CA2926564C - Tole a revetement znalmg a flexibilite amelioree et procede de realisation correspondant - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne principalement sur un procédé de réalisation d'une tôle prélaquée comprenant au moins les étapes de fourniture d'un substrat en acier, dépôt d'un revêtement métallique sur au moins une face par trempe du substrat dans un bain constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à 0,56% en poids de magnésium, le reste du bain étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue, solidification du revêtement métallique, préparation de surface du revêtement métallique, mise en peinture du revêtement métallique. L'invention porte également sur la tôle associée.
Description
2 PCT/IB2014/002059 Tôle à revêtement ZnAlMg à flexibilité améliorée et procédé de réalisation correspondant La présente invention est relative à une tôle comprenant un substrat dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique comprenant de l'Al et du Mg, le reste du revêtement métallique étant du Zn, des impuretés inévitables et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis parmi Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%.
Les revêtements métalliques galvanisés comprenant essentiellement du zinc et de 0,1 à 0,4% en poids d'aluminium sont traditionnellement utilisés pour leur bonne protection contre la corrosion.
Ces revêtements métalliques sont à présent concurrencés notamment par les revêtements comprenant du zinc et des ajouts de magnésium et d'aluminium, pouvant aller respectivement jusqu'à 10% et jusqu'à 20% en poids.
De tels revêtements métalliques seront globalement désignés ici sous le terme de revêtements zinc-aluminium-magnésium ou ZnAlMg.
L'ajout de magnésium augmente nettement la résistance à la corrosion des aciers revêtus d'un revêtement métallique, ce qui peut permettre de réduire l'épaisseur du revêtement métallique ou d'augmenter la garantie de protection contre la corrosion dans le temps à épaisseur constante.
Ces tôles revêtues d'un revêtement ZnAlMg sont par exemple destinées au domaine de l'automobile, au domaine électroménager ou à la construction.
Il est connu que l'ajout de Magnésium dans les revêtements métalliques provoque un durcissement du revêtement et que cela conduit à l'apparition de fissures dans l'épaisseur du revêtement lorsque la tôle revêtue est sévèrement -pliée.
Il est connu de JP2010255084 d'améliorer la résistance à la fissuration en ajoutant de 0,005 à 0,2% en poids de Nickel à un revêtement métallique comprenant par ailleurs 1 à 10% en poids d'Aluminium et 0,2 à 1% en poids de Magnésium. Le Nickel ainsi ajouté présente la caractéristique de se situer majoritairement à l'interface acier-revêtement métallique, ce qui contribue à
inhiber la formation de fissures dans les zones déformées. Cependant l'ajout de Nickel présente plusieurs inconvénients :
la présence de Nickel à la surface du revêtement métallique accélère la corrosion par couplage, L'accroissement du nombre d'éléments dans le bain rend la gestion du bain d'autant plus délicate, La migration du Nickel à l'interface acier-revêtement métallique est délicate à réaliser et introduit des contraintes supplémentaires de fabrication.
La présente invention a pour but de pallier aux problèmes précités en proposant une tôle ZnAlMg dont le revêtement métallique fissure moins sur les plis sévères, tout en conservant les avantages du revêtement ZnAlMg en terme de résistance à la corrosion.
A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de réalisation d'une tôle prélaquée comprenant au moins les étapes de:
- Fourniture d'un substrat en acier, - Dépôt d'un revêtement métallique sur au moins une face par trempe du substrat dans un bain constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à 0,56% en poids de magnésium, le reste du bain étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue, - Solidification du revêtement métallique, - Préparation de surface du revêtement métallique, - Mise en peinture du revêtement métallique.
Le procédé selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- le bain comprend de 4,75 à 5,25% en poids d'aluminium,
Les revêtements métalliques galvanisés comprenant essentiellement du zinc et de 0,1 à 0,4% en poids d'aluminium sont traditionnellement utilisés pour leur bonne protection contre la corrosion.
Ces revêtements métalliques sont à présent concurrencés notamment par les revêtements comprenant du zinc et des ajouts de magnésium et d'aluminium, pouvant aller respectivement jusqu'à 10% et jusqu'à 20% en poids.
De tels revêtements métalliques seront globalement désignés ici sous le terme de revêtements zinc-aluminium-magnésium ou ZnAlMg.
L'ajout de magnésium augmente nettement la résistance à la corrosion des aciers revêtus d'un revêtement métallique, ce qui peut permettre de réduire l'épaisseur du revêtement métallique ou d'augmenter la garantie de protection contre la corrosion dans le temps à épaisseur constante.
Ces tôles revêtues d'un revêtement ZnAlMg sont par exemple destinées au domaine de l'automobile, au domaine électroménager ou à la construction.
Il est connu que l'ajout de Magnésium dans les revêtements métalliques provoque un durcissement du revêtement et que cela conduit à l'apparition de fissures dans l'épaisseur du revêtement lorsque la tôle revêtue est sévèrement -pliée.
Il est connu de JP2010255084 d'améliorer la résistance à la fissuration en ajoutant de 0,005 à 0,2% en poids de Nickel à un revêtement métallique comprenant par ailleurs 1 à 10% en poids d'Aluminium et 0,2 à 1% en poids de Magnésium. Le Nickel ainsi ajouté présente la caractéristique de se situer majoritairement à l'interface acier-revêtement métallique, ce qui contribue à
inhiber la formation de fissures dans les zones déformées. Cependant l'ajout de Nickel présente plusieurs inconvénients :
la présence de Nickel à la surface du revêtement métallique accélère la corrosion par couplage, L'accroissement du nombre d'éléments dans le bain rend la gestion du bain d'autant plus délicate, La migration du Nickel à l'interface acier-revêtement métallique est délicate à réaliser et introduit des contraintes supplémentaires de fabrication.
La présente invention a pour but de pallier aux problèmes précités en proposant une tôle ZnAlMg dont le revêtement métallique fissure moins sur les plis sévères, tout en conservant les avantages du revêtement ZnAlMg en terme de résistance à la corrosion.
A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de réalisation d'une tôle prélaquée comprenant au moins les étapes de:
- Fourniture d'un substrat en acier, - Dépôt d'un revêtement métallique sur au moins une face par trempe du substrat dans un bain constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à 0,56% en poids de magnésium, le reste du bain étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue, - Solidification du revêtement métallique, - Préparation de surface du revêtement métallique, - Mise en peinture du revêtement métallique.
