FR2650601A1 - Feuille d'acier plaquee au nickel, faconnable, resistante aux rayures et a la corrosion, et procede pour sa production - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de placage d'une feuille ou d'un ruban d'acier. Il consiste à appliquer un placage de nickel aux deux côtés de la feuille ou du ruban, puis à appliquer un placage d'alliage de nickel-phosphore sur au moins un côté de ladite couche de placage et à soumettre ensuite l'article plaqué à un traitement thermique dans des conditions suffisantes pour former une couche d'alliage de nickel-fer ferreux et obtenir un effet de durcissement de ladite couche de placage d'alliage nickel-phosphore. Application : procédé perfectionné de production d'une feuille ou d'un ruban d'acier plaqué au nickel, résistant aux rayures et à la corrosion.
Description
La présente invention a pour.objet un procédé de production d'une feuille
et d'un ruban d'acier plaqué au nickel présentant une résistance aux rayures, ainsi qu'une
résistance à la corrosion et une aptitude au façonnage.
Une feuille et un ruban d'acier plaqué au nickel électrolytique ont été utilisés en remplacement d'un dépôt électrolytique au tonneau, dépôt électrolytique au tonneau qui présente l'inconvénient d'une productivité médiocre et d'une mauvaise uniformité de l'épaisseur du revêtement. Cependant, lorsqu'une. feuille et.un.-ruban d'acier plaqué au nickel sont simplement-soumis.à un dépôt électrolytique, la couche obtenue par dépôt électrolytique a tendance à-se détacher ou s'écailler en raison de la
mauvaise adhésion du revêtement. Afin de résoudre c±
problème, l'adhésion du revêtement a été assurée en effectuant un traitement thermique. apres un placage de nickel permettant la formation d'une couche d'alliage de nickel-fer ferreux entre de l'acier de base et une couche de placage (par exemple, demande de brevet japonais mise -à
l'Inspection Publique N 61-235594). En outre, un traite-
ment thermique possède un effet sur la résistance à la corrosion, en particulier dans des pièces formées par un fort étirage ou emboutissage. La raison est la suivante: la surface d'un élément en acier tel qu'il est obtenu simplement par placage est. remarquablement dure et relativement fragile, de sorte qu'elle peut présenter
aisément une fissuration au cours d'un procédé. de façon-
nage. D'autre part, lorsque cet acier est soumis à un traitement thermique après un placage de nickel, la couche superficielle de placage est adoucie à un degré tel qu'elle devient ductile en raison de la libération des, contraintes emmagasinées dans le dép6t électrolytique et de la recristallisation du nickel proprement dit du dépôt électrolytique. Cette ductilitê améliorée permet à un acier plaqué de supporter une déformation dans un procédé de façonnage. Une couche d'alliage de nickel- fer ferreux a elle-même également pour rôle de réduire un gradient potentiel lorsqu'un alvéole localisé est formé entre un acier de base et une couche de nickel appliquée à cet acier de base, de la manière précitée. Il est considéré que cela contribue à améliorer la résistance à la corrosion. Malheureusement, en résultat de l'adoucissement, une surface plaquée est inévitablement susceptible d'être endommagée au cours du transport ou au
cours d'un procédé de façonnage. Non seulement la résis-
tance aux rayures mais également la résistance à la
corrosion diminuent réciproquement sur cette pièce endom-
magee. Par exemple, lorsqu'un acier de base est mis en contact avec une surface fortement rayée d'un boitier de pile sèche, cela fait naître le danger d'une perforation par corrosion et d'une fuite de l'électrolyte, provoquant
ainsi une rupture des circuits électroniques périphériques.
Le procédé conforme à la présente invention consiste à soumettre tout d'abord une feuille et un ruban d'acier à un placage de nickel avec un poids de revêtement de 5 à 45 g/m2 de chaque côté de ladite feuille ou dudit ruban et ultérieurement à un placage avec un alliage nickelphosphore à un poids de revêtement de 1 à 18 g/m2, en poids de nickel, et une teneur en phosphore de 3 à 15% en poids sur au moins un côté, puis à effectuer un traitement thermique à une température de 450 à 800 C pendant un temps de 0,2 à 900 minutes. La présente
invention est expliquée en détail ci-dessous.
Acier de base Un acier au carbone laminé à froid, en particulier un acier obtenu par coulée continue, calmé à l'aluminium, à basse teneur en carbone, est de préférence utilisé comme acier de base de la présente invention. En outre, un acier à teneur extra-basse en carbone, ayant une teneur en carbone inférieure à 0,003% en poids, ou soumis en outre à une addition de titane ou de niobium servant d'agent empêchant l'altération par vieillissement, peut être utilisé lorsque cela est requis pouraméliorer les propriétés mécaniques de l'acier au moyen d'un procédé de recuit continu, plutôt que d'un recuit discontinu. En outre, un acier au chrome, ayant une teneur en chrome de 3 à 7% en poids, ou un acier inoxydable peut également être
utilisé dans la présente invention.
