BE1004839A7 - Produit en acier pourvu d'un revetement a base de zinc-aluminium presentant un fleurage ameliore. - Google Patents

Abstract

Produit en acier pourvu d'un revêtement à base d'un alliage hypereutectique de zinc-aluminium, contenant de préférence environ 55% en poids d'aluminium . Il présente en fleurage comptant au moins 100 fleurs par dm2, et de préférence entre 1200 et 1500 fleurs par dm2. Avantageusement, le revêtement contient de 1% à 2% en poids de silicium ainsi que du strontium et au moins un élément choisi parmi le vanadium et le chrome, chacun en une quantité au maximum égale à 0,2% en poids. De plus, le silicium contenu dans le revêtement se trouve sous une forme globulaire.

Description

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  Produit en acier pourvu d'un revêtement à base de zinc-aluminium présentant un fleuraqe amélioré. 



  La présente invention concerne un produit en acier pourvu d'un revêtement à base d'un alliage hypereutectique de zinc-aluminium, qui présente un fleurage amélioré. 



  Pour les produits revêtus en général, l'aspect visuel du revêtement constitue souvent une première indication de la qualité de ce revêtement. Dans le cas plus particulier des produits en acier pourvus d'un revêtement à base de zinc-aluminium, tels que des bandes et des tôles, cet aspect visuel dépend, dans une large mesure, du fleurage du revêtement. On rappellera ici que le fleurage d'un revêtement est en fait le dessin formé par la trace des grains du revêtement à la surface de celui-ci. Dans le cas des alliages habituels de revêtement à base de zinc-aluminium, la taille des grains est telle que le fleurage compte typiquement environ 500 grains   ou"fleurs"par dm,   et de toutes façons moins de 1000 fleurs par dm2. 



  En général, l'aspect visuel du fleurage conventionnel est cependant influencé par la nature du produit sur lequel le revêtement est déposé. En particulier, le fleurage est sensible à l'état de surface du produit, et notamment à sa rugosité, ainsi qu'à la qualité, c'est-à-dire à la composition chimique du produit en acier. Cette sensibilité peut constituer un inconvénient pour les procédés de revêtement en continu, parce qu'il peut apparaître une variation du fleurage entre deux bandes d'acier de provenances différentes et assemblées bout à bout ou entre les deux faces d'une même bande. 



  La présente invention propose un produit en acier pourvu d'un revêtement à base de zinc-aluminium qui ne présente pas cet inconvénient, c'est-àdire un produit revêtu, dont l'aspect visuel est régulier et indépendant de   1 1 état   de surface du produit en acier ainsi que de la qualité de cet acier. 



  Le produit en acier, qui fait l'objet de la présente invention, est caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un revêtement à base d'un alliage 

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 hypereutectique de zinc-aluminium, et en ce qu'il présente un fleurage 2 comportant au moins 1000 fleurs par dm2. Il est bien connu dans la technique que les alliages de zinc et d'aluminium présentent un eutectique pour une proportion de l'ordre de 5 % en poids d'aluminium. Un alliage hypereutectique de zinc-aluminium est donc, au sens de la présente invention, un alliage contenant au moins 5 % en poids d'aluminium. 



  Avantageusement, ledit alliage hypereutectique de zinc-aluminium présente une teneur en aluminium comprise entre 50 % et 60 % en poids, et de préférence de l'ordre de 55 % en poids. 



  Selon une variante particulière, ce produit en acier pourvu d'un revêtement à base de zinc-aluminium présente un fleurage comptant entre 1200 et 1500 fleurs par   dm2.   



  Le fleurage des produits conformes à l'invention est plus fin et plus régulier que le fleurage conventionnel. Il traduit une structure granulaire plus fine au sein du revêtement. 



  Il existe plusieurs méthodes pour obtenir le fleurage plus fin proposé par la présente invention. 



  On peut notamment projeter une fine poudre, par exemple de zinc, sur le revêtement pendant sa solidification. Cette technique est cependant coûteuse et risque en outre de provoquer des variations aléatoires de la régularité du fleurage. 