Le procédé selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- le bain comprend de 4,75 à 5,25% en poids d'aluminium,
3 - le bain comprend de 0,44 à 0,56% en poids de magnésium, - le bain ne comprend aucun élément additionnel, - le bain est à une température comprise entre 370 C et 470 C, - la solidification du revêtement métallique est effectuée à une vitesse de refroidissement du revêtement métallique entre le début de la solidification et la fin de la solidification supérieure ou égale à 15 C/s, - la vitesse de refroidissement est comprise entre 15 et 35 C/s, - la préparation de surface comprend une étape choisie parmi un rinçage, un dégraissage et un traitement de conversion, - le dégraissage est effectué à un pH compris entre 12 et 13, - le traitement de conversion est à base d'acide hexafluorotitanique, - la mise en peinture du revêtement métallique est réalisée au moyen d'une peinture comprenant au moins un polymère choisi dans le groupe constitué des polyesters à réticulation mélamine, des polyesters à
réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogénés de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques.
On comprendra donc que la solution au problème technique posé consiste à combiner un film de peinture et un revêtement métallique présentant une composition particulière. De façon surprenante, il a été constaté par les inventeurs que cette combinaison présentait une synergie d'action de sorte que le revêtement ZnAlMg selon l'invention présente moins de fissures sur les plis sévères lorsqu'il est recouvert d'un film de peinture que lorsqu'il est nu.
Un second objet de l'invention est constitué par une tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à
0,56% en poids de magnésium, le reste du revêtement métallique étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de Dossier n 81795574 (88040-35)
réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogénés de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques.
On comprendra donc que la solution au problème technique posé consiste à combiner un film de peinture et un revêtement métallique présentant une composition particulière. De façon surprenante, il a été constaté par les inventeurs que cette combinaison présentait une synergie d'action de sorte que le revêtement ZnAlMg selon l'invention présente moins de fissures sur les plis sévères lorsqu'il est recouvert d'un film de peinture que lorsqu'il est nu.
Un second objet de l'invention est constitué par une tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à
0,56% en poids de magnésium, le reste du revêtement métallique étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de Dossier n 81795574 (88040-35)
4 nickel dans le revêtement métallique étant exclue, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture.
Un troisième objet de l'invention est constitué par une tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture, une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 2T sur la tôle prélaquée étant au moins 5.7 fois inférieure à une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 2T sur une tôle non-prélaquée.
Un quatrième objet de l'invention est constitué par une tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture, une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 3T sur la tôle prélaquée étant au moins 2.5 fois inférieure à une somme des largeurs de fissures mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 3T sur une tôle non-prélaquée.
La tôle selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- le revêtement métallique comprend de 4,75 à 5,25% en poids d'aluminium, - le revêtement métallique comprend de 0,44 à 0,56% en poids de magnésium, - le revêtement métallique ne comprend aucun élément additionnel, Dossier n 81795574 (88040-35) 4a - le film de peinture comprend au moins un polymère choisi dans le groupe constitue des polyesters à réticulation mélamine, des polyesters à réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogènes de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques, - une couche de conversion comprenant du Titane est située à
l'interface entre le revêtement métallique et le film de peinture.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à
la lecture de la description qui va suivre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à titre explicatif mais non limitatif.
La tôle comprend un substrat en acier recouvert sur au moins une de ses faces d'un revêtement métallique, lui-même recouvert d'au moins un film de peinture.
Le revêtement métallique a généralement une épaisseur inférieure ou égale à 25 pm et vise à protéger le substrat contre la corrosion.
Le revêtement métallique est constitué d'aluminium et de magnésium, le reste du revêtement métallique étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé de dépôt du revêtement métallique et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis parmi Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue.
La teneur en poids d'aluminium du revêtement métallique est comprise entre 4,4 et 5,6%. Cette gamme de teneur en poids d'aluminium favorise la formation d'eutectique binaire Zn/AI dans la microstructure du revêtement métallique. Cet eutectique est particulièrement ductile et favorise l'obtention d'un revêtement métallique flexible.
De préférence, la teneur en poids d'aluminium est comprise entre 4,75 et
Un troisième objet de l'invention est constitué par une tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture, une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 2T sur la tôle prélaquée étant au moins 5.7 fois inférieure à une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 2T sur une tôle non-prélaquée.
Un quatrième objet de l'invention est constitué par une tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture, une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 3T sur la tôle prélaquée étant au moins 2.5 fois inférieure à une somme des largeurs de fissures mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 3T sur une tôle non-prélaquée.
La tôle selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison :
- le revêtement métallique comprend de 4,75 à 5,25% en poids d'aluminium, - le revêtement métallique comprend de 0,44 à 0,56% en poids de magnésium, - le revêtement métallique ne comprend aucun élément additionnel, Dossier n 81795574 (88040-35) 4a - le film de peinture comprend au moins un polymère choisi dans le groupe constitue des polyesters à réticulation mélamine, des polyesters à réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogènes de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques, - une couche de conversion comprenant du Titane est située à
l'interface entre le revêtement métallique et le film de peinture.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à
la lecture de la description qui va suivre.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à titre explicatif mais non limitatif.
La tôle comprend un substrat en acier recouvert sur au moins une de ses faces d'un revêtement métallique, lui-même recouvert d'au moins un film de peinture.
Le revêtement métallique a généralement une épaisseur inférieure ou égale à 25 pm et vise à protéger le substrat contre la corrosion.
Le revêtement métallique est constitué d'aluminium et de magnésium, le reste du revêtement métallique étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé de dépôt du revêtement métallique et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis parmi Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue.
La teneur en poids d'aluminium du revêtement métallique est comprise entre 4,4 et 5,6%. Cette gamme de teneur en poids d'aluminium favorise la formation d'eutectique binaire Zn/AI dans la microstructure du revêtement métallique. Cet eutectique est particulièrement ductile et favorise l'obtention d'un revêtement métallique flexible.
De préférence, la teneur en poids d'aluminium est comprise entre 4,75 et
5,25%.
On notera ici que la teneur en poids d'aluminium est mesurée sans prendre en compte l'intermétallique riche en Aluminium situé à l'interface substrat-revêtement métallique. Une telle mesure peut par exemple être réalisée par spectrométrie à décharge luminescente. Une mesure par dissolution chimique conduirait quant à elle à la dissolution simultanée du revêtement métallique et de l'intermétallique et donnerait une teneur en poids d'aluminium sur-estimée de l'ordre de 0,05 à 0,5% en fonction de l'épaisseur du revêtement métallique.
