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75~7
. ..
La présente invention se rapporte à un proc~dé pour revetir
à grande vitesse un élement filiforme d'une matière thermofusible
ainsi qu'à un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé,
basés sur une technique générale de revêtement en continu par
5 trempage (dite technique du "freeze coating"), laquelle techni~ue -~
consiste à faire d~filer à grande vitesse l'élément à recouvrir
a travers un bec rempli de matière à l'état fondu, cette matière
venant se solidifier au contact de l'~lement froid au passage
de ce dernier.
On connaît deja un certain nombre de procedés et de disposi-
tifs basés sur une telle technique. On connaît, par exemple,
un procedé pour recouvrir des fibres de silice très minces avec
de l'aluminium, qui consiste à faire défiler verticalement de
haut en bas la fibre à travers une fente verticale pratiquée à
l'extrémite d'un bec, de l'aluminium fondu étant amené en perma-
nence par l'intermédiaire du bec sur les bords latéraux de la
fer.te de façon à venir se deposer sur la fibre à son passage,
et ladite fibre étant par ailleurs entourée à sa sortie du bec
d'une atmosphère peu oxydante destinée à éviter la formation d'une
pellicule d'oxyde sur le revêtement ainsi obtenu. Cependant, le
falt, dans un tel procédé, de faire défiler la fibre de haut en
bas présente l'inconv~nient majeur d'entraîner un écoulement
irrégulier et trop abondant de l'aluminium hors du-bec, de sorte
qu'il s'avère difficile de contrôler la qualité et l'uniformité
du revêtement obtenu. Un tel procédé semble, par ailleurs,
presque exclusivement limité au dép8t de couches d'aluminium,
l'utilisation d'un autre matériau, nécessairement plus fluide, ne
permettant pas en effet d'éviter la fuite de ce matériau à l'état
fondu hors du bec.
On connait également, par exemple, un autre procédé pour
enrober en continu un ruban d'acier avec de ~'aluminium, qui
consiste à faire défiler verticalement de bas en haut (vitesse
de défilement maximum de l'ordre de lO mètres/mn) le ruban d'acier
préalablement dégraissé et/ou décapé à travers la fente d'un
35 bec d'alimentation en matière réfractaire chauffé et rempli d'alu-
minium fondu, la vitesse de défilement du ruban étant telle que
. .
~1~7577 -:
le temps de sejour du ruban dans le bec est compris entre 3/lOOe
de seconde et 1 seconde. Cependant, la valeur relativement
élevée de ce temps de séjour permet seulement de limiter, mais
non point d'éviter complètement, la formation d'une couche
fragile de composes intermetalliques à l'interface acier-
revêtement ainsi que le recuit du substrat. Un tel procédé
reste, par ailleurs, limite au revêtement de rubans de faible
épaisseur (epaisseur maximum possible de l'ordre de 0,5 mm).
L'absence d'atmosphère neutre à la sortie du bec pose en outre
des problèmes de centrage du rev8tement sur le ruban.
Il existe encore un certain nombre d'autres procédés et
dispositifs pour revêtir des rubans ou des fils. Cependant,
les vitesses de revetement obtenues avec tous ces procédés ou
dispositifs restent limitées,les vitesses maxima étant en effet
de l'ordre de 10 mètres/mn.
La présente invention a précisément pour but de remédier
aux inconvénients susmentionnés, en permettant l'obtention de
vitesses de rev8te~ent notablement plus élevées, de l'ordre de
400 m/mn et plus.
A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé
pour revêtir à grande vitesse un élément filiforme d'une matière
thermofusible, caractérisé par le fait qu'on fait défiler
axialement ledit élément filiforme au travers d'une enceinte
maintenue remplie de ladite matière à l'état fondu, verticale-
ment de bas en haut, par l'intermédiaire de deux ouvertures
menagées à l'aplomb l'une de l'autre dans des portions opposées
de la paroi de ladite enceinte, la vitesse de défilement dudit
élément filiforme étant réglée de sorte que le temps de séjour
d'une portion ponctuelle quelconque dudit élément filiforme
dans ladite matière à l'état fondu soit inférieur à 5.10 2
seconde.