  Un autre moyen intéressant pour augmenter la densité du fleurage consiste à incorporer dans le revêtement des proportions appropriées de certains éléments d'alliage, tels que le strontium et le vanadium et/ou le chrome. Les concentrations de ces éléments dans le revêtement ne sont de préférence pas supérieures à 0,2 % en poids. Le produit présente dans ces conditions un fleurage fin et régulier, dont l'aspect visuel n'est pas altéré par des variations de la qualité du produit de base. 

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  Le fleurage caractéristique de l'invention, ainsi que certains avantages des produits présentant un tel fleurage, sont illustrés par les figures annexées. 



  La Fig. 1 montre des photos, réalisées à la même échelle, de deux tôles revêtues présentant respectivement (a) un fleurage conventionnel et (b) un fleurage amélioré suivant l'invention. 



  Les Fig. 2 à 5 illustrent diverses propriétés de revêtements présentant le fleurage de l'invention, obtenu par le moyen intéressant d'incorporation de strontium et de vanadium en proportions appropriées qui a été signalé plus haut. Chacune de ces propriétés est comparée à celle qu'offre un revêtement conventionnel. 



  A cet effet, le revêtement conventionnel présentait une composition nominale consistant, en poids, en 55 % d'aluminium et 1,6 % de silicium, le reste étant du zinc. 



    Le revêtement présentant le fleurage amélioré suivant l'invention contenait   en outre de 0,010 à 0,025 % en poids de strontium et de 0,010 à 0,030 % en poids de vanadium. 



  Les échantillons de tôle examinés ont été prélevés dans des bandes d'acier de diverses épaisseurs comprises entre 0,6 mm et 2 mm. Les revêtements, tant conventionnels qu'améliorés suivant l'invention, ont été déposés dans une installation industrielle fonctionnant dans des conditions normales ; leur épaisseur variait de 20   m   à 30   am.   



  La Fig. 2 est une coupe métallographique à travers un revêtement tant conventionnel que modifié ; la Fig. 3 est un tableau de valeurs mesurées, traduisant notamment l'amélioration de la ductilité du revêtement ; la Fig. 4 illustre l'augmentation de la profondeur d'emboutissage réalisable avec le revêtement modifié ; la 

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 Fig. 5 est une autre illustration de l'aptitude à l'emboutissage améliorée. 



  A l'exception de la Fig. 3, qui comporte plusieurs compositions, les autres figures correspondent à la présence de 0,020 % de strontium et de 0,025 % de vanadium dans le revêtement modifié. 



  Dans la Fig. 1, la photo (a) montre le fleurage à relativement gros grains, qui correspond à un revêtement à base d'un alliage hypereutectique de zincaluminium conventionnel. La photo (b) montre le fleurage amélioré, au moins deux fois plus dense, conforme à l'invention. Le fleurage des produits conformes à l'invention est plus fin et plus. régulier que celui des produits conventionnels ; il est en outre indépendant de la nuance d'acier ainsi que de l'état de surface du produit, en particulier de sa rugosité. 



  Les produits revêtus conformes à l'invention présentent un aspect visuel constant, malgré la différence éventuelle de provenance et de nuance de l'acier utilisé. De ce fait, il n'apparaît aucune variation du fleurage par exemple entre deux bandes d'acier différentes, assemblées bout à bout et revêtues dans les mêmes conditions. 



  La Fig. 2 est une double micrographie qui montre, en coupe, la structure métallographique du revêtement déposé sur une tôle d'acier. La couche intermétallique (2) formée entre l'acier (1) et le revêtement (3) apparaît légèrement plus régulière dans le cas du revêtement modifié (b) ; par contre, son épaisseur est pratiquement inchangée par rapport au revêtement conventionnel (a). De plus, les aiguilles de silicium (4) pointues, isolées, que l'on observe dans le revêtement conventionnel (a) ont disparu dans le revêtement modifié (b), où le silicium est globularisé et les globules rassemblés en réseau (5). 