La teneur en poids de magnésium du revêtement métallique est comprise entre 0,3 et 0,56%. En dessous de 0,3%, l'amélioration de la résistance à la corrosion apportée par le magnésium n'est plus suffisante. Au-dessus de 0,56%, la synergie d'action du film de peinture et du revêtement métallique selon l'invention n'est plus observée.
De préférence, la teneur en poids de magnésium est comprise entre 0,44 et 0,56%, ce qui constitue le meilleur compromis en termes de résistance à la corrosion et de flexibilité.
Les impuretés inévitables proviennent des lingots d'alimentation du bain de zinc fondu ou résultent du passage du substrat dans le bain. L'impureté
inévitable la plus courante et résultant du passage du substrat dans le bain est le fer qui peut être présent à une teneur allant jusqu'à 0,8% en poids du revêtement métallique, généralement inférieure ou égale à 0,4% et généralement comprise entre 0,1 et 0,4% en poids. Les impuretés inévitables provenant des lingots d'alimentation sont généralement le plomb (Pb), présent à une teneur inférieure à 0,01% en poids, le Cadmium (Cd), présent à une teneur inférieure à 0,005% en poids et l'étain (Sn),
On notera ici que la teneur en poids d'aluminium est mesurée sans prendre en compte l'intermétallique riche en Aluminium situé à l'interface substrat-revêtement métallique. Une telle mesure peut par exemple être réalisée par spectrométrie à décharge luminescente. Une mesure par dissolution chimique conduirait quant à elle à la dissolution simultanée du revêtement métallique et de l'intermétallique et donnerait une teneur en poids d'aluminium sur-estimée de l'ordre de 0,05 à 0,5% en fonction de l'épaisseur du revêtement métallique.
La teneur en poids de magnésium du revêtement métallique est comprise entre 0,3 et 0,56%. En dessous de 0,3%, l'amélioration de la résistance à la corrosion apportée par le magnésium n'est plus suffisante. Au-dessus de 0,56%, la synergie d'action du film de peinture et du revêtement métallique selon l'invention n'est plus observée.
De préférence, la teneur en poids de magnésium est comprise entre 0,44 et 0,56%, ce qui constitue le meilleur compromis en termes de résistance à la corrosion et de flexibilité.
Les impuretés inévitables proviennent des lingots d'alimentation du bain de zinc fondu ou résultent du passage du substrat dans le bain. L'impureté
inévitable la plus courante et résultant du passage du substrat dans le bain est le fer qui peut être présent à une teneur allant jusqu'à 0,8% en poids du revêtement métallique, généralement inférieure ou égale à 0,4% et généralement comprise entre 0,1 et 0,4% en poids. Les impuretés inévitables provenant des lingots d'alimentation sont généralement le plomb (Pb), présent à une teneur inférieure à 0,01% en poids, le Cadmium (Cd), présent à une teneur inférieure à 0,005% en poids et l'étain (Sn),
6 présent à une teneur inférieure à 0,001% en poids. Il est à noter ici que le nickel n'est pas une impureté inévitable liée au procédé de galvanisation.
Les différents éléments additionnels peuvent permettre, entre autres, d'améliorer la ductilité ou l'adhésion du revêtement métallique sur le substrat.
L'homme du métier qui connaît leurs effets sur les caractéristiques des revêtements métalliques saura les employer en fonction du but complémentaire recherché. Dans le cadre de l'invention, le revêtement métallique ne comprend pas de nickel en tant qu'élément additionnel, le nickel présentant les inconvénients cités précédemment. De préférence, le revêtement métallique ne comprend aucun élément additionnel. Ceci permet de simplifier la gestion du bain de galvanisation et de minimiser le nombre de phases formées dans le revêtement métallique.
La tôle comprend enfin un film de peinture.
Les films de peinture sont généralement à base de polymères et comprennent au moins une couche de peinture. De préférence, ils comprennent au moins un polymère choisi dans le groupe constitué des polyesters à
réticulation mélamine, des polyesters à réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogénés de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques. Ces polymères présentent la caractéristique d'être particulièrement flexibles, ce qui favorise la synergie d'action du film de peinture et du revêtement métallique.
Le film de peinture peut être formé par exemple de deux couches de peintures successives, à savoir une couche de primaire et une couche de finition ce qui est généralement le cas pour réaliser le film appliqué en face supérieure de la tôle, ou d'une couche de peinture unique, ce qui est généralement le cas pour réaliser le film appliqué en face inférieure de la tôle. D'autres nombres de couches peuvent être utilisés dans certaines variantes.
Les films de peinture ont typiquement des épaisseurs comprises entre 1 et 200 pm.
Optionnellement, l'interface entre le revêtement métallique et le film de peinture comprend une ou plusieurs caractéristiques à choisir parmi une altération de la couche d'oxyde/hydroxyde d'aluminium présente naturellement à la surface
Les différents éléments additionnels peuvent permettre, entre autres, d'améliorer la ductilité ou l'adhésion du revêtement métallique sur le substrat.
L'homme du métier qui connaît leurs effets sur les caractéristiques des revêtements métalliques saura les employer en fonction du but complémentaire recherché. Dans le cadre de l'invention, le revêtement métallique ne comprend pas de nickel en tant qu'élément additionnel, le nickel présentant les inconvénients cités précédemment. De préférence, le revêtement métallique ne comprend aucun élément additionnel. Ceci permet de simplifier la gestion du bain de galvanisation et de minimiser le nombre de phases formées dans le revêtement métallique.
La tôle comprend enfin un film de peinture.
Les films de peinture sont généralement à base de polymères et comprennent au moins une couche de peinture. De préférence, ils comprennent au moins un polymère choisi dans le groupe constitué des polyesters à
réticulation mélamine, des polyesters à réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogénés de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques. Ces polymères présentent la caractéristique d'être particulièrement flexibles, ce qui favorise la synergie d'action du film de peinture et du revêtement métallique.
Le film de peinture peut être formé par exemple de deux couches de peintures successives, à savoir une couche de primaire et une couche de finition ce qui est généralement le cas pour réaliser le film appliqué en face supérieure de la tôle, ou d'une couche de peinture unique, ce qui est généralement le cas pour réaliser le film appliqué en face inférieure de la tôle. D'autres nombres de couches peuvent être utilisés dans certaines variantes.
Les films de peinture ont typiquement des épaisseurs comprises entre 1 et 200 pm.
