sert également d'agent anti-adhérence pendant une déformation. Par exemple, la cire présente dans la composition réduit ou supprime le problème d'adhérence de la composition de flux aux équipements de déformation. En outre, l'utilisation d'une composition de brasage, dans la présente invention, réduit l'usure des équipements de déformation. De plus, il n'est pas nécessaire, après déformation, de nettoyer ou de faire sécher un substrat revêtu d'une composition de flux, selon la présente invention. Un autre avantage réside dans l'amélioration de la résistance du substrat aux éraflures et à l'abrasion, puisque la composition de brasage forme une couche protectrice, surtout pendant une déformation comme un cintrage. Une couche de composition de brasage appliquée selon cette invention offre, après séchage et/ou durcissement éventuel, une meilleure résistance à l'endommagement, en comparaison de compositions de flux classiques. La composition de brasage employée selon la présente invention convient très bien pour une utilisation dans un procédé d'application maîtrisé. Il est relati- vement facile d'obtenir une application uniforme de la composition de brasage employée dans l'invention, ce qui est avantageux, aboutissant à une meilleure ré-partition du flux, et par là, à une amélioration de la qualité des assemblages, à une réduction du taux de mise au rebut et à une diminution des pertes lors du brasage du substrat.
Le substrat métallique comportant au moins une surface plane peut se présenter sous la forme d'une tôle, d'une plaque ou d'une pièce extrudée. Ces pro-duits en alliage d'aluminium servent ensuite d'éléments de structure pour lesquels on peut utiliser aussi bien des alliages d'aluminium qui n'ont subi aucun traitement thermique que des alliages d'aluminium qui ont été traités thermiquement. On uti- lise ordinairement un matériau choisi parmi les alliages d'aluminium des séries AA3xxx, AA5xxx et AA6xxx de l'Aluminium Association. Dans la forme de réalisation dans laquelle le substrat métallique est en un alliage d'aluminium, le produit profilé peut par exemple également être un tube plié ou un tube soudé ou un tube à enveloppe, ce dernier étant de préférence un tube de distributeur. Un tube à enveloppe est particulièrement utile dans des applications à haute pression, telles des conduites de frein ou dans des applications hydrauliques. Ce genre de types de tubes est connu des spécialistes en la matière. Dans une forme de réalisation, l'objet intermédiaire, avant le reprofilage, est enroulé une fois qu'il a été revêtu. Des tôles composites enroulées peuvent être fournies sous cette forme à un fabricant d'assemblages brasés, ce qui supprime chez celui-ci toutes les étapes de traitement nécessaires concernant l'application et l'élimination du flux de brasage. Le flux ou le composé produisant un flux dans la composition de brasage employée selon la présente invention peut comprendre un chlorure, mais il comprend de préférence un fluorure. De préférence, le flux ou le composé produisant un flux est solide à la température ambiante, et il est de préférence ajouté sous forme de poudre à la composition. La composition de brasage peut comprendre un mélange d'un ou de plusieurs composés de flux et/ou d'un ou de plusieurs composés produisant un flux. De préférence, la quantité de flux ou de composé produisant un flux appliquée sur la surface plane est de 0,5 à 10 g/m2, et mieux encore, de 1 à 6 g/m2. On peut citer comme exemples de composés de flux les composés suivants : des fluorures comme le fluorure de potassium (KF), le fluorure d'alumi- nium (A1F3), le fluorure de césium (CsF), le fluorure de rubidium (RbF), le fluorure de lithium (LiF), le fluorure de sodium NaF) et le fluorure de calcium (CaF2) ; des fluoroaluminates de potassium tels que le tétrafluoroaluminate de potassium (KA1F4), le pentafluoroaluminate de potassium (K2A1F5, K2A1F5.H2O), et l'hexafluoroaluminate de potassium (K3A1F6) (des exemples de tels flux ont été décrits dans les documents GB-1 438 955-A, US-4 428 920, US-3 951 328, US-5 318 764 et US-4 579 605) ; un oxyfluorure d'aluminium tel que Al2F4O ou A1FO ; un hydroxyfluorure d'aluminium tel que A1F2(OH), A1F2(OH).H2O ou A1F(OH)2 ; des fluoroborates tels que le tétrafluoroborate de potassium (KBF4) et le tétrafluoroborate de sodium (NaBF4) (des exemples de tels flux ont été décrits dans les docu-ments GB-899 171-A, GB-1 007 039-A et US-4 235 649) ; des fluorozincates tels que le trifluorozincate de potassium (KZnF3), le tétrafluorozincate de potassium (K2ZnF4), le trifluorozincate de césium (CsZnF3) et le tétrafluorozincate de cé-sium (Cs2ZnF4) (des exemples de tels flux ont été décrits dans les documents DE-19 913 111-A et WO-9 948 641-A) ; des fluorosilicates de métaux alcalins tels que l'hexafluorosilicate de césium (Cs2SiF6), l'hexafluorosilicate de potassium (K2SiF6), l'hexafluorosilicate de lithium (Li2SiF6), l'hexafluorosilicate de rubidium (Rb2SiF6), l'hexafluorosilicate de sodium (Na2SiF6) et l'hexafluorosilicate d'ammo-nium ((NH4)2SiF6) (des exemples de tels flux ont été décrits dans les documents US-5 785 770, DE-19 636 897-A, US-5 985 233, US-6 019 856-A, US-5 980 650 et WO-98/10 887-A) ; des fluorosilicates bimétalliques alcalins tels que l'hexa-fluorosilicate de potassium et de césium (KCsSiF6), l'hexafluorosilicate de lithium et de césium (LiCsSiF6), l'hexafluorosilicate de rubidium et de césium (RbCsSiF6), l'hexafluorosilicate de rubidium et de potassium (RbKSiF6) et l'hexafluorosilicate d'ammonium et de césium (NH4CsSiF6) ; des bifluorosilicates ou hydrofluorosilicates de métaux alcalins tels que l'hydrofluorosilicate de césium (CsHSiF6), l'hydrofluorosilicate de potassium (KHSiF6), l'hydrofluorosilicate de lithium (LiHSiF6) et l'hydrofluorosilicate d'ammonium (NH4HSiF6) ; et des complexes fluoroalumi-nates de césium tels que le fluorure de césium (CsF), l'hexafluoroaluminate de césium (Cs3AlF6), le tétrafluoroaluminate de césium (CsAlF4, CsA1F4.H2O) et le pentafluoroaluminate de césium (CsAlF5, CsA1F5.H2O) (des exemples de tels flux ont été décrits dans les documents (US-4 670 067, US-5 171 377, US-5 806 752, US-5 771 962 et US-4 655 385). On peut également utiliser ce qu'on appelle des flux superfluides. Comme exemples de composés produisant des flux, on peut mentionner les composés et mélanges indiqués ci-dessous et appelés flux réactifs, qui sont décrits dans le document WO-01/38 040-A. La composition peut comporter un flux à base de K2SiF6 ou de KZnF3. Ce type de flux réactifs peut produire du fluoroalu-minate de potassium, qui joue le rôle de flux. La composition de brasage employée selon la présente invention contient au moins un flux ou composé produisant un flux. Elle peut contenir des mélanges des exemples donnés ci-dessus de flux et de composés produisant un flux. Dans une forme de réalisation, on emploie un ou des fluoroaluminates de potassium ou un ou des composés produisant des fluoroaluminates de potassium, ou des mélanges de tels composés. Comme exemples de flux commercialisés comprenant des fluoroaluminates de potassium, on peut mentionner le Nocoloc et le Nocoloc Sil (de la firme précédemment nommée Solvay Chemicals). La composition de brasage employée selon la présente invention contient une résine. Dans une forme de réalisation, cette résine est une résine synthétique. Dans une autre forme de réalisation, la résine (synthétique) contient comme prin- cipal constituant un ester d'acide acrylique, et de préférence un ester d'acide mé- thacrylique. Dans une autre forme de réalisation, la résine comprend principale- ment un homopolymère de méthacrylate ou un copolymère de méthacrylate. Il est également possible d'utiliser des mélanges de telles résines. On peut citer, comme exemples de monomères utilisables pour élaborer cette ou ces résines, le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, le mé-thacrylate de propyle, le méthacrylate de 2-méthylpropyle, le méthacrylate de n-butyle, le méthacrylate de t-butyle, le méthacrylate de 2-éthylhexyle, le méthacrylate d'octyle, le méthacrylate d'isodécyle, le méthacrylate de lauryle, le méthacrylate de tridécyle, le méthacrylate de stéaryle, le méthacrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de benzyle, le méthacrylate de diéthylaminoéthyle, le méthacrylate de 2-hydroxyéthyle, le méthacrylate de diméthylaminoéthyle, le méthacrylate de t-butylaminoéthyle, le méthacrylate de glycidyle, et le méthacrylate de tétrahydrofuryle. Dans une autre forme de réalisation, la résine utilisée dans la présente invention s'évapore et/ou se décompose facilement pendant l'opération de brasage et peut donc donner à un élément brasé un excellent aspect extérieur après brasage sans provoquer des défauts de brasage tels que des restes de carbone. Dans une autre forme de réalisation, la résine est une résine synthétique contenant de 90 à 100 % en poids d'un ester d'acide acrylique, la résine contenant par exemple de 90 à 100 % en poids de poly(méthacrylate de méthyle).
