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EP0870069A1 - Procede de galvanisation de tole d'acier contenant des elements d'addition oxydables - Google Patents

Procede de galvanisation de tole d'acier contenant des elements d'addition oxydables

Info

Publication number
EP0870069A1
EP0870069A1 EP96942384A EP96942384A EP0870069A1 EP 0870069 A1 EP0870069 A1 EP 0870069A1 EP 96942384 A EP96942384 A EP 96942384A EP 96942384 A EP96942384 A EP 96942384A EP 0870069 A1 EP0870069 A1 EP 0870069A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
atmosphere
steel
annealing
ammonia
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96942384A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0870069B1 (fr
Inventor
Hugues Baudin
Jean-Pierre Godin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sollac SA
Original Assignee
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sollac SA, Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC filed Critical Sollac SA
Publication of EP0870069A1 publication Critical patent/EP0870069A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0870069B1 publication Critical patent/EP0870069B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00—Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • C23C2/022—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas by heating

Definitions

  • the invention relates to a method of galvanizing steel sheets containing oxidizable addition elements, in particular silicon.
  • steel grades containing oxidizable addition elements, in particular silicon are used.
  • steels containing oxidizable addition elements, in particular silicon, are precisely used for their specific mechanical and / or electrical properties.
  • the object of the invention is to provide a process for galvanizing steel sheets with a high content of oxidizable additives, in particular silicon, which is economical, efficient and not detrimental to the mechanical and / or electrical properties of said steel.
  • the subject of the invention is a process for galvanizing sheet steel containing oxidizable addition elements, in particular silicon, in which the sheet is annealed under an annealing atmosphere which is non-oxidizing and then the sheet is quenched in a galvanizing bath, characterized in that said annealing atmosphere contains between 0.005% and 1% of ammonia.
  • the invention applies to steel sheets containing oxidizable addition elements in proportions such that they prevent wettability of the sheet in the galvanizing bath to ensure a homogeneous coating of galvanization.
  • the invention is particularly applicable to steel sheets with more than 0.2% silicon.
  • - Said annealing atmosphere contains between 0.02% and 0.5% of ammonia.
  • the residence time of said sheet in said atmosphere is less than or equal to 3 minutes.
  • Another subject of the invention is a device for galvanizing sheet metal to implement the method according to the invention of the type comprising means for annealing sheet metal under a controlled atmosphere, which lead downstream to means for dipping the annealed sheet metal in a galvanizing bath, and means for controlling said atmosphere, characterized in that the means for atmosphere control are suitable for introducing and maintaining in said atmosphere ammonia at a content of between 0.005 and 1% and in that said ammonia is introduced into said atmosphere near the entry of the sheet in the means of annealed.
  • the subject of the invention is also a steel sheet containing oxidizable addition elements, in particular silicon, galvanized by the process according to the invention of the type having an interface layer, between said steel and the galvanizing layer, containing nitrogen in solid solution characterized in that the thickness of said interface layer corresponds to less than 1 gram per square meter of interface surface.
  • the invention may also have as an additional characteristic silicon at least 0.2% as an addition element in said steel.
  • the galvanizing installation that is used comprises means for annealing the sheet metal strip under a controlled atmosphere, which lead downstream to means for quenching the sheet in a galvanizing bath, and means for controlling the said atmosphere.
  • the annealing means can be compartmentalized into several zones corresponding to different temperatures, in particular a cooling zone before entering the galvanizing bath.
  • the atmosphere of this cooling zone can communicate with the atmosphere above the surface of the galvanizing bath. In each of these zones, the atmosphere is controlled.
  • the annealing means and the sheet dipping means as well as the atmosphere control means are known in themselves.
  • the atmosphere control means are adapted in a manner known per se to introduce ammonia into the annealing zone and to control the ammonia content of the annealing atmosphere between 0.005 and 1%.
  • the ammonia is introduced into the annealing atmosphere near the entry of the sheet into the annealing means.
  • This particular arrangement concerning the galvanizing device goes against conventional designs for supplying gas to annealing atmospheres, according to which, in particular for supplying, for example, nitrogen and hydrogen, the gas is introduced essentially at the outlet of the sheet metal annealing means, so that the gas flows against the current of the sheet in the annealing means.