Optionnellement, l'interface entre le revêtement métallique et le film de peinture comprend une ou plusieurs caractéristiques à choisir parmi une altération de la couche d'oxyde/hydroxyde d'aluminium présente naturellement à la surface
7 du revêtement métallique, une altération de la couche d'oxyde/hydroxyde de magnésium présente naturellement à la surface du revêtement métallique et une couche de conversion caractérisée par son poids de couche en chrome (en cas de traitement de conversion chromaté) ou par son poids de couche en titane (en cas de traitement de conversion sans chrome).
Pour réaliser la tôle selon l'invention, on peut par exemple procéder comme suit.
L'installation utilisée peut comprendre une seule et même ligne ou par exemple deux lignes différentes pour réaliser respectivement les revêtements métalliques et la mise en peinture. Dans le cas où deux lignes différentes sont utilisées, elles peuvent être situées sur le même site ou sur des sites distincts.
Dans la suite de la description, on considéra à titre d'exemple une variante où
deux lignes distinctes sont utilisées.
Dans une première ligne de réalisation des revêtements métalliques, on utilise un substrat en acier obtenu par exemple par laminage à chaud puis à
froid.
Le substrat est sous forme d'une bande que l'on fait défiler dans un bain pour déposer le revêtement métallique par trempe à chaud.
Le bain est un bain de zinc fondu contenant de 4,4 à 5,6% en poids d'aluminium et de 0,3 à 0,56% en poids de magnésium. Le bain peut également contenir des impuretés inévitables liées au procédé, telles que des impuretés provenant des lingots d'alimentation du bain, et/ou un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue.
L'impureté inévitable la plus courante et résultant du passage du substrat dans le bain est le fer qui peut être présent à une teneur allant jusqu'à 0,8%
en poids, généralement inférieure ou égale à 0,4% et généralement comprise entre 0,1 et 0,4% en poids. Les impuretés inévitables provenant des lingots d'alimentation sont généralement le plomb (Pb), présent à une teneur inférieure à
0,01% en poids, le Cadmium (Cd), présent à une teneur inférieure à 0,005% en poids et l'étain (Sn), présent à une teneur inférieure à 0,001% en poids. Il est à
Pour réaliser la tôle selon l'invention, on peut par exemple procéder comme suit.
L'installation utilisée peut comprendre une seule et même ligne ou par exemple deux lignes différentes pour réaliser respectivement les revêtements métalliques et la mise en peinture. Dans le cas où deux lignes différentes sont utilisées, elles peuvent être situées sur le même site ou sur des sites distincts.
Dans la suite de la description, on considéra à titre d'exemple une variante où
deux lignes distinctes sont utilisées.
Dans une première ligne de réalisation des revêtements métalliques, on utilise un substrat en acier obtenu par exemple par laminage à chaud puis à
froid.
Le substrat est sous forme d'une bande que l'on fait défiler dans un bain pour déposer le revêtement métallique par trempe à chaud.
Le bain est un bain de zinc fondu contenant de 4,4 à 5,6% en poids d'aluminium et de 0,3 à 0,56% en poids de magnésium. Le bain peut également contenir des impuretés inévitables liées au procédé, telles que des impuretés provenant des lingots d'alimentation du bain, et/ou un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue.
L'impureté inévitable la plus courante et résultant du passage du substrat dans le bain est le fer qui peut être présent à une teneur allant jusqu'à 0,8%
en poids, généralement inférieure ou égale à 0,4% et généralement comprise entre 0,1 et 0,4% en poids. Les impuretés inévitables provenant des lingots d'alimentation sont généralement le plomb (Pb), présent à une teneur inférieure à
0,01% en poids, le Cadmium (Cd), présent à une teneur inférieure à 0,005% en poids et l'étain (Sn), présent à une teneur inférieure à 0,001% en poids. Il est à
8 noter ici que le nickel n'est pas une impureté inévitable liée au procédé de galvanisation.
Le bain a une température comprise entre 350 C et 510 C, de préférence entre 370 C et 470 C.
Après dépôt du revêtement métallique, le substrat est par exemple essoré
au moyen de buses projetant un gaz de part et d'autre du substrat, de sorte à
ajuster l'épaisseur des revêtements. De préférence, le gaz d'essorage ne comprend ni particules, ni solutions telles que, par exemple, celles comprenant un phosphate de magnésium et/ou un silicate de magnésium. Ces ajouts au gaz d'essorage modifient la solidification du revêtement métallique et donc sa microstructure, ce qui contribuerait à dégrader le bon comportement en flexibilité
de la tôle prélaquée selon l'invention. En variante, un brossage peut être effectué
pour enlever le revêtement déposé sur une face de sorte qu'une seule des faces de la tôle sera en définitive revêtue par un revêtement.
On laisse ensuite refroidir les revêtements de façon contrôlée pour qu'ils se solidifient. Le refroidissement contrôlé du ou de chaque revêtement est réalisé au moyen d'un caisson de refroidissement ou de tout autre moyen adapté et est assuré à une vitesse de préférence comprise entre 2 C/sec, correspondant approximativement à une convection naturelle, et 35 C/sec entre le début de la solidification (c'est-à-dire lorsque le revêtement atteint une température juste inférieure à celle du liquidus) et la fin de la solidification (c'est-à-dire lorsque le revêtement atteint la température du solidus). Il a été constaté que des vitesses de refroidissement supérieures à 35 C/sec ne permettaient pas d'améliorer davantage les résultats.
De préférence, le refroidissement est assuré à une vitesse supérieure ou égale à 15 C/sec ce qui contribue à affiner la microstructure du revêtement métallique et à ainsi éviter la formation sur le revêtement métallique d'un fleurage visible à l'ceil nu et qui reste apparent après mise en peinture. De façon plus préférentielle, la vitesse de refroidissement est comprise entre 15 et 35 C/sec.
La bande ainsi traitée peut ensuite être soumise à une étape dite de skin-pass qui permet de l'écrouir de sorte à effacer le palier d'élasticité, à
fixer les
Le bain a une température comprise entre 350 C et 510 C, de préférence entre 370 C et 470 C.
Après dépôt du revêtement métallique, le substrat est par exemple essoré
au moyen de buses projetant un gaz de part et d'autre du substrat, de sorte à
ajuster l'épaisseur des revêtements. De préférence, le gaz d'essorage ne comprend ni particules, ni solutions telles que, par exemple, celles comprenant un phosphate de magnésium et/ou un silicate de magnésium. Ces ajouts au gaz d'essorage modifient la solidification du revêtement métallique et donc sa microstructure, ce qui contribuerait à dégrader le bon comportement en flexibilité
de la tôle prélaquée selon l'invention. En variante, un brossage peut être effectué
pour enlever le revêtement déposé sur une face de sorte qu'une seule des faces de la tôle sera en définitive revêtue par un revêtement.