La presente invention a également pour objet un appareil
pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé par le fait
qu'i7 comprend :
- une enceinte, dans des portions opposées de la paroi de
laquelle sont ménagées deux ouvertures alignées verticale-
ment, respectivement, une ouverture inférieure dont la
. ... ~ . :
- : ' .: ' ~
. . , : . ~: ~ . . - : ,
: . : . . ..
131.~r~577 ,:
section est sensiblement égale à celle dudit élément fili-
forme, et une ouverture supérieure dont la section est
supérieure à celle dudit élément filiforme et dont les
bords sont faits en un matériau non mouillable par ladite
matiere à l'état fondu,
- des moyens pour remplir ladite enceinte avec ladite matiare
à l'état fondu,
- et des moyens pour faire défiler axialement à grande vitesse
ledit élément filiforme, verticalement de bas en haut, au
travers de ladite enceinte. -
La présente invention a enfin pour objet un élément fili-
forme revêtu selon ce procédé.
Le de~sin annexé illustre, schématiquement et à titre
d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en
oeuvre du procédé, objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue schématique générale de cette forme
d'exécution.
La fig. 2 est une vue illustrant un détail, agrandi, de la
flg. 1.
La fig. 3 représente des courbes relatives au phénomène
qu'exploite l'appareil selon l'invention.
L'lnstallation représentée à la fig. 1 comprend une bobine
d'alimentation 1 en fil 2, depuis laquelle le fil nu à enrober 2
est tiré en continu et à grande vitesse, ~ travers différents
dispositifs de traitement qui vont être décrits ci-après, jus-
qu'à une bobine de stockage 3 équipée de moyens d'entraînement 4
sur laquelle le fil enrobé est réenroulé. Le fil 2 extrait de
la bobine 1 passe d'abord sur une première poulie de guidage 5,
puis à travers un dispositif de prétraitement P, destiné à
assurer le nettoyage du fil 2 préalablement à son enrobage. De
manière avantageuse, ce dispositif de prétraitement P peut se
composer d'une pluralité de bains de dégraissage et/ou d'attaque
chimique, à savoir par exemple, successivement, un premier bain
de dégraissage alcalin 6, un second bain de dégraissage au
trichloréthylène 7 et un troisième bain d'attaque acide 8 suivis
. . .
d'un bain de rinçage 9, d'un bain de fluxage 10 et finalement
,
.
~ 7577
dlun tunnel de séchage 11. Le bain de fluxage 10 est constitué ::
par une solution aqueuse d'un flux tel qu'un mélange des sels
NH4Cl et ZnC12 (cas de zincage) ou de tout autre agent de fluxage,
la concentration du flux étant, de manière avantageuse, choisie
inférieure à 0,5 g/l; de manière préférentielle, on choisira même,
dans la plupart des cas, une concentration inférieure à 0,1 g/l.
Le fll 2 ainsi nettoyé et séché passe ensuite sur des poulies
de renvoi 12a, 12b et 12c avant de venir déboucher au-dessous d'un
four de fusion 13. Ce four de fusion 13 comprend un creuset ver-
tical 14 fait, par exemple, en fonte poteyée et équipé d'élementschauffants 15 raccordés à une source d'énergie électrique 16. De
la paroi latérale de ce creuset 14 fait sàillie un bëc -17, constitué
par un élément tubulaire à section circulaire ou rectangulaire
obturé à son extrémité libre 17a, et fait, par exemple, en fonte
ou en oxyde d'aluminium ou de magnésium. Le creuset 14 ainsi que
le bec 17 sont remplis par de la matière en fusion 18, dont on
veut enrober le fil 2. Dans la paroi latérale du bec 17 sont,
par ailleurs, percées deux ouvertures diamétrales disposées en
regard l'une de l'autre sur un même axe vertical, respectivement
une ouverture inférieure 19 dans laquelle est monté coulissant un
tube vertical 20 fait en un matériau réfractaire, de section
interne sensiblement égale à la section du fil nu 2, et une
ouverture supérieure 21 dans laquelle est montée une bague annu-
laire 22 disposée coaxialement à cette ouverture 21. Cet élément
annulaire 22 est fait en un matériau non mouillable par la
matière en fusion 18, et il possède, de manière avantageuse, un
diamatre interne qui est environ deux à trois fois supérieur au
diamètre du fil 2. Le bec 17 est, en outre, équipe d'un chauffage
d'appoint constitue, par exemple, par des spires haute fréquence 24
30 reliées à une source haute fréquence 25 et régule de maniare connue
par un dispositif de régulation 26 dont l'entrée est reliée à un -
thermocouple 27 directement immerge à l'intérieur du bec 17 au
voisinage immédiat du passage du fil 2 et dont la sortie est
connectée à une borne de commande de la source haute frequence 25.