De préférence, la résine a une composition telle qu'elle se volatilise entre 175 et 400 C, et de préférence à moins de 350 C. Dans une forme de réalisation, la cire présente dans la composition de brasage utilisée selon la présente invention est une cire qui, de préférence, s'évapore ou se décompose pendant la montée en température au cours d'un processus de brasage, c'est-à-dire à une température supérieure à 450 C, couramment entre 500 et 640 C, et plus typiquement entre 560 et 620 C, lorsque c'est un substrat en aluminium qui subit l'opération de brasage. De préférence, la composition de brasage utilisée selon la présente invention contient au moins une cire. On peut utiliser une seule cire, mais il est aussi possible d'utiliser deux cires ou plus, par exemple un mélange de deux cires ou plus. La cire peut être modifiée ou non modifiée. Des cires naturelles telles que des cires végétales ou des cires animales peuvent être employées. De plus, ou selon une autre possibilité, on peut employer des cires synthétiques.
Dans une autre forme de réalisation, la cire est une cire d'hydrocarbure, c'est-à-dire une cire constituée d'atomes de carbone et d'hydrogène et ne contenant pas ou pratiquement pas d'autres atomes ; de préférence, la cire d'hydrocarbure est constituée d'atomes de carbone et d'hydrogène pour plus de 90 %, et mieux enco- re, pour plus de 95 %. Dans encore une autre forme de réalisation, la cire est une cire polyoléfinique, c'est-à-dire une cire d'hydrocarbure insaturé. Dans encore une autre forme de réalisation, on utilise un mélange de cires d'hydrocarbures, un mélange d'une ou plusieurs cires d'hydrocarbures et d'une ou plusieurs cires polyoléfiniques, ou un mélange de cires polyoléfiniques, la préférence allant aux mélanges d'une ou plusieurs cires d'hydrocarbures et/ou d'une ou plusieurs cires polyoléfiniques. La composition de brasage employée selon la présente invention peut con- tenir en outre une brasure dure constituée d'un métal de brasage ou d'un alliage de brasage, ou d'une composition produisant par chauffage un alliage de brasage. Dans une autre forme de réalisation, la brasure forme un alliage eutectique ou quasi-eutectique avec l'aluminium au moment du brasage. Par exemple, la composition de brasage peut contenir du silicium, par exemple des particules de poudre de silicium, du zinc, du cuivre ou du germanium. On peut mentionner, comme autres exemples, des alliages de métaux (par exemple Si, Zn, Cu, Sn, Ge) avec de l'aluminium ou avec du zinc. Les alliages de zinc sont d'autres métaux d'apport fréquemment employés pour le brasage. On peut citer, comme exemples d'alliages Si-Al commercialisés, des alliages tels que AA4047 et AA4045 (de la firme anciennement nommée Solvay Chemicals).
Dans une forme de réalisation, l'alliage de brasage est un alliage Al-Si auquel on a ajoutré du cuivre et/ou du zinc pour abaisser sensiblement le point de fusion de l'alliage, ce qui permet de d'effectuer l'opération de brasage à une température relativement basse, soit par exemple 520 C, 540 C ou 560 C. Dans une autre forme de réalisation, l'alliage de brasage est un alliage Al- Si-Zn hypereutectique, de préférence composé d'une poudre ou de mélanges de poudres, chaque poudre ou mélange de poudres étant essentiellement constitué d'un ou plusieurs des métaux Al, Si et Zn, et la composition de cet alliage hypereutectique Al-Si-Zn étant telle qu'il y a de 14 à 45 % en poids de silicium et de 5 à 30 % en poids de zinc.