On laisse ensuite refroidir les revêtements de façon contrôlée pour qu'ils se solidifient. Le refroidissement contrôlé du ou de chaque revêtement est réalisé au moyen d'un caisson de refroidissement ou de tout autre moyen adapté et est assuré à une vitesse de préférence comprise entre 2 C/sec, correspondant approximativement à une convection naturelle, et 35 C/sec entre le début de la solidification (c'est-à-dire lorsque le revêtement atteint une température juste inférieure à celle du liquidus) et la fin de la solidification (c'est-à-dire lorsque le revêtement atteint la température du solidus). Il a été constaté que des vitesses de refroidissement supérieures à 35 C/sec ne permettaient pas d'améliorer davantage les résultats.
De préférence, le refroidissement est assuré à une vitesse supérieure ou égale à 15 C/sec ce qui contribue à affiner la microstructure du revêtement métallique et à ainsi éviter la formation sur le revêtement métallique d'un fleurage visible à l'ceil nu et qui reste apparent après mise en peinture. De façon plus préférentielle, la vitesse de refroidissement est comprise entre 15 et 35 C/sec.
La bande ainsi traitée peut ensuite être soumise à une étape dite de skin-pass qui permet de l'écrouir de sorte à effacer le palier d'élasticité, à
fixer les
9 caractéristiques mécaniques et à lui conférer une rugosité adaptée aux opérations d'emboutissage et à la qualité de surface peinte que l'on souhaite obtenir.
La bande peut éventuellement être bobinée avant d'être envoyée vers une ligne de prélaquage.
Les surfaces extérieures des revêtements y sont soumises à une étape de préparation de surface. Une telle préparation comprend au moins une étape choisie parmi un rinçage, un dégraissage et un traitement de conversion.
Le rinçage a pour but d'éliminer les salissures décollées, les éventuels résidus de solutions de conversion, les savons éventuellement formés et de présenter une surface propre et réactive.
Le dégraissage a pour but de nettoyer la surface en enlevant toute trace de salissure organique, de particules métalliques et de poussière de la surface.
Cette étape permet également d'altérer les couches d'oxyde/hydroxyde d'aluminium et d'oxyde/hydroxyde de Magnésium éventuellement présentes à la surface du revêtement métallique, sans toutefois modifier outre mesure la nature chimique de la surface. Une telle altération permet d'améliorer la qualité de l'interface revêtement métallique/film de peinture ce qui améliore la résistance à la corrosion et l'adhérence du film de peinture. De préférence, le dégraissage est réalisé
en milieu alcalin. Plus préférentiellement, le pH de la solution de dégraissage est compris entre 12 et 13.
L'étape de traitement de conversion comprend l'application sur le revêtement métallique d'une solution de conversion qui réagit chimiquement avec la surface et permet ainsi de former sur le revêtement métallique des couches de conversion. Ces couches de conversion augmentent l'adhérence de la peinture et la résistance à la corrosion. De préférence, le traitement de conversion est une solution acide ne contenant pas de chrome. Plus préférentiellement, le traitement de conversion est à base d'acide hexafluorotitanique ou hexafluorozirconique.
Les éventuelles étapes de dégraissage et de traitement de conversion peuvent comprendre d'autres sous-étapes de rinçage, de séchage....
Optionnellement, la préparation de surface peut également comprendre une étape d'altération des couches d'oxyde de magnésium et d'hydroxyde de magnésium formées à la surface du revêtement métallique. Cette altération peut notamment consister en l'application d'une solution acide avant application de la solution de conversion, ou en l'application d'une solution de conversion acidifiée à
pH compris entre 1 et 5 ou encore en l'application d'efforts mécaniques sur la surface.
La mise en peinture est réalisée par dépôt de couches de peinture au moyen, par exemple, de vernisseuses à rouleaux.
Chaque dépôt d'une couche de peinture est généralement suivi d'une cuisson dans un four de sorte à réticuler la peinture et/ou évaporer les éventuels solvants et ainsi obtenir un film sec.
La tôle ainsi obtenue, dite tôle prélaquée, peut à nouveau être bobinée avant d'être découpée, éventuellement mise en forme et assemblée avec d'autres tôles ou d'autres éléments par des utilisateurs.
Afin d'illustrer l'invention, des essais ont été réalisés et vont être décrits à
titre d'exemples non limitatifs.
Synergie d'action du revêtement métallique ZnAlMq selon l'invention et du film de peinture ¨ Diminution de la fissuration La propension à fissurer d'une tôle ZnAlMg, prélaquée ou non, est évaluée de la façon suivante :
- un pli T-bend est réalisé sur une éprouvette d'une tôle conformément à
la norme EN13523-7 d'Avril 2001, - on réalise dans l'épaisseur du pli une coupe transversale à l'axe de pliage, - la section du pli est observée au microscope optique à fort grossissement et on note :
o le nombre de fissures atteignant l'acier sur l'ensemble de la section du pli, o la largeur moyenne de ces fissures (en pm) o la somme des largeurs de ces fissures (en pm) Le cas échéant, on distingue les fissures dans l'épaisseur du revêtement métallique ZnAlMg et les fissures dans l'épaisseur du film de peinture.
Plusieurs tôles ZnAlMg présentant des compositions variables ont été
obtenues par trempe d'un substrat métallique d'épaisseur variable dans un bain de zinc fondu contenant du magnésium et de l'aluminium suivi d'un refroidissement alternativement sous convection naturelle ou à une vitesse de refroidissement de 30 C/sec. Les tôles ZnAlMg ont ensuite été prélaquées selon le protocole suivant :
- dégraissage alcalin, - application du traitement de conversion Granodine0 1455 de la société
Henke10, - application d'une couche de primaire de type polyester/mélamine contenant des pigments anti-corrosion d'épaisseur nominale 5pm (sur film sec), - application d'une couche de finition de type polyester/mélamine d'épaisseur nominale 20pm (sur film sec).
Des plis T-bend 2T et 3T ont ensuite été réalisés tant sur les tôles ZnAlMg nues que sur celles prélaquées puis analysés.
A titre de comparaison, des plis T-bend 2T et 3T ont également été réalisés sur des tôles nues ou prélaquées comprenant d'autres types de revêtements ZnAlMg.