La poulie de renvoi 12c et le bec 17 sont disposés relativement
; l'un par rapport à l'autre de facon que le fil 2 puisse défiler
.. . .
.
:
,,,
.
7S77
librement à grande vitesse au travers du bec 17, verticalement
de bas en haut, le fil 2 pénétrant dans le bec 17 par l'ouverture
inférieure 19 à travers le tube coulissant 20, et ressortant par
l'ouverture supérieure 21 au travers de l'élément annulaire 22,
avant d'être dirigé par l'intermédiaire d'une poulie de renvoi 28
(disposée à l'aplomb du bec 17) sur la bobine de stockage 3 où il
est réenroulé. A la sortie du bec 17 est, en outre, disposé un
système de protection du fil, constitué par un élément tubulaire 31
monté verticalement autour de la partie saillante de la bague
annulaire 22 et alimenté en permanence par un gaz de protection
(tel que argon ou azote) en légère surpression (alimentation sym-
bolisée au dessin par la flèche 32). Enfin, la poulie de renvoi 28
située en aval du bec 17 est refroidie en permanence, par exemple,
par l'intermédiaire d'une buse 29 par laquelle est envoyé un jet
de gaz sous press~on tel que l'air comprimé (alimentation en gaz
schématisée au dessin par la flèche 30).
L'opération de prétraitement du fil avant enrobage a pour but
de procurer une surface de fil propre, exempte de toute trace de
graisse et/ou d'oxydes, de fac~on à permettre, lors du passage
ultérieur du fil dans le bec, un bon mouillage de ce fil par la
matière en fusion et un interface fil-enrobage aussi propre que
possible, et donc une bonne adhérence. De manière plus spécifique,
l'opération de fluxage a pour fonction de protéger le fil de
l'oxydation jusqu'à son entrée dans le bec, ainsi que d'améliorer
25 ensuite le mouillage du fil à l'intérieur du bec.
Le passage ultérieur à grande vitesse (vitesses de défilement
de l'ordre de 400 m/mn ou plus) du fil froid 2 au travers du bec 17
rempli de matière en fusion 18 a essentiellement pour effet d'en-
tra$ner la solidification de cette matière 18 sur le fil froid 2,
3~ de sorte que ce dernier ressort du bec enrobé d'une couche d'épais-
seur déterminée de cette matière. Le méca~isme exact de formation de
cette couche est, en fait, relativement plus complexe, et l'on
peut supposer que la couche obtenue se compose en fait de trois
sous-couches superposees, formées par des phénomènes différents,
à savoir :
- une couche ~nterne formée par diffusion de la mati~re en
fusion dans le substrat (d'épaisseur généralement trop faible,
7~i77
dans les conditions utilisées, pour pouvoix ~t~e
détectée au microscope optique?,
- une couche intermédiaire formée par solidification,
dans le bec même, de la matiere en fusion 18 au
contact du fil froid, -
- une couche externe formée par la metière liquide 18
entrainée par viscosité autour des couches précédentes,
qui se solidifie apres la sortie du bec et dont -
l'epaisseur depend du degré de viscosité de ~a matiere
en fusion (epaisseur faible par rapport a celle de la
couche précédente pour une matiere en fusion métallique;
épaisseur pouvant être relativement importante pour
une matiere en fusion thermoplastique).
La section interne du bec doit être telle qu'elle
permette de fournir le débit de matiere en fusion nécessaire
au procédé.