Dans une autre forme de réalisation, on utilise, pour opérer un brasage à une température de 520 à 580 C, un alliage de brasage à bas point de fusion, qui contient de 0,001 à 3,0 % en poids d'un élément du groupe des terres rares, de 20 à 50 % en poids de zinc, au plus 10 % en poids de silicium, en option de 0,005 à 3,0 % en poids de titane, le complément étant constitué par l'aluminium et des impuretés. Le titane optionel présent a pour effet d'empêcher toute fissuration de la liaison de brasage lors de la solidification. On peut employer tous les éléments du groupe des terres rares, ou un mélange de ceux-ci. Parmi ces éléments, on utilise de préférence du mischmetal, du lanthane, du cérium ou du samarium, qu'on peut se procurer à moindre coût. La composition de brasage peut contenir un ou plusieurs solvants. La viscosité de la composition de brasage à l'état humide peut être régulée, si bien qu'on peut utiliser des procédés classiques de revêtement. Dans une forme de réalisation, la composition de brasage contient un sol- vant organique. Dans une autre forme de réalisation, on utilise un solvant à propriétés hydrophiles. Dans une autre forme de réalisation, on utilise un solvant ou un mélange de solvants qui a de bonnes caractéristiques de mise en solution de polymères et/ou d'application. On peut citer, comme exemples de solvants préférés, le 2-propanol, le 1-propanol, l'éther monoéthylique d'éthylèneglycol, l'éther monoéthylique de diéthylèneglycol, l'éther monoéthylique de triéthylèneglycol, l'éther monobutylique d'éthylèneglycol, l'éther monoéthylique de propylèneglycol, les esters de propylèneglycol ou de propylène glycol, l'alcool butylique, le 1-méthoxy-2-propanol, le 4-hydroxy-4-méthyl-pentanediol, et l'acétate de 1-méthoxy-2-propyle.
D'autres additifs peuvent être ajoutés dans la composition de brasage utilisée selon la présente invention. Par exemple, il est possible d'y ajouter un agent antioxydant, un agent anti-corrosion, un agent antimoussant, un épaississant, un plastifiant, un agent poisseux, un agent de couplage, ou autres. Grâce à cet apport, il est possible d'améliorer entre autres la stabilité lors d'un stockage de longue durée (prévention de la séparation, par exemple, de la poudre d'alliage de brasage), les propriétés de revêtement (prévention de coulures de la composition de brasage appliquée), etc. On peut encore y ajouter des huiles minérales, des huiles paraffiniques, des silicones liquides et/ou des composés de type polysiloxane, car ces composants peuvent avoir un effet sur les propriétés de lubrification ou de glissement de la composition de brasage. Le rapport en poids du flux, ou du ou des composés produisant un flux, à la ou aux résines vaut normalement de 1/2 à 6/1, de préférence de 1/2 à 3/1 et sur- tout de 3/2 à 5/2, ce rapport pondéral étant calculé d'après le poids de ces constituants dans la composition de revêtement non durcie, à la température ambiante. Le rapport du poids de la ou des cires au poids total du flux et/ou du ou des composés produisant un flux et de la ou des résines vaut normalement de 1/99 à 30/70, de préférence de 1/99 à 15/85 et surtout de 1/98 à 10/90, ce rapport pondéral étant calculé d'après le poids de ces constituants dans la composition de revêtement non durcie. La composition de brasage peut contenir en outre un ou plusieurs agents dispersants, et dans ce cas, le rapport du poids de l'agent ou des agents dispersants au poids total du flux et/ou du ou des composés produisant un flux, de la ou des résines et de la ou des cires vaut normalement de 0,2/99,8 à 10/90, de préférence de 0,3/99,7 à 4/96, et surtout de 0,4/99, 6 à 3/97. Dans une forme de réalisation, on prépare une composition de brasage qui s'évapore et/ou se décompose facilement pendant que la température augmente au cours de l'opération de brasage, idéalement pendant le cycle de montée en tem- pérature au cours du brasage, processus dans lequel la température de brasage vaut de 500 à 640 C. Dans une autre forme de réalisation, la température de brasage vaut de 560 à 620 C lorsque l'objet intermédiaire est en un alliage d'aluminium. La résine décomposée ne laisse pratiquement aucun résidu carboné sur le produit final profilé et brasé. Dans une autre forme de réalisation, le brasage est effectué sous atmosphère inerte, par exemple une atmosphère inerte d'azote ou d'argon. Le brasage peut être réalisé dans des fours classiques fonctionnant en mode discontinu, ou plus couramment, dans des fours tunnels fonctionnant en mode continu. La présente invention concerne en outre un procédé dans lequel une composition de brasage utilisée selon la présente invention est appliquée sur un sub- strat comprenant de l'aluminium. La composition de brasage peut être appliquée au rouleau, par pulvérisation, par immersion, par coextrusion, par transfert à l'aide de rouleaux, ou d'une autre manière. L'épaisseur de la couche de composition de brasage appliquée sur le substrat métallique est sensiblement la même sur toute la surface couverte.