Les tableaux 1 et 2 résument les résultats obtenus, respectivement sur tôles ZnAlMg nues et sur tôles ZnAlMg prélaquées. La comparaison des tableaux 1 et 2 montrent que, de façon très étonnante, les fissures dans l'épaisseur du revêtement ZnAlMg selon l'invention sont significativement moins nombreuses et moins larges quand la tôle est prélaquée. La combinaison d'un revêtement ZnAlMg selon l'invention et d'un film de peinture permet de diviser la somme des largeurs de fissures du revêtement métallique d'un facteur 2,5 à 11 ; seuls les revêtements ZnAlMg selon l'invention présentent cette particularité.
Résistance à la corrosion des tôles ZnAlMg prélaquées La résistance à la corrosion des tôles prélaquées est évaluée par exposition naturelle, conformément aux normes EN13523-19 et EN13523-21, sur un site classé C5-M sur acier conformément à la norme ISO 12944-2.
Les résultats après un an d'exposition naturelle, repris au tableau 3, montrent que les tôles ZnAlMg prélaquées selon l'invention conservent les avantages du revêtement ZnAlMg en terme de résistance à la corrosion.
Somme largeur l'/0 en % en Epaisseur vitesse de Pli des Nombre moyenne Essai poids poids revêtement refroidissement T-largeurs de fissures de fissure Al Mg Qum/face) ( C/sec) bend .. de fissures (Pm) (Pm) 30 25 4,93 123 convection 2T
26 5,22 136 naturelle El 5,0 0,5 10 30 24 4,02 97 convection .. 3T
16 4,25 68 naturelle _ 2T 24 6,42 154 E2 5,1 0,45 13 Non connue 3T 35 3,11 109 , 2T 22 ' 7,55 166 E3 4,6 0,55 14 Non connue 3T 11 7,36 81 , , 2T 19 7,79 148 CE1 5,0 0,6 15 Non connue 3T 14 7,42 104 2T 23 6,91 159 CE2 5,0 0,69 13 Non connue 3T 22 4,13 91 2T 19 8,42 160 CE3 1,0 1,0 16 Non connue 3T 13 6,69 87 2T 18 9,17 165 CE4 1,6 1,6 11 Non connue 3T 14 7,64 107 2T 22 8,14 179 CE5 2,3 2,3 10 Non connue 3T 17 7,29 124 Tableau 1 E = exemple selon l'invention ; CE = contre-exemple 1.) o =.
vi Fissures dans le revêtement Fissures dans la couche de se;
vi métallique après mise en peinture peinture Ne r_ii Somme Somme -4 1..à
Peinture Peinture Nombre Largeur des Largeur des % en % en Epaisseur vitesse de Pli Nombre Epaisseur Epaisseur T de de moyenne largeurs moyenne largeurs Essai poids poids revêtement refroidissement Primaire Finition - de fissure de de fissure de Al Mg (pm/face) ( C/sec) bend fissures fissures (Pm) (Pm) (pm) fissures (pm) fissures (pm) (Pm) _ 30 8 2,46 20 o o o _ convection 2T
2,6 13 o o 0 naturelle El 5,0 0,5 10 5 20 30 9 1,57 14 P
convection 3T
5 2,68 13 0 o o .
naturelle 2T 4 6,73 27 0 o 0 ,- 01 E2 5,1 0,45 13 Non connue 5 20 3T 5 2,60 13 0 0 o .
,-0, 2T 6 4,83 29 0 o o , E3 4,6 0,55 14 Non connue 5 15 .i, 3T 4 7,5 30 0 o o , 2T 17 6,88 117 5 25,2 126 CE1 5,0 0,6 15 Non connue 9 18 3T 11 5,00 55 0 o o - 2T 18 6,10 110 8 19,6 157 CE2 5,0 0,69 13 Non connue 6 15 3T 13 4,00 52 2 26 52 2T 14 9,93 139 9 25,33 228 CE3 1,0 1,0 16 Non connue 9 13 3T 7 5,71 40 6 18,33 110 " - 2T 16 8,56 137 0 0 0 sid CE4 1,6 1,6 11 Non connue 5 20 3T 11 6,73 74 0 0 0 n ,-i 2T 21 8,57 180 16 14,75 236 5 CE5 2,3 2,3 10 Non connue 7 13 3T 14 7,86 110 11 12,09 133 Ne o s-4s.
Tableau 2 I., E = exemple selon l'invention ; CE = contre-exemple uh % en % en Epaisseur Délamination sur Essai poids poids revêtement tranche (mm) Al Mg (pm/face) El 5,0 0,5 10 0,9 CE3 1,0 1,00 16 1,1 CE4 1,6 1,60 11 1 CE6 3,7 3,0 10 1 Tableau 3 E = exemple selon l'invention ; CE = contre-exemple
La bande peut éventuellement être bobinée avant d'être envoyée vers une ligne de prélaquage.
Les surfaces extérieures des revêtements y sont soumises à une étape de préparation de surface. Une telle préparation comprend au moins une étape choisie parmi un rinçage, un dégraissage et un traitement de conversion.
Le rinçage a pour but d'éliminer les salissures décollées, les éventuels résidus de solutions de conversion, les savons éventuellement formés et de présenter une surface propre et réactive.
Le dégraissage a pour but de nettoyer la surface en enlevant toute trace de salissure organique, de particules métalliques et de poussière de la surface.
Cette étape permet également d'altérer les couches d'oxyde/hydroxyde d'aluminium et d'oxyde/hydroxyde de Magnésium éventuellement présentes à la surface du revêtement métallique, sans toutefois modifier outre mesure la nature chimique de la surface. Une telle altération permet d'améliorer la qualité de l'interface revêtement métallique/film de peinture ce qui améliore la résistance à la corrosion et l'adhérence du film de peinture. De préférence, le dégraissage est réalisé
en milieu alcalin. Plus préférentiellement, le pH de la solution de dégraissage est compris entre 12 et 13.
L'étape de traitement de conversion comprend l'application sur le revêtement métallique d'une solution de conversion qui réagit chimiquement avec la surface et permet ainsi de former sur le revêtement métallique des couches de conversion. Ces couches de conversion augmentent l'adhérence de la peinture et la résistance à la corrosion. De préférence, le traitement de conversion est une solution acide ne contenant pas de chrome. Plus préférentiellement, le traitement de conversion est à base d'acide hexafluorotitanique ou hexafluorozirconique.
Les éventuelles étapes de dégraissage et de traitement de conversion peuvent comprendre d'autres sous-étapes de rinçage, de séchage....