Le temps de séjour d'un point quelconque du fil 2
dans le bec 17 étant tres bref (de l'ordre de 10 4 a 5.10 2
seconde, le recouvrement du fil par solidification de la
matiere en fusion au contact du fil ne peut avoir lieu que
si le contact a eu le temps de s'établir durant ce bref laps
de temps. Il est donc absolument fondamental qu'il y ait un
bon mouillage du fil lors de cette breve période. Rappelons
que c'est précisément l'opération de prétraitement appliquée
au fil qui permet d'obtenir ce bon mouillage (lequel dépend
en grande partie de l'état de propreté du fil). Pour obtenir
un bon recouvrement du fil, il est par ailleurs nécessaire
que la couche de flux qui revêt le fil a l'entrée du bec
soit aussi peu épaisse que possible, de façon a ce que cette
couche puisse s'eliminer completement durant le bref temps
de séjour du fil dans le bec. C'est la raison pour laquelle
on utilise, lors du prétraitement, un bain de fluxage a tres
- 6 -
11'~75~7
. .,
faible concentration ~inférieure a 0,5 g/l), nette~ent
inferieure ~ celles utilisées dans les techniques connues de
revêtement a plus faible ~itesse de défilement~ On a
constaté par ailleurs que ce mouillage était egalement faYo-
risé par la présence d'une surface peu rugueuse, de sorte
qu'il est possible d'améliorer encore cette operation.de
prétraitement en lui adjoignant une opération de polissage
mécanique. Il convient en outre d'ajouter que la couche
d'oxyde présente a la surface de la matière ~
7 ~ 577
fusion ne gêne en rien ce mouillage, du fait de la conception
même du bec,et ceci contrairement aux autres techniques connues
de revêtement ~ basse vitesse où l'on est contraint d'utiliser
des flux de couverture de bain.
La présence à la sortie du bec 17 d'une bague annulaire 22
faite en un materiau non mouillable par la matière en fusion 18
a pour but d'assurer une bonne stabilité du processus en empêchant
que la matière en fusion 18 ne déborde du bec par le trou
superieur 21, le mouvement du fil tendant à l'entraîner au dehors
alors que les forces de capillarité et la gravité tendent à faire
rentrer le ménisque dans le bec (la forme des surfaces liquides
au trou supérieur 21 est schématisée à la fig. 2; l'action des
forces de capillarité et de gravité est représentée schématique- -
ment sur cette figure par les flèches 34). Cette matière en
fusion risquerait par contre de déborder du bec si la bague
annulaire 22 était susceptible d'être mouillée par le liquide en
~usion, les forces de capillarité venant alors dans ce cas
s'ajouter à la force d'entrainement du fil.
Le diamè.re interne de cette bague annulaire (deux à trois
foi3 le diamètre du fil) représente un compromis entre la nécessi~é
d'avoir une ouverture suffisamment grande pour empêcher que le
fil ne puisse toucher les bords du bec en vibrant, et la nécessité
d'avoir une ouverture suflisamment petite pour assurer une cer-
taine sta~ilité du ménisque et empecher le liquide de déborder.
Le matériau non mouillable dont est constituée cette bague annu-
laire 22 permet, par ailleurs, de travailler avec une légère
surpresslon dans le bec et d'éviter ainsi des régulations complexes
du niveau du bain.
Toute possibilité de fuite de matière en fusion 18 par l'ouver-
30 ture inferieure 19 du bec est, par ailleurs, éliminée par le fait
que la section interne du tube 20 monte coulissant dans cette
ouverture 19 est sensiblement égale ~ celle du fil. Ce tube
coulissant 20 a pour rôle, d'une part lorsqu'il est remonté jus-
qu'au trou supérieur 21, d'assurer l'isolation complète du fil
par rapport au bain de matière fondue, ce qui facilite les mani-
pulations du fil lors de son introduction, et d'autre part
, ~ .
,
i7577
lorsqu'il est plus ou moins abaissé, de permettre une
variation de la longueur d'immexsio~ du fil dans le bain de
matière fondue (donc une variation du temps de séjour dans
le bain). Il est egalement possible de prevoir la présence
d'un gaz neutre (ou de yide) à l'entrée de bec, de façon
à éviter tout risque de formation d'oxydes sur le fil.