Dans le cas d'une composition de brasage contenant un solvant organique, le solvant est de préférence éliminé partiellement ou entièrement de la composition de brasage après l'application de celle-ci sur le substrat. Par exemple, on peut laisser sécher le revêtement naturellement ou le faire sécher de force. Dans une forme de réalisation préférée, la composition de brasage appliquée est chauffée ; mieux encore, la composition de brasage appliquée est chauffée jusqu'à ce qu'elle soit sèche, c'est-à-dire jusqu'à ce que la composition contienne moins de 5 %en poids de solvant, par rapport au poids total de la composition séchée. Ce chauffage est ordinairement réalisé à une température d'environ 30 à 170 C.
Après application, le revêtement de composition de brasage est complète-ment séché avant l'opération de brasage. En effet, si la composition de brasage n'est pas séchée, le solvant organique se vaporise rapidement, en formant un gaz qui peut disperser la composition de brasage appliquée. Toiutefois, si l'on emploie comme four de brasage un four doté d'une chambre de préchauffage, le solvant organique est éliminé lors de l'étape de préchauffage ; il n'est donc pas toujours nécessaire de sécher complètement la composition de brasage après l'avoir appliquée, et la composition de brasage peut subir un brasage, qu'elle soit sèche au toucher ou non. On entend par "être sèche au toucher" le fait, pour la composition de brasage, d'être séchée à tel point que, lorsque l'on appuie un doigt dessus, elle n'y adhère pas. Pour encore améliorer l'adhérence entre la composition de brasage et le substrat métallique, de préférence un substrat en alliage d'aluminium, le substrat métallique peut être nettoyé ou subir un traitement de surface avant l'application de la composition de brasage. Dans une forme de réalisation, on en dégraisse la surface avant d'y appliquer la composition de brasage. Dans une autre forme de réalisation, la surface du substrat est attaquée, par exemple à l'aide d'un acide ou d'un autre agent d'attaque chimique, avant l'application de la composition de brasage. Ainsi, le processus d'application idéal comprend les étapes suivantes : (i) nettoyer le substrat, (ii) appliquer un revêtement de la composition de brasage, se-lon l'une des techniques indiquées plus haut, (iii) sécher le revêtement appliqué, afin de chasser de la composition de brasage le solvant éventuellement utilisé, (iv) faire durcir le revêtement, normalement à haute température, et (v) tremper le revêtement durci, et en outre, dans une forme de réalisation préférée, si l'objet in- termédiaire est une tôle métallique, de préférence en alliage d'aluminium, (vi) en-rouler ensuite la tôle métallique comportant le revêtement trempé de composition de brasage. Une fois que le revêtement de composition de brasage est durci, le revête- ment présent sur le substrat est trempé par trempe à l'air ou par trempe à l'eau. On a constaté qu'on obtient de meilleures caractéristiques de lubrification lorsqu'on applique une trempe à l'air. Selon un autre aspect, la présente invention concerne un substrat métallique, de préférence un substrat en alliage d'aluminium, qui présente au moins une surface plane, laquelle est au moins en partie couverte par un revêtement d'une composition de brasage du type décrit plus haut. Selon un autre aspect, la présente invention concerne l'utilisation, ou un procédé d'utilisation, d'une composition de brasage du type décrit plus haut pour fabriquer un assemblage brasé d'éléments, l'un des éléments étant un substrat mé- tallique, de préférence un substrat en alliage d'aluminium, revêtu d'une composition employée selon la présente invention et brasé, dans l'idéal par BAC, avec un autre élément constituant l'assemblage brasé.