  • the method according to the invention is applicable to steel sheets containing oxidizable addition elements.
  • the method according to the invention is notably applicable to silicon steel sheets, in particular to more than 0.2% of silicon.
  • the silicon sheet to be galvanized is cleaned in a manner known per se, for example by passing the bare sheet through a flame to degrease the surface to be coated.
  • the sheet is then annealed in the annealing means of the installation, under conditions of temperature, duration and composition of the annealing atmosphere adapted in a manner known per se to obtain in particular the desired rec ⁇ stalling of the steel and, as necessary, the reduction of iron oxides possibly present on the surface of the sheet after cleaning.
  • a condition is added concerning the ammonia content of said atmosphere which must be between 0.005% and 1%, which can be achieved by means of control. previously defined atmospheres.
  • said ammonia content is maintained between 0.02% and 0.5%.
  • the annealing time that is to say the time taken for the sheet to pass through the annealing means, is preferably less than 3 minutes.
  • the annealing temperature is generally between 500 C C and 900 ° C.
  • Said annealing conditions also include, as necessary, a cooling step in a zone of the annealing means provided for this purpose, before quenching the sheet in the galvanizing bath.
  • the galvanized sheet After annealing under this atmosphere comprising ammonia, said annealing therefore comprising possible cooling of the sheet, the galvanized sheet is properly annealed in a manner known per se.
  • the sheet obtained by the process according to the invention has on the surface of the steel sheet after annealing, or at the interface between steel and galvanizing layer, an interface layer composed of steel containing nitrogen in solution. solid and / or composed of iron nitride.
  • this interface layer has a thickness corresponding to less than 1 g / m2. This low thickness of the interface layer contributes to maintaining the mechanical and electrical properties of the steel.
  • the invention it therefore becomes possible to improve the corrosion resistance and the surface appearance of galvanized silicon steel sheets while maintaining the initial mechanical and / or electrical properties.
  • a galvanizing device in which, according to a preferred variant of the invention described above, the ammonia is introduced into the annealing atmosphere near the inlet of the sheet, the wettability is further improved. steel.
  • the invention also advantageously applies to steels having other oxidizable addition elements than silicon, in particular titanium, manganese, chromium and aluminum.
  • the sample to be galvanized is a steel sheet containing 0.3% silicon.
  • the sample is annealed under a reducing atmosphere containing 15% hydrogen, the rest being nitrogen and the inevitable impurities.
  • Example 1 The result of this comparative example is that problems of wettability of the sample are observed in the galvanizing bath, which is detrimental to the adhesion and the homogeneity of the coating, therefore to the corrosion resistance that he brings.
  • Example 1 The result of this comparative example is that problems of wettability of the sample are observed in the galvanizing bath, which is detrimental to the adhesion and the homogeneity of the coating, therefore to the corrosion resistance that he brings.
  • the purpose of this example is to illustrate the galvanizing process according to the invention.
  • Example 2 The purpose of this test is to illustrate that, according to the invention, the presence of ammonia at low concentration in the annealing atmosphere before galvanization does not appreciably modify the mechanical properties of the silicon steel sheets, often says "HR" steel, that is to say "High Strength".
  • the steel grade used corresponds to the steel called "SOLDUR 490" from the company SOLLAC, which contains between 0.2 and 0.3% of silicon.
  • the ammonia content in the annealing atmosphere remains much less than or equal to 1%, there is therefore no significant change in the mechanical properties.
  • the purpose of this example is to illustrate the drawbacks associated with the application to a steel sheet of a galvanizing process in which the steel is annealed in an atmosphere containing ammonia in a higher proportion than in invention, as in GB 1 396419.
  • the purpose of this example is also to illustrate the drawbacks associated with the application, to steels other than those which contain oxidizable addition elements in high proportions, of a galvanization process in which the steel is annealed under a atmosphere containing ammonia in small proportion as in the present invention.
  • Document GB 1 396 419 describes a process for nitriding steel wire, which comprises an annealing treatment under a reducing atmosphere containing high proportions of ammonia (> 15%), which has for effect of nitriding the surface to be coated.
  • This particular galvanizing process applies here to wires (and not to sheets), to so-called effervescent steels; the effervescent steels are non "deoxidized” steels; they therefore do not contain oxidizable addition elements and therefore do not pose problems of wettability in a galvanizing bath.