L'utilisation d'un chauffage d'appoint régulé autour
du bec a pour but de maintenir constante la température de
la matière fondue stationnant dans le bec. Une telle dis-
position permet d'une part d'éviter tout risque éventuel d'unebrusque solidification d'une grande partie de la matière
fondue stationnant dans le bec, rendu possible du fait de
l'évacuation constante de chaleur par le fil, et d'autre part
d'assurer l'obtention d'une couche d'épaisseur reproductible,
l'épaisseur de la couche deposee variant en effet avec la
température du bain. L'utilisation d'un chauffage haute
frequence est avantageuse, en raison de la grande rapidité
de réponse de ce dernier; un tel mode de chauffage n'est
cependant pas obligatoire, et il pourrait très bien être
rempIace par d'autres moyens de chauffage.
La presence d'une atmosphere chimiquement neutre
32 autour du fil à sa sortie du bec a essentiellement pour
but d'eviter une oxydation notable du menisque qui risquerait
de provoquer des changements de proprietes. Cette protection
est, par ailleurs, necessaire p~ur certains couples tels que
aluminium-fer en vue d'obtenir un fil " centre" par rapport
au revêtement, c'est-à-dire un fil enrobe d'un revêtement
reparti de mani~re uniforme sur tout son pourtour.
Le refroidissement rapide en aval du bec 17 du
fil recouvert, par passage de ce fil sur la poulie de renvoi
en cuivre 28, elle-même refroidie par la buse d'air 29, a
pour but de reduire au minimum le temps total de recuit du
- - 8 -
7577
fil depuis son entrée dans ~e bec ~temps total de recuit
inferieur à 10 1 s), de sorte que les proprietes du fil,
et en particulier sa resistance ~ la traction, ne Yarient :
pratiquement pas durant le traitement~
- 8a -
~, ' ' , .
.
~75~
Après enrobage, le fil peut éventuellement être soumis à
differents traitements thermiques des~inés à modifier certaines
des propriétés du substrat, de l'enrobage et/ou de l'interface.
L'epaisseur du revêtement obtenu depend d'un certain nombre
de paramètres: diametre initial du fil, etat de proprete et
rugosite du fil, vitesse de defilement, temps de sejour dans le
bain (fonction de la vitesse de defilement et de la profondeur
d'immersion), temperature du bain et temperature initialedu fil.
On observe en particulier que llepaisseur de la couche obtenue
croIt d'abord, puis passe par un maximum, puis rediminue en
~onction du temps de sejour dans le bain. Un tel comportement
est illustre à la fig. 3 où llon peut voir deux courbes repre-
sentant les variations de l'epaisseur "e" de la couchè obtenue
~exprimee en microns) en fonction du temps de sejour dans le
bain "t", pour un fil d'acier inox defilant dans un bain d'alu-
minium maintenu à 693 C, la courbe A etant relative à un fil
de 0,2 mm de diamètre et la courbe B relative à un fil de 0,5 mm
de diamètre.
On observe également que l'épaisseur deposee croît avec le
diamètre initial du fil, cependant qu'elle decroît lorsque la
température du bain augmente et lorsque le fil est introduit
chauffé dans le bain. On peut ainsi obtenir des revetements
d'épaisseur prédeterminee en agissant sur ces divers paramètres,
la gamme des epaisseurs que l'on peut ainsi obtenir s'averant,
par ailleurs, plus etendue que celle obtenue selon les procedes
classi~ues.
Pour obtenir des couches d'enrobage relativement epaisses, il
est par ailleurs possible d'envisager plusieurs passages successifs
du fil dans le même bec, ou de prevoir une installation comportant
une pluralite de becs traverses successivement par le même fil
(le diametre de l'orifice de sortie des becs successifs etant
pris croissant).
Dans certains cas où l'epaisseur de la couche externe entraînee
par viscosite est jugee trop grande pour l'application envisagee,
notamment dans les cas où l'on utilise une matière en fusion
~; thermoplastique à grande viscosite, on peut prevoir de disposer
.. ... - : . . ~ .....
: , : ,
.,
,: ~ '. ''. . : ,. ' .: . . -
.
à la sortie du bec un diaphragme limitateur d'~paisseur ayant
une section interne correspondant à l'épaisseur désirée.
On constate par ailleurs que la structure de la couche obte-
nue dépend de la vitesse de defilement ~ l'intérieur du bec, la
S structure de solidification devenant plus fine et présentant
moins de ségrégation pour des vitesses de défilement élevées.