Placage de nickel -
N'importe quel bain qui a été: élaboré pour le placage de nickel, par exemple le bain de Watts, le bain au sulfamate, le bain au fluorure de bore, le bain au chlorure et d'autres bains, peut être utilisé pour la présente invention. En ce qui concerne le pré-traitement du placage de nickel, les détails sont bien connus; cela signifie
qu'un acier est dégraissé chimiquement ou électrolytique-
ment par une substance alcaline ou un solvant organique, puis est décapé chimiquement ou électrolytiquement par l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique ou l'acide
nitrique.
Dans le cas d'un placage de nickel sur un acier inoxydable ou un acier au chrome, le dépôt-amorce de nickel de Wood bien connu ou le dépôt-amorce de sulfamate de nickel est effectué pour garantir une adhésion adéquate du
revêtement, avant la mise en oeuvre du placage de nickel.
Le placage de nickel en utilisant le bain de Watt bien connu est habituellement effectué à une densité de courant d'environ 3 à 80 A/dm2 dans un bain à. une température de 40 à 60 C et dans une plage de pH préférée de 3,5 à 5,5. Dans ce cas, il n'est pas. souhaitable d'ajouter un agent de brillantage contenant du soufre, par exemple un naphtalènesulfonate, car le soufre rend une couche de placage fragile lors. du chauffage. Les agents de brillantage ne contenant pas de soufre, tels que le butynediol, la coumarine et l'hydrure cyanique d'éthylène,
sont préférés dans la présente invention.
En ce qui concerne le poids de revêtement du placage de nickel, il doit être compris dans l'intervalle de 5 à 45 g/m2 de chaque côté d'une feuille ou d'un ruban d'acier, de préférence dans l'intervalle de 18 à 36 g/m2. Une couche de placage de nickel ayant une épaisseur de revêtement inférieure à 5 g/m2 n'offre pas l'amélioration désirée de résistance à la corrosion. D'autre part, le poids de revêtement maximal-de 45 g/m2 dans la présente invention est déterminé par la rentabilité en prenant en considération l'effet sur la résistance à la corrosion en
fonction du coût.
Placage d'alliage nickel-phosphore Un placage d'alliage nickel-phosphore peut être effectué directement après rinçage d'une feuille ou d'un ruban d'acier plaqué au nickel, bien qu'un pré-traitement de dégraissage, de rinçage et de décapage soit nécessaire si la feuille ou le ruban est séché et maintenu à l'air libre pendant un temps relativement long. Un procédé de placage autocatalytique ou électrolytique peut être mis en oeuvre dans la présente invention. Un procédé de placage autocatalytique a été largement adopté, par exemple, pour la production de disques magnétiques, tandis qu'un placage électrolytique présente les avantages de permettre un placage en continu sous forme de rubans à une vitesse relativement élevée. En ce qui concerne le placage autocatalytique, un bain contenant un hypophosphite servant d'agent réducteur a été utilisé habituellement. Comme exemple classique, on peut citer un bain comprenant 20 à 50 g/l de sulfate de nickel,.15 à 40 g/l de chlorure de nickel, 20 a 50 g/l d'hypophosphite de sodium, auxquels sont ajoutés des composés organiques choisis entre l'acétate de sodium et l'acide succinique, l'acide citrique, l'acide malique et leurs sels. Le placage est effectué à une température relativement élevée comprise dans l'intervalle de 80 à 95 C et dans une plage de pH
d'approximativement 4,3 à 5,5.