  • the effect sought by nitriding the surface of the steel before galvanizing is to improve the adhesion of the galvanizing coating, which is a particularly critical problem on steel wires.
  • the means described in this document namely the introduction of ammonia in high proportion into the annealing atmosphere, applies to other steels than those of the field of the present invention and does not provide any particular result. in terms of wettability, since this wettability does not pose any problem for this type of steel.
  • Comparative Example 2 therefore goes against that of Example 2 according to the invention, at the level of the evolution of the mechanical properties, well preserved in the case of Example 2 for the weak ammonia contents but significantly deteriorated in the case of Comparative Example 2, including for the low ammonia contents.

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Abstract

Procédé dans lequel on recuit la tôle sous une atmosphère de recuit qui est non-oxydante et contient entre 0,005 % et 1 % d'ammoniac, puis on trempe la tôle dans un bain de galvanisation. Ce procédé s'applique notamment aux aciers contenant plus de 0,2 % de silicium comme élément d'addition oxydable. On améliore la mouillabilité de l'acier dans le bain de galvanisation tout en conservant les propriétés mécaniques et/ou électriques initiales de l'acier.

Description

Procédé de galvanisation de tôle d'acier contenant des éléments d'addition oxydables.
L'invention concerne un procédé de galvanisation de tôles d'acier contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium. Pour certaines utilisations de tôles d'acier, notamment dans le domaine électrique ou des applications nécessitant des aciers à haute résistance mécanique, on utilise des nuances d'acier contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium.
Pour ces utilisations, on recherche parfois également une résistance élevée à la corrosion.
Or, il s'avère difficile jusqu'ici d'obtenir une résistance à la corrosion satisfaisante en recourant à la galvanisation.
Cette difficulté résulte d'une mauvaise mouillabilité de ces tôles d'acier dans les bains de galvanisation, liée aux éléments d'addition oxydables qu'ils contiennent, notamment dans le cas du silicium ; cette mauvaise mouillabilité nuit à la qualité du revêtement, notamment son homogénéité.
A titre indicatif, dans le cas d'aciers au silicium, les problèmes de mouillabilité se posent dès que la teneur en silicium atteint environ 0,2%, et parfois même en deçà de cette teneur. Les aciers présentant des éléments d'addition oxydables à de plus faibles teneurs peuvent donc être galvanisés par des moyens classiques : on procède d'une manière connue en elle-même en préparant la tôle d'acier à revêtir par un traitement de nettoyage, puis un traitement de recuit sous atmosphère non oxydante, voire réductrice, avant de tremper la tôle dans le bain de galvanisation pour le revêtement lui-même.
Le problème de la galvanisation se pose donc dès que l'on cherche à utiliser des aciers à plus forte teneur en éléments d'addition, dans le but d'obtenir une tôle galvanisée présentant à la fois une résistance élevée à la corrosion et une résistance mécanique élevée ou des propriétés électriques particulières.
Cependant, pour ces aciers présentant des éléments d'addition oxydables à de fortes teneurs, par exemple du silicium entre 0,3% et 3%, on connaît un procédé de galvanisation dans lequel on effectue un traitement supplémentaire de la tôle avant de la tremper dans le bain de galvanisation ; le document JP 51 40711 décrit notamment un traitement supplémentaire de type électrochimique qui consiste à tremper la tôle dans une solution de traitement pour ia revêtir d'une très fine couche composite de nitrure de fer (FeN). Cette couche composite d'une épaisseur correspondant à plus de 1 g/m2 est applicable sur des tôles d'acier présentant jusqu'à 3% de silicium et améliore sensiblement la mouillabilité de la tôle dans le bain de galvanisation.
Mais la solution présentée par ce document nécessite une étape supplémentaire dans le processus de fabrication de la tôle galvanisée, ce qui est pénalisant d'un point de vue économique.
Par ailleurs, une trop forte nitruration de l'acier à l'interface tôle-couche de galvanisation et/ou une couche trop épaisse de nitrure de fer correspondant à plus de 1 g/m2 d'interface, peut provoquer une détérioration des propriétés mécaniques ou électriques de l'acier.
Or, comme on l'a déjà indiqué, les aciers contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium, sont précisément utilisés pour leurs propriétés mécaniques et/ou électriques spécifiques.