A titre d'exemple, l'appareil décrit peut avoir les dimen- -
sions suivantes : creuset d'une capacité de l,S litre et bec de
section circulaire présentant un diamètre intérieur (donc une
10 hauteur d'immersion maximum) de 12 mm. Un tel appareil peut
permettre l'enrobage de fils ayant des diamètres de l'ordre
du mm, avec des vitesses de défilement de l'ordre de 400 m/mn.
Les fils susceptibles d'être revêtus avec un tel appareil
peuvent être de nature très variée : fils métalliques en acier,
15 en aluminium, en cuivre, en titane, en nickel, en niobium, en
molybdène ou en alliages de ces métaux, fils non métalliques,
etc .... De même, les revêtements susceptibles d'être appliqués
à de tels fils sont fort divers : revêtements métalliques d'alu-
minium, de zinc, d'étain, de cuivre, de nickel, de vanadium, de
20 niobium, ou d'alliages de ces métaux, revêtements non métalliques
tels que des thermoplast~ques, des verres, etc .... On peut par
exemple envisager de déposer des revetements supraconducteurs
sur des fils à base de niobium ou de molybdène. On peut également,
pour certaines applications envisager d'adjoindre dans le bain
25 de fusion des particules solides très fines et très dures telles
que des particules d'alumine, de carbure de silicium, de diamant,
etc ..., de façon à obtenir des fils enrobés abrasifs particuliè-
rement resistants à l'usure.
Enfin, les très faibles temps de passage dans le bain et de
30 refroidissement à la sortie du bain obtenus selon l'invention
8 ' avèrent avantageux à plus d'un titre. Ces très faibles temps
par exemple n'entrainent pratiquement aucune modification du
substrat, de sorte qu'ils permettent le revêtement de matériaux
tels que des fils d'acier au carbone durcis, impossibles à revêtir
35 sans revenu selon les méthodes de trempage conventionnelles. Ils
permettent également, compte tenu de l'effet de trempe ainsi
. - , ' :
' ,., : .. ,, - . . , . ,. ,. , - -
ll ~ ~!~i~ 577
obtenu, de réaliser des revetements qui présentent des structures
non stables thermodynamiquement. Ils permettent de déposer des al-
liages à large intervalle de solidification sans solidification
fractionnée. Ils permettent de meme d'éviter, dans le cas par
5 exemple des couples acier-aluminium ou acier-zinc, la formation
de tout composé intermetallique fragile de type Fe2A15 ou Fe2Zn5.
Ils permettent enfin de revêtir par un metal à haut point de
fusion un fil à plus bas point de fusion, comme par exemple une
couche de cuivre sur l'aluminium.
Les applications possibles sont multiples : anodes pour protec-
tion cathodique (revetements de Zn, Al ou Mg sur fil acier), élec-
trodes pour soudure (acier inox revetu de cuivre), fils emailles
pour bobinages de moteur, renforcements filiformes pour pneumati-
gues, fils abrasifs pour sciage, etc ...
Exemple l : revatement d'un fil d'acier au carbone par du zinc
On fait défiler en continu, dans l'installation qui vient
~'8tre décrite, un fil d'acier à ressort (0,7 % de carbone) étiré
dur d'un diamètre de 0,5 mm, avec une vitesse de défilement de
450 m/mn.
On fait d'abord subir au fil, avant son passage dans le bec,
le prétraitement suivant : dégraissage alcalin suivi d'un rincage
et d'une attaque acide par ~Cl suivis d'un rinçage, d'un fluxage
et d'un séchage. Le fluxage est effectue dans un bain aqueux d'un
mélange des sels NH4Cl et 2nCl2 pris dans les proportions l/9, la
25 concentration du melange etant de 0,1 g/l.
On fait ensuite passer le fil à travers un bec fait en un fer
connu dans le commerce sous le nom d'ARMCO, rempli de zinc fondu
maintenu à 425~C. Le bec, de section circulaire, présente un dia-
metre interne de lO mm, et la bague annulaire qui constitue la
30 sortie du bec au travers de laquelle passe le fil est en alumine.
Le fil à sa sortie du bec est entoure d'une atmosphère d'azote.
Le fil d'acier ainsi enrobe possède un revêtement de zinc d'une
épaisseur de 30 microns et il présente un aspect lisse et brillant.