Optionnellement, la préparation de surface peut également comprendre une étape d'altération des couches d'oxyde de magnésium et d'hydroxyde de magnésium formées à la surface du revêtement métallique. Cette altération peut notamment consister en l'application d'une solution acide avant application de la solution de conversion, ou en l'application d'une solution de conversion acidifiée à
pH compris entre 1 et 5 ou encore en l'application d'efforts mécaniques sur la surface.
La mise en peinture est réalisée par dépôt de couches de peinture au moyen, par exemple, de vernisseuses à rouleaux.
Chaque dépôt d'une couche de peinture est généralement suivi d'une cuisson dans un four de sorte à réticuler la peinture et/ou évaporer les éventuels solvants et ainsi obtenir un film sec.
La tôle ainsi obtenue, dite tôle prélaquée, peut à nouveau être bobinée avant d'être découpée, éventuellement mise en forme et assemblée avec d'autres tôles ou d'autres éléments par des utilisateurs.
Afin d'illustrer l'invention, des essais ont été réalisés et vont être décrits à
titre d'exemples non limitatifs.
Synergie d'action du revêtement métallique ZnAlMq selon l'invention et du film de peinture ¨ Diminution de la fissuration La propension à fissurer d'une tôle ZnAlMg, prélaquée ou non, est évaluée de la façon suivante :
- un pli T-bend est réalisé sur une éprouvette d'une tôle conformément à
la norme EN13523-7 d'Avril 2001, - on réalise dans l'épaisseur du pli une coupe transversale à l'axe de pliage, - la section du pli est observée au microscope optique à fort grossissement et on note :
o le nombre de fissures atteignant l'acier sur l'ensemble de la section du pli, o la largeur moyenne de ces fissures (en pm) o la somme des largeurs de ces fissures (en pm) Le cas échéant, on distingue les fissures dans l'épaisseur du revêtement métallique ZnAlMg et les fissures dans l'épaisseur du film de peinture.
Plusieurs tôles ZnAlMg présentant des compositions variables ont été
obtenues par trempe d'un substrat métallique d'épaisseur variable dans un bain de zinc fondu contenant du magnésium et de l'aluminium suivi d'un refroidissement alternativement sous convection naturelle ou à une vitesse de refroidissement de 30 C/sec. Les tôles ZnAlMg ont ensuite été prélaquées selon le protocole suivant :
- dégraissage alcalin, - application du traitement de conversion Granodine0 1455 de la société
Henke10, - application d'une couche de primaire de type polyester/mélamine contenant des pigments anti-corrosion d'épaisseur nominale 5pm (sur film sec), - application d'une couche de finition de type polyester/mélamine d'épaisseur nominale 20pm (sur film sec).
Des plis T-bend 2T et 3T ont ensuite été réalisés tant sur les tôles ZnAlMg nues que sur celles prélaquées puis analysés.
A titre de comparaison, des plis T-bend 2T et 3T ont également été réalisés sur des tôles nues ou prélaquées comprenant d'autres types de revêtements ZnAlMg.
Les tableaux 1 et 2 résument les résultats obtenus, respectivement sur tôles ZnAlMg nues et sur tôles ZnAlMg prélaquées. La comparaison des tableaux 1 et 2 montrent que, de façon très étonnante, les fissures dans l'épaisseur du revêtement ZnAlMg selon l'invention sont significativement moins nombreuses et moins larges quand la tôle est prélaquée. La combinaison d'un revêtement ZnAlMg selon l'invention et d'un film de peinture permet de diviser la somme des largeurs de fissures du revêtement métallique d'un facteur 2,5 à 11 ; seuls les revêtements ZnAlMg selon l'invention présentent cette particularité.
Résistance à la corrosion des tôles ZnAlMg prélaquées La résistance à la corrosion des tôles prélaquées est évaluée par exposition naturelle, conformément aux normes EN13523-19 et EN13523-21, sur un site classé C5-M sur acier conformément à la norme ISO 12944-2.
Les résultats après un an d'exposition naturelle, repris au tableau 3, montrent que les tôles ZnAlMg prélaquées selon l'invention conservent les avantages du revêtement ZnAlMg en terme de résistance à la corrosion.
Somme largeur l'/0 en % en Epaisseur vitesse de Pli des Nombre moyenne Essai poids poids revêtement refroidissement T-largeurs de fissures de fissure Al Mg Qum/face) ( C/sec) bend .. de fissures (Pm) (Pm) 30 25 4,93 123 convection 2T
26 5,22 136 naturelle El 5,0 0,5 10 30 24 4,02 97 convection .. 3T
16 4,25 68 naturelle _ 2T 24 6,42 154 E2 5,1 0,45 13 Non connue 3T 35 3,11 109 , 2T 22 ' 7,55 166 E3 4,6 0,55 14 Non connue 3T 11 7,36 81 , , 2T 19 7,79 148 CE1 5,0 0,6 15 Non connue 3T 14 7,42 104 2T 23 6,91 159 CE2 5,0 0,69 13 Non connue 3T 22 4,13 91 2T 19 8,42 160 CE3 1,0 1,0 16 Non connue 3T 13 6,69 87 2T 18 9,17 165 CE4 1,6 1,6 11 Non connue 3T 14 7,64 107 2T 22 8,14 179 CE5 2,3 2,3 10 Non connue 3T 17 7,29 124 Tableau 1 E = exemple selon l'invention ; CE = contre-exemple 1.) o =.
vi Fissures dans le revêtement Fissures dans la couche de se;
vi métallique après mise en peinture peinture Ne r_ii Somme Somme -4 1..à
Peinture Peinture Nombre Largeur des Largeur des % en % en Epaisseur vitesse de Pli Nombre Epaisseur Epaisseur T de de moyenne largeurs moyenne largeurs Essai poids poids revêtement refroidissement Primaire Finition - de fissure de de fissure de Al Mg (pm/face) ( C/sec) bend fissures fissures (Pm) (Pm) (pm) fissures (pm) fissures (pm) (Pm) _ 30 8 2,46 20 o o o _ convection 2T
2,6 13 o o 0 naturelle El 5,0 0,5 10 5 20 30 9 1,57 14 P
convection 3T
5 2,68 13 0 o o .
naturelle 2T 4 6,73 27 0 o 0 ,- 01 E2 5,1 0,45 13 Non connue 5 20 3T 5 2,60 13 0 0 o .