Un poids de revêtement de placage de nickel-
phosphore doit être compris dans l'intervalle de 1 à 18 g/m2 de nickel sur au moins. l'un ou l'autre côté du ruban ou de la feuille, et de preférence dans l'intervalle de 3 à 10 g/mz afin de garantir une amélioration optimale de la résistance aux rayures. La teneur en phosphore du placage doit être comprise dans l'intervalle de 3-à.15% en poids et, de préférence, dans l'intervalle de 5 à I2% en poids. Une couche ayant une épaisseur de revêtement inférieure à 1 g/m' n'offre pas l'amélioration désirée de résistance aux rayures. D'autre part, une couche ayant un poir de revêtement supérieur à 18 g/m2 tend à altérer l'aptitude au façonnage en raison d'une trempe excessive par le traitement thermique. De même, une teneur en phosphore inférieure- à 3% n'est pas suffisante.pour effectuer un durcissement par précipitation par traitement thermique et un placage en uhe teneur supérieure à 15% ne
peut être traitée de manière stable. --
Un placage autocatalytique de nickel-phosphore nécessite un temps plus long, pour parvenir à une épaisseur désirée de revêtement, que celui d'un procédé de placage électrolytique. Un procédé de placage autocatalytique est ainsi difficile. à mettre en oeuvre de manière continue, de sorte qu'une feuille découpée est immergée dans ledit bain pendant un temps d'approximativement 40 secondes à 25 minutes suivant l'épaisseur requise du revêtement. Un procédé de placage électrolytique présente 13avantage de pouvoir effectuer un placage en un temps plus court que celui d'un procédé de placage autocatalytique. En ce qui concerne le bain de placage, le bain est constitué de sulfate de nickel, de chlorure de nickel ou de sulfamate de nickel, auquel est-ajouté de l'acide hypophosphoreux, de
l'acide phosphoreux, de l'acide phosphorique, un hypophos-
- 6 phite, un phosphite ou un phosphate. Un bain classique est constitué fondamentalement de sulfate de nickel et de chlorure de nickel; par exemple, 100 à 350 g/l de sulfate de nickel et 10 à 50 g/l de chlorure de nickel, auxquels sont ajoutés 5 à 40 g/l d'acide phosphoreux ou, en outre, 5 à 100 g/l d'acide phosphorique. Un placage est soumis à un traitement cathodique à une densité de courant de 3 à 15 A/dm2, une température de bain de 50 à 70C et un pH compris approximativement dans l'intervalle de 0,5 & 1,5. A titre d'exemple d'un bain au sulfamate, la demande de brevet japonais publiée sous le N 58-48038 est connue dans la pratique; bain constitué de 200 à 800 g/l de sulfate de nickel, 5 à 20 g/l de chlorure de nickel et 30 à 60 g/l d'acide borique, auxquels sont ajoutés 0,05 à 20 g/i d'hypophosphite de sodium ou 0,05 à 20 g/l de phosphite de sodium servant d'agent fournissant du phosphore. Un placage est effectué dans le bain à une densité de courant cathodique de 10 a 100 A/dm2, une température de 50 à 70 C
et une plage approximative de pH de 5 à 55.
Un poids de revêtement du placage électrolyti-
que de nickel-phosphore doit être compris dans l'inter-
valle précité pour le procédé de placage autocatalytique.
Un procédé identique à celui indiqué dans le placage
autocatalytique peut être mis en oeuvre pour le pré-
traitement.
Placage d'un côté ou des deux côtés Un placage de nickel est effectué sur les deux côtés d'une feuille ou d'un ruban d'acier mais un placage de nickel-phosphore est effectué sur un côté ou les deux côtés, suivant son utilisation. Par exemple, pour un boîtier de pile sèche d'une batterie alcaline au manganèse ou d'une batterie nickel-cadmium, seule la face interne du boitier est plaquée au nickel et la face externe est plaquée au nickel-phosphore sur une couche de placage de nickel afin de réduire au minimum les rayures au cours du traitement. Cependant, un placage au, nickel-phosphore et un placage au nickel sont effectués tous deux sur les deux côtés pour une utilisation stationnaire (telle que dans le cas de bornes de connexion) et une utilisation dans des articles métalliques de table..... Traitement thermique Un traitement thermique est effectué après un placage d'alliage nickel-phosphore sur une couche de placage de nickel. Un objectif du traitement thermique consiste à produire une couche de revêtement ductile, non poreuse et adhésive du fait de la formation d'une couche d'alliage de nickel-fer ferreux entre un acier de base et une couche de placage de nickel. Un autre objectif consiste à produire un effet de trempe superficielle du placage de nickel-phosphore par précipitation de Ni3P. La résistance aux rayures ainsi -que la résistance à la corrosion sont
ainsi remarquablement améliorées par le -traitement thermi-
que. Un traitement thermique est effectué dans une atmosphere de gaz non oxydant à une température de 450 à
800 C pendant un temps de pénétration de 0,2 à 900 minutes.
Pour une feuille découpée, un traitement thermique est de préférence effectué dans une caisse, en effectuant un recuit à une température de 450 à 650 C pendant 60 à 900 minutes. Un traitement thermique d'un ruban d'acier peut être effectué également par un procédé de recuit continu, dans lequel un ruban d'acier est chauffé à une température de 600 à 800'C pendant un temps de pénétration de 0,2 à 5 minutes. Différents gaz de transformation de gaz endothermiques ou exothermiques sont utilisés comme gaz non oxydants. Outre ces gaz, de l'hydrogène ou des gaz inertes tels que l'hélium, le néon, l'argon peuvent être également
utilisés, ainsi qu'une mise sous vide.