L'interface acier-enrobage est exempte de tout composé intermétal-
35 lique. Un test d'enroulement pratiqué sur un mandrin pr~sentantun diamètre égal à trois fois le diamètre du fil montre une bonne
, : - . ~ :
12 ~ ~757~
adherence de ce revetement de zinc su~ le fil d'acier. La résis-
tance à la traction du fil avant enro~age est de 51 kg, celle du
fil après enrobage est de 54 kg. Le fil enrobé présente par
ailleurs une bonne résistance a la corrosion sous tension.
Exemple 1 bis
On utilise un fil analogue au precedent, mais se trouvant à
1'8tat doux au lieu d'etre etire dur, et on lui applique les mêmes
opérations qu'a l'exemple 1. Après enrobage, on soumet ce fil à
un traitement thermique de quelques minutes ~ 320~C pour encore
ameliorer l'adh8sion entre le fil et l'enrobage, et on lui fait
subir ensuite des tests d'etirage. Ces tests permettent d'obterir
une reduction de la section du fil jusqu'à environ 80 % sans en-
tra~ner aucune détérioration en ce qui concerne l'enrobage.
Exemple 2 : revêtement d'un fil d'acier inoxyaable par de
l'aluminium
On fait défiler comme precedemment un fil d'acier inoxydable
austénitique (18 % Cr et 8 % Ni) d'un diamètre de 0,1 mm, à la
vitesse de 450 m/mn, et on lui applique un pretraitement similaire
aux pr8cédents. Le fil d'acier inox passe ensuite à travers un bec
20en fonte poteyée rempli d'aluminium fondu (99,99 % Al) maintenu
690 C. Le bec de section circulaire presente un diamètre interne
de 12 mm, et la bague annulaire constituant la sortie du bec est
~~ en alumine. Le fil est entour8 à sa sortie du bec, par une atmos-
phère d'azote.
L'8paisseur de la couche d'aluminium deposee sur le fil est
de 30 microns. L'interface acier-aluminium est exempte de tout
compos8 interm~etallique, et la couche d'aluminium presente une
-- bonne adhérence. Les propriétes mecaniques du fil restent inchan-
~ées.
Exemple 3 : revetement d'un fil d'acier inoxydable austénitique
~ r un allia~e de zinc
On fait d8filer, a une vitesse de 450 m/mn un fil d'acier ino-
xydable austenitique (18/8) d'un diambtre de 1 mm à travers un
.
. ,. : .. -,, : .: .: .
- . . .: .:. .
- . . . : .
.. . .:
: ' ' .
' .: ' ' ~
13 ~75'~f
bec identique ~ celui de l'exemple 1 rempli d'un alliage de zinc
(0,1 % Al) maintenu à 430 C.
L'epaisseur de la couche de zinc obtenue est de 30 microns. On
n'observe pas d'intermetallique à l'interface. L'adhérence de la
5 couche est bonne.
Exemple 4 : revêtement d'un fil d'acier au carbone par_de
l'aluminium
On fait defiler, à une ~itesse de 450 m/mn, un fil d'acier
~ 0,7 ~ de carbone, d'un diamètre de 0,5 mm, à travers un bec
10 identique à celui de l'exemple 2, la temperature du bain d'alu-
mlnlum pur fondu étant maintenue à 690 C.
On obtient sur le fil un revêtement d'aluminium de 50 microns
d'épai~seur présentant une bonne adhérence. L'interface est ex-
empte de tout compose intermetallique.
Exemple 5 :
Les operations effectuees sont identiques à celles de l'exemple
2, la seule différence residant dans le fait qu'on supprime l'at-
mosphère protectrice d'azote à la sortie du bec.
On obtient un revêtement de qualite médiocre, non uniformément
2~ réparti sur tout le pourtour du fil.
Exemple 6 : revêtement d'un fil de cuivre par du nylon
On fait défiler, a une vitesse de 100 m/mn, un fil de cuivre
d'un diamètre de 0,6 mm dans un bec rempli de nylon maintenu à
300~C
On obtient sur le fil de cuivre un revêtement de nylon de 50
microns, très uniforme, adhérent et isolant. Un tel fil peut être
utllis~ comme fil émaill~ pour le bobinage des moteurs.
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