L'invention a pour but un procédé de galvanisation de tôles d'acier à forte teneur en éléments d'addition oxydables, notamment en silicium, économique, efficace et non préjudiciable aux propriétés mécaniques et/ou électriques dudit acier.
L'invention a pour objet un procédé de galvanisation de tôle d'aciers contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium, dans lequel on recuit la tôle sous une atmosphère de recuit qui est non-oxydante puis on trempe la tôle dans un bain de galvanisation, caractérisé en ce que ladite atmosphère de recuit contient entre 0,005% et 1 % d'ammoniac.
L'invention s'applique dont aux tôles d'aciers contenant des éléments d'addition oxydables dans des proportions telles qu'elles empêchent une mouillabilité de la tôle dans le bain de galvanisation permettant d'assurer un revêtement homogène de galvanisation.
L'invention s'applique notamment aux tôles d'acier à plus de 0,2% de silicium.
L'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- ladite atmosphère de recuit contient entre 0,02% et 0,5% d'ammoniac.
- le temps de séjour de ladite tôle dans ladite atmosphère est inférieur ou égal à 3 minutes.
L'invention a encore pour objet un dispositif de galvanisation de tôle pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention du type comprenant des moyens de recuit de tôle sous atmosphère contrôlée, qui débouchent en aval sur des moyens pour tremper la tôle recuite dans un bain de galvanisation, et des moyens pour contrôler ladite atmosphère, caractérisé en ce que les moyens de contrôle d'atmosphère sont adaptés pour introduire et maintenir dans ladite atmosphère de l'ammoniac à une teneur comprise entre 0,005 et 1 % et en ce que ledit ammoniac est introduit dans ladite atmosphère à proximité de l'entrée de la tôle dans les moyens de recuit. L'invention a également pour objet une tôle d'acier contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium, galvanisé par le procédé selon l'invention du type présentant une couche d'interface, entre ledit acier et la couche de galvanisation, contenant de l'azote en solution solide caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite couche d'interface correspond à moins de 1 gramme par mètre carré de surface d'interface.
L'invention peut également présenter comme caractéristique supplémentaire du silicium à au moins 0,2% comme élément d'addition dans ledit acier.
L'invention sera mieux comprise à ia lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif.
L'installation de galvanisation qu'on utilise comprend des moyens de recuit de bande de tôle sous atmosphère contrôlée, qui débouchent en aval sur des moyens pour tremper la tôle dans un bain de galvanisation, et des moyens pour contrôler ladite atmosphère. Les moyens de recuit peuvent être compartimentés en plusieurs zones correspondant à des températures différentes, notamment une zone de refroidissement avant d'entrer dans le bain de galvanisation.
L'atmosphère de cette zone de refroidissement peut communiquer avec l'atmosphère au dessus de la surface du bain de galvanisation. Dans chacune de ces zones, l'atmosphère est contrôlée.
Les moyens de recuit et les moyens de trempage de tôle ainsi que les moyens de contrôle d'atmosphère sont connus en eux-mêmes.
Les moyens de contrôle d'atmosphère sont adaptés d'une manière connue en elle-même pour introduire de l'ammoniac dans la zone de recuit et pour contrôler la teneur en ammoniac de l'atmosphère de recuit entre 0,005 et 1%.
Selon une variante préférentielle de l'invention, l'ammoniac est introduit dans l'atmosphère de recuit à proximité de l'entrée de la tôle dans les moyens de recuit. Cette disposition particulière concernant le dispositif de galvanisation va à rencontre des conceptions classiques d'alimentation en gaz des atmosphères de recuit, selon lesquelles, notamment pour alimenter par exemple en azote et en hydrogène, on introduit le gaz essentiellement au niveau de la sortie de la tôle des moyens de recuit, de telle sorte que le gaz circule à contre-courant de la tôle dans les moyens de recuit.
On va maintenant décrire le procédé de galvanisation selon l'invention. Le procédé selon l'invention est applicable à des tôles d'acier contenant des éléments d'addition oxydables.
Le procédé selon l'invention est notamment applicable à des tôles d'acier au silicium, notamment à plus de 0,2% de silicium.