On va maintenant expliquer la présente invention au moyen des exemples 20 suivants, qui sont donnés au simple titre d'illustration et ne limitent aucunement la portée de l'invention. On prépare, à l'échelle du laboratoire, des compositions de revêtement comprenant un fluoroaluminate de potassium, un copolymère de méthacrylate de méthyle, en option une cire d'hydrocarbure synthétique, de la silice de pyrohydro- 25 lyse, et un mélange de 4-hydroxy-4-méthyl-pentane-2-one et d'acétate de 1-méthoxy-prop-2-yle servant à ajuster la viscosité de la composition. A l'aide d'un appareil de couchage à trois rouleaux en configuration d'application inversée, on applique ces compositions sur des tôles à braser en alliage d'aluminium, préalablement traitées, à raison de 4 à 8 g/m2, ce qui est suffisant 30 pour donner un film épais de 5 à 10 m à sec. On fait sécher ces couches de revêtement en mettant les tôles revêtues dans un four à convection, à une température de 200 à 230 C, puis on leur fait subir une trempe à l'air. On évalue certaines des caractéristiques de ces tôles après séchage et trempe. Les résultats obtenus sont présentés ci-dessous dans le tableau 1.
Tableau 1 Composition, en parties en poids Mélange 1 Mélange 2* Fluoroaluminate de potassium 25 25 Copolymère de méthacrylate de méthyle 14 14 Cire synthétique 2 0 Silice de pyrohydrolyse 0,25 0,25 Mélange de 4-hydroxy-4-méthyl-pentane- 50 50 2-one et d'acrylate de 1-méthoxy-prop-2-yle Propriétés physiques Aspect de surface mat, fini mat, fini lisse lisse Adhérence après incision en quadrillage aucune perte aucune perte et application de bande adhésive* * d'adhérence d'adhérence Adhérence après choc au revers aucune perte aucune perte (2,26, 4,52 ou 6,78 N.m)*** d'adhérence d'adhérence et application de bande adhésive** à l'indentation à l'indentation Flexibilité (test de pliage en T) 1T ù faible 1T ù faible avec bande adhésive** coloration coloration de la bande de la bande Coefficient de frottement moyen < 0,2 moyen = 0,4 Joints de basage (jusqu'à 620 C) clins bien clins bien formés formés * Exemple comparatif ** Bande adhésive Cellotape * * * (20, 40 ou 60 livres.pouces) 30 D'après les résultats présentés dans le tableau 1, on peut constater que l'emploi d'une cire a un effet significatif de réduction du coefficient de frottement de la tôle à braser revêtue, sans influencer négativement aucune des autres caractéristiques importantes pour l'emploi de cette tôle dans un procédé de brasage, ni aucune des propriétés du broduit brasé final obtenu à partir de cette tôle. 10 15 20 25 35

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un assemblage brasé, par brasage d'un produit profilé, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) produire par laminage ou extrusion un objet intermédiaire en métal, en particulier en aluminium ou en alliage d'aluminium, qui présente au moins une surface plane ; b) appliquer sur cette ou ces surface(s) plane(s) une composition de brasage comprenant une résine, une cire et un flux et/ou un composé produisant un 10 flux ; c) reprofiler l'objet intermédiaire pour en faire un produit profilé ; d) et chauffer ce produit profilé à une température suffisante pour établir par brasage au moins une liaison entre des parties définies du produit profilé, et réaliser de la sorte un assemblage brasé. 15
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le reprofilage comporte au moins une opération de cintrage d'au moins une partie de la surface plane du produit intermédiaire.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le reprofilage du produit intermédiaire s'effectue sans recours à un lubrifiant supplémen-20 taire.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit est un tube plié.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le produit intermédiaire, après ledit revêtement de la surface ou des sur-25 faces, est enroulé.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le flux et/ou le composé produisant un flux comprend un fluorure.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la résine comprend un ester d'acide acrylique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la composition de brasage contient une cire choisie dans l'ensemble comprenant une cire d'hydrocarbure, une cire polyoléfinique et un mélange de telles cires.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le rapport en poids du flux et/ou du composé produisant un flux à la résine vaut de 1/2 à 6/1.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la composition de brasage contient en outre un agent dispersant.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la composition de brasage contient en outre un alliage de brasage ou une composition de métaux produisant par chauffage un alliage de brasage.
12. Substrat métallique, en particulier substrat en alliage d'aluminium, qui présente au moins une surface plane, laquelle est au moins en partie recouverte d'une composition de brasage définie dans l'une des revendications 1 et 5 à 11.
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