,-0, 2T 6 4,83 29 0 o o , E3 4,6 0,55 14 Non connue 5 15 .i, 3T 4 7,5 30 0 o o , 2T 17 6,88 117 5 25,2 126 CE1 5,0 0,6 15 Non connue 9 18 3T 11 5,00 55 0 o o - 2T 18 6,10 110 8 19,6 157 CE2 5,0 0,69 13 Non connue 6 15 3T 13 4,00 52 2 26 52 2T 14 9,93 139 9 25,33 228 CE3 1,0 1,0 16 Non connue 9 13 3T 7 5,71 40 6 18,33 110 " - 2T 16 8,56 137 0 0 0 sid CE4 1,6 1,6 11 Non connue 5 20 3T 11 6,73 74 0 0 0 n ,-i 2T 21 8,57 180 16 14,75 236 5 CE5 2,3 2,3 10 Non connue 7 13 3T 14 7,86 110 11 12,09 133 Ne o s-4s.
Tableau 2 I., E = exemple selon l'invention ; CE = contre-exemple uh % en % en Epaisseur Délamination sur Essai poids poids revêtement tranche (mm) Al Mg (pm/face) El 5,0 0,5 10 0,9 CE3 1,0 1,00 16 1,1 CE4 1,6 1,60 11 1 CE6 3,7 3,0 10 1 Tableau 3 E = exemple selon l'invention ; CE = contre-exemple
Claims (19)
1) Procédé de réalisation d'une tôle prélaquée comprenant au moins les étapes de :
- Fourniture d'un substrat en acier, - Dépôt d'un revêtement métallique sur au moins une face par trempe du substrat dans un bain constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à 0,56% en poids de magnésium, le reste du bain étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue;
- Solidification du revêtement métallique;
- Préparation de surface du revêtement métallique;
- Mise en peinture du revêtement métallique.
- Fourniture d'un substrat en acier, - Dépôt d'un revêtement métallique sur au moins une face par trempe du substrat dans un bain constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à 0,56% en poids de magnésium, le reste du bain étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à 0,3%, la présence de nickel étant exclue;
- Solidification du revêtement métallique;
- Préparation de surface du revêtement métallique;
- Mise en peinture du revêtement métallique.
2) Procédé de réalisation selon la revendication 2 pour lequel le bain comprend de 4,75% à 5,25% en poids d'aluminium.
3) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 pour lequel le bain comprend de 0,44% à
0,56% en poids de magnésium.
0,56% en poids de magnésium.
4) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 pour lequel le bain ne comprend aucun élément additionnel.
5) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour lequel le bain est à une température comprise entre 370°C et 470°C.
6) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour lequel la solidification du revêtement métallique est effectuée à une vitesse de refroidissement du revêtement métallique entre le début de la solidification et la fin de la solidification supérieure ou égale 15°C/s.
7) Procédé de réalisation selon la revendication 6 pour lequel la vitesse de refroidissement est comprise entre 15 et 35°C/s.
8) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour lequel la préparation de surface comprend une étape choisie parmi un rinçage, un dégraissage et un traitement de conversion.
9) Procédé de réalisation selon la revendication 8 pour lequel le dégraissage est effectué à un pH compris entre 12 et 13.
10) Procédé de réalisation selon la revendication 8 pour lequel le traitement de conversion est à base d'acide hexafluorotitanique.
11) Procédé de réalisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 pour lequel la mise en peinture du revêtement métallique est réalisée au moyen d'une peinture comprenant au moins un polymère choisi dans le groupe constitué des polyesters à réticulation mélamine, des polyesters à réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérivés halogènes de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques.
12) Tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique constitué de 4,4% à 5,6% en poids d'aluminium et 0,3% à
0,56% en poids de magnésium, le reste du revêtement métallique étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à
0,3%, la présence de nickel dans le revêtement métallique étant exclue, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture.
0,56% en poids de magnésium, le reste du revêtement métallique étant exclusivement du zinc, des impuretés inévitables liées au procédé et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels choisis dans le groupe constitué de Si, Ti, Ca, Mn, La, Ce et Bi, la teneur en poids de chaque élément additionnel dans le revêtement métallique étant inférieure à
0,3%, la présence de nickel dans le revêtement métallique étant exclue, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture.
13) Tôle selon la revendication 12 pour laquelle le revêtement métallique comprend de 4,75% à 5,25% en poids d'aluminium.
14) Tôle selon les revendications 12 ou 13 pour laquelle le revêtement métallique comprend de 0,44% à 0,56% en poids de magnésium.
15) Tôle selon l'une quelconque des revendications 12 à 14 pour laquelle le revêtement métallique ne comprend aucun élément additionnel.
16) Tôle selon l'une quelconque des revendications 12 à 15 pour laquelle le film de peinture comprend au moins un polymère choisi dans le groupe constitué des polyesters à réticulation mélamine, des polyesters à réticulation isocyanate, des polyuréthanes et des dérives halogènes de polymères vinyliques, à l'exclusion des peintures cataphorétiques.
17. Tôle selon l'une quelconque des revendications 12 à 16 comprenant une couche de conversion comprenant du Titane à
l'interface entre le revêtement métallique et le film de peinture.
l'interface entre le revêtement métallique et le film de peinture.
18. Tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture, une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 2T sur la tôle prélaquée étant au moins 5.7 fois inférieure à une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 2T sur une tôle non-prélaquée.
19. Tôle prélaquée comprenant un substrat en acier dont au moins une face est revêtue par un revêtement métallique, le revêtement métallique étant recouvert d'au moins un film de peinture, une somme des largeurs de fissure mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 3T sur la tôle prélaquée étant au moins 2.5 fois inférieure à une somme des largeurs de fissures mesurée dans le revêtement métallique lors d'un test de plis T-bend 3T sur une tôle non-prélaquée.
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|---|---|---|---|
| PCT/IB2013/002239 WO2015052546A1 (fr) | 2013-10-09 | 2013-10-09 | Tôle à revêtement znaimg à flexibilité améliorée et procédé de réalisation correspondant |
| IBPCT/IB2013/002239 | 2013-10-09 | ||
| PCT/IB2014/002059 WO2015052572A1 (fr) | 2013-10-09 | 2014-10-09 | Tôle à revêtement znaimg à flexibilité améliorée et procédé de réalisation correspondant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2926564A1 CA2926564A1 (fr) | 2015-04-16 |
| CA2926564C true CA2926564C (fr) | 2018-11-27 |
Family
ID=49780095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA2926564A Active CA2926564C (fr) | 2013-10-09 | 2014-10-09 | Tole a revetement znalmg a flexibilite amelioree et procede de realisation correspondant |
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| EP (1) | EP4373989A1 (fr) |
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