Pour galvaniser une tôle d'acier au silicium, on procède comme suit dans l'installation décrite ci-dessus. On nettoie la tôle au silicium à galvaniser d'une manière connue en elle- même, par exemple en passant la tôle nue dans une flamme pour dégraisser la surface à revêtir.
On recuit ensuite la tôle dans les moyens de recuit de l'installation, dans des conditions de température, de durée et de composition de l'atmosphère de recuit adaptées d'une manière connue en elle-même pour obtenir notamment la recήstallisation souhaitée de l'acier et, en tant que de besoin, la réduction des oxydes de fer éventuellement présents à la surface de la tôle après nettoyage.
Selon l'invention, aux conditions précitées concernant la composition de l'atmosphère de recuit, on rajoute une condition concernant la teneur en ammoniac de ladite atmosphère qui doit être comprise entre 0,005% et 1 %, qui peut être atteinte grâce aux moyens de contrôle d'atmosphère précédemment définis.
De préférence, ladite teneur en ammoniac est maintenue entre 0,02% et 0,5%. La durée de recuit, c'est à dire la durée de passage de la tôle dans les moyens de recuit est de préférence inférieure à 3 minutes.
La température de recuit est généralement comprise entre 500CC et 900°C.
Lesdites conditions de recuit comprennent également, en tant que de besoin, une étape de refroidissement dans une zone des moyens de recuit prévue à cet effet, avant trempé de la tôle dans le bain de galvanisation.
Après le recuit sous cette atmosphère comprenant de l'ammoniac, ledit recuit comprenant donc un refroidissement éventuel de la tôle, on procède à la galvanisation de la tôle recuite à proprement parler d'une manière connue en elle-même.
Ainsi, par exemple, on trempe la tôle dans un bain de galvanisation, on extrait la tôle du bain, on essore la couche de bain entraînée sur la tôle pour obtenir l'épaisseur requise de revêtement de galvanisation, puis on refroidit la tôle.
Ainsi, selon l'invention, alors même que la teneur en ammoniac est très faible dans l'atmosphère de recuit et reste inférieure à 1 %, on obtient l'effet escompté d'amélioration de ia mouillabilité de la tôle dans le bain de galvanisation pour des aciers contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium à plus de 0,2%.
Cet effet est donc obtenu sans étape supplémentaire par rapport à un processus de fabrication classique de tôle galvanisée, et sans préjudice aux propriétés mécaniques et/ou électriques de l'acier utilisé.
De manière surprenante, on obtient cet effet avec des teneurs très faibles en ammoniac même si la durée de recuit, et donc la durée d'exposition de la tôle à l'ammoniac, est inférieure ou égale à 3 minutes.
La tôle obtenue par le procédé selon l'invention, présente en surface de la tôle d'acier après recuit, ou à l'interface acier-couche de galvanisation, une couche d'interface composée d'acier contenant de l'azote en solution solide et/ou composée de nitrure de fer.
De préférence, cette couche d'interface présente une épaisseur correspondant à moins de 1 g/m2. Cette faible épaisseur de couche d'interface contribue au maintien des propriétés mécaniques et électriques de l'acier.
Grâce à l'invention, il devient donc possible d'améliorer la résistance à la corrosion et l'aspect de surface de tôles galvanisées d'acier au silicium tout en maintenant les propriétés mécaniques etVou électriques de départ. Lorsqu'on utilise un dispositif de galvanisation dans lequel, selon une variante préférentielle de l'invention décrite ci-dessus, l'ammoniac est introduit dans l'atmosphère de recuit à proximité de l'entrée de la tôle, on améliore encore la mouillabilité de l'acier.
L'invention s'applique également avantageusement aux aciers présentant d'autres éléments d'addition oxydables que le silicium, notamment le titane, le manganèse, le chrome et l'aluminium.
Les exemples suivants illustrent l'invention. Exemple comparatif 1 :
Cet exemple a pour but d'illustrer le problème que l'invention cherche à résoudre.
L'échantillon à galvaniser est une tôle d'acier contenant 0,3% de silicium. Pour la galvanisation, on procède au recuit de l'échantillon sous une atmosphère réductrice contenant 15% d'hydrogène, le reste étant de l'azote et les impuretés inévitables.