  Dans le tableau de la Fig. 3, on a rassemblé les résultats d'essais de pliage à bloc effectués avec des échantillons présentant plusieurs compositions de revêtement différentes. 



  Pour chaque composition de revêtement, on indique les teneurs en strontium (Sr, %) et en vanadium (V, %), l'épaisseur de tôle de chaque échantillon (e, mm) et l'épaisseur moyenne (e, mm), l'épaisseur du revêtement (ZA,   lit),   

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 le nombre réel (n) et le nombre moyen   (n)   de fissures, la largeur moyenne réelle (L,   gm)   et moyenne   (L,     m)   des fissures, ainsi que la surface totale (%) mise à nu par les fissures, déterminée soit par une estimation au microscope (valeur réelle S, valeur moyenne s), soit par calcul. Ces valeurs sont données également pour des échantillons de référence, dont le revêtement ne contient pas de strontium ni de vanadium. 



  Ces résultats mettent en évidence une nette diminution, d'environ 35 à 40 %, de la tendance à la fissuration pour le revêtement modifié. Une telle diminution de la tendance à la fissuration traduit une augmentation correspondante de la ductilité du revêtement. Celle-ci entraîne à son tour une amélioration de l'aptitude à la déformation des produits revêtus, en particulier par emboutissage. 



  Le tableau de la Fig. 3 indique également l'état d'un échantillon plié à bloc après un cycle d'essai de corrosion suivant la norme DIN 50018 (essai Kesternich). Dans la zone pliée, le revêtement conventionnel présente environ 50 % de rouille rouge (b), alors que le revêtement modifié est resté intact (a). Cette amélioration semble résulter notamment de la diminution de la tendance à la fissuration du revêtement. 



  Des essais d'emboutissage ont en outre révélé un excellent comportement tribologique du revêtement modifié. 



  La Fig. 4 montre qu'un revêtement modifié (b) permet un emboutissage plus profond que le revêtement conventionnel (a). 



  La Fig. 5 montre également que le revêtement modifié (b) permet l'emboutissage dans des conditions extrêmes de déformation, pour lesquelles l'emboutissage avec revêtement conventionnel (a), même lubrifié, est impossible ou insatisfaisant Le comportement favorable des revêtements modifiés, illustré par les Fig. 3 à 5, semble également influencé par la modification de la couche de composés intermétalliques résultant de la modification du revêtement. Les composés intermétalliques présentent une meilleure ductilité que dans les revêtements conven-tionnels. Il en résulte une meilleure adhérence du 

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 revêtement, et par conséquent une moindre tendance à l'écaillage lors d'une déformation du produit revêtu.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS 1. Produit en acier caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un revêtement à base d'un alliage hypereutectique de zinc-aluminium et en ce qu'il présente un fleurage comptant au moins 1000 fleurs par dm2.
2. 2. Produit en acier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il EMI7.1 2 présente un fleurage comptant entre 1200 et 1500 fleurs par dm2.
3. 3. Produit en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en outre en ce que le revêtement à base d'un alliage hypereutectique de zinc-aluminium contient de 1 % à 2 % en poids de silicium ainsi que du strontium et au moins un élément choisi parmi le vanadium et le chrome, chacun en une quantité au maximum égale à 0,2 % en poids.
4. 4. Produit en acier suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la teneur en strontium du revêtement est inférieure à 0,05 % en poids.
5. 5. Produit en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la teneur en strontium du revêtement est comprise entre 0,005 % et 0,050 % en poids.
6. 6. Produit en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la teneur en vanadium du revêtement est inférieure à 0,1 % en poids.
7. 7. Produit en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la teneur en vanadium du revêtement est comprise entre 0,05 % et 0,075 % en poids.
8. 8. Produit en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le silicium contenu dans le revêtement se trouve sous une forme globulaire. <Desc/Clms Page number 8>
9. 9. Produit en acier suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit alliage hypereutectique de zinc-aluminium présente une teneur en aluminium comprise entre 50 % et 60 % en poids.
10. 10. Produit en acier suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit alliage hypereutectique de zinc-aluminium présente une teneur en aluminium d'environ 55 % en poids.