Les autres conditions concernant la galvanisation sont établies d'une manière connue en elle-même pour obtenir un revêtement de zinc de l'ordre de 140 g/m2.
Le résultat de cet exemple comparatif est qu'on observe des problèmes de mouillabilité de l'échantillon dans le bain de galvanisation, ce qui est préjudiciable à l'adhérence et à l'homogénéité du revêtement, donc à la résistance à la corrosion qu'il apporte. Exemple 1 :
Cet exemple a pour but d'illustrer le procédé de galvanisation selon l'invention.
Sur un échantillon de même nature que dans l'exemple comparatif 1 , on procède comme dans l'exemple comparatif 1 à la différence près que l'atmosphère de recuit contient, selon l'invention, 0,03% d'ammoniac.
On n'observe aucun problème de mouillabilité de l'échantillon dans le bain de galvanisation, ce qui permet au revêtement de zinc de protéger avec efficacité l'échantillon contre la corrosion. Ainsi, une très faible concentration en ammoniac dans l'atmosphère de recuit permet de résoudre le problème de mouillabilité rencontré dans l'exemple comparatif 1 et il n'est pas nécessaire de rajouter une étape supplémentaire dans le processus de fabrication de la tôle galvanisée. Exemple 2 : Cet essai a pour but d'illustrer que, selon l'invention, la présence d'ammoniac à faible concentration dans l'atmosphère de recuit avant galvanisation ne modifie pas sensiblement les propriétés mécaniques des tôles d'acier au silicium, souvent dit acier "HR", c'est à dire "Haute Résistance".
On mesure les propriétés mécaniques d'échantillons de tôle d'acier qui sont galvanisés après recuit sous des atmosphères ne différant que par la teneur en ammoniac.
A part cette teneur en ammoniac ("teneur en NH3"), les conditions de galvanisation sont identiques à celles de l'exemple 1.
La nuance d'acier utilisée correspond à l'acier dénommé "SOLDUR 490" de la Société SOLLAC, qui contient entre 0,2 et 0,3% de silicium.
Comme dans l'exemple 1 , on n'observe aucun problème de mouillabilité (du moins dans les cas où l'atmosphère de recuit contient de l'ammoniac, même à des teneurs très faibles). Pour évaluer les propriétés mécaniques, on mesure d'une manière classique la contrainte limite de comportement élastique - appelée Rp-0,2 ~ et 'a contrainte à la rupture - appelée Rm ; l'unité de mesure est le MégaPascal (MPa). Les résultats obtenus fi urent au tableau ci-dessous :
A condition donc que, selon l'invention, la teneur en ammoniac dans l'atmosphère de recuit reste bien inférieure ou égale à 1 %, on ne constate donc aucune modification sensible des propriétés mécaniques.
Dès que la teneur en ammoniac dans l'atmosphère de recuit dépasse 1 %, c'est à dire dès que l'on se place dans des conditions quelconques déjà décrites dans l'art antérieur, on constate une dégradation sensible des propriétés mécaniques. Exemple comparatif 2 :
Cet exemple a pour but d'illustrer les inconvénients liés à l'application à une tôle d'acier d'un procédé de galvanisation dans lequel on recuit l'acier sous une atmosphère contenant de l'ammoniac en plus forte proportion que dans l'invention, comme dans le document GB 1 396419.
Cet exemple a également pour but d'illustrer les inconvénients liés à l'application, à des aciers autres que ceux qui contiennent des éléments d'addition oxydables en fortes proportions, d'un procédé de galvanisation dans lequel on recuit l'acier sous une atmosphère contenant de l'ammoniac en faible proportion comme dans la présente invention.
On procède comme dans l'exemple 2, mais sur des échantillons d'acier dits "IF Ti", c'est à dire "Intersticial Free" (c'est à dire sans éléments intersticiels), contenant moins de 250 ppm de silicium ; cet acier "IF Ti" est obtenu d'une manière connue en elle-même par introduction de titane à l'élaboration de l'acier liquide, le titane étant destiné à précipiter le carbone contenu et à l'empêcher de se placer aux interstices.
Les résultats mécaniques obtenus figurent au tableau ci-a rès.
On voit donc que le recuit sous ammoniac modifie très sensiblement les propriétés mécaniques de la tôle d'acier.
Ce résultat est de nature à dissuader l'Homme du Métier de la galvanisation, de recuire sous ammoniac, notamment en vue de la galvanisation, des aciers dont on souhaite contrôler (et maintenir au niveau initial) les propriétés mécaniques.
Le document GB 1 396 419, mentionné ci-dessus, décrit un procédé de nitruration de fil d'acier, qui comporte un traitement de recuit sous une atmosphère réductrice contenant de fortes proportions d'ammoniac (>15%), ce qui a pour effet de nitrurer la surface à revêtir.
Ce procédé particulier de galvanisation s'applique ici à des fils (et non à des tôles), à des aciers dits effervescents ; les aciers effervescents sont des aciers non "désoxydés" ; ils ne contiennent donc pas d'éléments d'addition oxydables et ne posent donc pas de problèmes de mouillabilité dans un bain de galvanisation.
Dans ce document, l'effet recherché par la nitruration de la surface de l'acier avant galvanisation est d'améliorer l'adhérence du revêtement de galvanisation, qui est un problème particulièrement critique sur les fils d'aciers. Ainsi, le moyen décrit dans ce document, à savoir l'introduction d'ammoniac en forte proportion dans l'atmosphère de recuit, s'applique à d'autres aciers que ceux du domaine de la présente invention et n'apporte aucun résultat particulier sur le plan de la mouillabilité, puisque d'ailleurs cette mouillabilité ne pose aucun problème pour ce type d'aciers.
Qui plus est, l'application du moyen décrit dans ce document à des aciers ne contenant pas d'éléments d'addition oxydables, comme des aciers IFS (IF =
"Insterticial Free Steel", ou acier sans interticiels), présente l'inconvénient de dégrader les propriétés mécaniques, comme le montrent les résultats du tableau ci-dessus (teneur en NH3 : 2, 5 et 10%).
C'est pourquoi l'homme du métier de la galvanisation serait dissuadé d'appliquer ce moyen de nitruration pour résoudre le problème de mouillabilité d'aciers à haute résistance mécanique, car il craindrait de dégrader les propriétés mécaniques.
Comme le montrent en particulier les résultats obtenus avec de faibles teneurs en ammoniac conformes à l'invention (teneur en NH3 : 0,5 et 1 %), l'enseignement de l'exemple comparatif 2 va donc à rencontre de celui de l'exemple 2 selon l'invention, au niveau de l'évolution des propriétés mécaniques, bien conservées dans le cas de l'exemple 2 pour les faibles teneurs en ammoniac mais sensiblement détériorées dans le cas de l'exemple comparatif 2, y compris pour les faibles teneurs en ammoniac.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Procédé de galvanisation de tôle d'aciers contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium, dans lequel on recuit la tôle sous une atmosphère de recuit qui est non-oxydante puis on trempe la tôle dans un bain de galvanisation, caractérisé en ce que ladite atmosphère de recuit contient entre 0,005% et 1 % d'ammoniac.
2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite atmosphère de recuit contient entre 0,02% et 0,5% d'ammoniac.
3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le temps de séjour de ladite tôle dans ladite atmosphère est inférieur ou égal à 3 minutes.
4. - Dispositif de galvanisation de tôle pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type comprenant des moyens de recuit de tôle sous atmosphère contrôlée, qui débouchent en aval sur des moyens pour tremper la tôle recuite dans un bain de galvanisation, et des moyens pour contrôler ladite atmosphère, caractérisé en ce que les moyens de contrôle d'atmosphère sont adaptés pour introduire et maintenir dans ladite atmosphère de l'ammoniac à une teneur comprise entre 0,005 et 1 % et en ce que ledit ammoniac est introduit dans ladite atmosphère à proximité de l'entrée de la tôle dans les moyens de recuit.
5. - Tôle d'acier contenant des éléments d'addition oxydables, notamment du silicium, galvanisé par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, du type présentant une couche d'interface, entre ledit acier et la couche de galvanisation, contenant de l'azote en solution solide, caractérisée en ce que l'épaisseur de ladite couche d'interface correspond à moins de 1 gramme par mètre carré de surface d'interface.
6 - Tôle d'acier selon la revendication 5 caractérisée en ce que lesdits éléments d'addition oxydables comprennent du silicium à une concentration supérieure ou égale à 0,2% dans ledit acier.
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