Une couche d'alliage de nickel-fer ferreux est formée par une réaction de diffusion métallurgique au cours du traitement thermique. L'épaisseur ultérieure de l'alliage varie suivant la température et le temps du traitement thermique. Elle doit être comprise dans l'intervalle de 0,2 à 10 micromètres. Une épaisseur inférieure à 0,2 micromètre n'offre pas l'amélioration désirée de liaison adhésive de la couche de placage de
nickel à l'acier de base, tandis qu'une épaisseur supé-
rieure à 10 micromètres tend à altérer la résistance à la corrosion. La raison en est que la diffusion excessive du fer ferreux dans la couche de placage de nickel a pour résultat une apparition beaucoup plus rapide de rouille rouge. Afin d'obtenir une épaisseur de la couche d'alliage comprise dans l'intervalle de 0,2 à 10 micromètres, il est essentiel au'une feuille et un ruban d'acier soient soumis à un traitement thermique à une température de 450' à 800 C pendant un temps de pénétration de 0,2 à 900 minutes, de la manière précitée. Dans le cas d'un traitement thermique effectué à une température inférieure à 450 C, l'épaisseur désirée d'une couche d'alliage nickel-fer ferreux ne peut
être obtenue même si le temps de chauffage est prolongé au-
delà de 900 minutes, tandis qu'une température excédant 800 C tend à rendre plus grossière la structure des grains d'un acier de base, ce qui provoque l'altération des propriétés mécaniques de cet acier. Dans le cas d'un
traitement thermique effectué pendant un temps de pénétra-
tion inférieur à 0,2 minute, l'épaisseur désirée ne peut être obtenue même si la température est portée & plus de 800 C. Les procédés précités de placage de nickel et de traitement thermique permettant de parvenir à l'objectif de la présente invention ont été décrits ci-dessus. En outre, afin de parvenir à l'état de surface requis et d'améliorer les propriétés mécaniques telles que la résistance à la rupture ou la tension d'étirage, un ruban d'acier peut être soumis à un dressage par laminage à froid à un allongement
d'approximativement 0,5 à 5% après le traitement thermique.
Conformément. à la présente invention, une feuille et un ruban plaqués au nickel présentant une résistance améliorée aux rayures peuvent être produits par
traitement thermique après placagage d'un alliage nickel-
phosphore sur un placage de nickel. Le traitement thermique permet la formation sur une couche de placage de nickel d'une couche d'alliage nickel-fer ferreux ayant une épaisseur de 0,2 à 10 micromètres dans les conditions produites dans la- présente invention. En outre, la formation d'une couche d'alliage nickel-fer ferreux possède un effet sur l'amélioration de l'adhésion entre un acier de base et une couche de placage de nickel, ce qui améliore davantage l'aptitude au façonnage en raison d'une ductilité
accrue. - -
L'épaisseur d'une couche d'alliage nickel-fer ferreux varie suivant l'épaisseur de la couche de placage de nickel et des conditions du traitement thermique. Par exemple, dans les cas o une feuille ou un ruban d'acier ayant un placage de nickel de 2 micromètres d'épaisseur est soumis à un traitement thermique à une température de 450'C pendant 60 minutes, l'épaisseur d'un alliage nickel-fer ferreux atteint 0,2 micromètre et la couche initiale du placage de nickel se transforme en une couche double consistant en une couche d'alliage de nickel-fer ferreux et une couche de nickel adoucie recristallisée. D'autre part, lorsqu'il est soumis à un traitement thermique à 750 C pendant 360 minutes, l'épaisseur atteint approximativement 6 micromètres et la couche initiale de placage de nickel se transforme en une couche -constituée en totalité d'un alliage nickel-fer ferreux. Dans l'un ou l'autre cas, la résistance à la corrosion et l'aptitude au façonnage peuvent être considérablement améliorées. Cependant, une couche de placage de nickel s'adoucit car le nickel recristallise au cours du traitement thermique. Il en résulte une altération considérable de la résistance aux rayures, Dans certains cas, non seulement l'aspect de la surface se détériore, mais également la résistance à la corrosion, qui est loin d'être améliorée. En fait, il a été trouvé que la dureté de surface se révèle correspondre à un indice de dureté Vickers compris dans l'intervalle de 155 à sur la surface d'une feuille plaquée au nickel recristallisé, par rapport a un indice de 285 à 300 sur une surface telle qu'elle était obtenue par placage. Ainsi, la surface d'une couche de placage de nickel est susceptible
d'être rayée après un traitement thermique.
Pour éviter ces inconvénients, la présente invention propose un procédé permettant d'effectuer un placage d'alliage nickel-phosphore sur une couche de placage de nickel, puis un traitement thermique formé conjointement à un alliage de nickel-fer ferreux sur un
acier de base et une couche durcie d'alliage nickel-
phosphore. Outre un procédé de placage nickel-phosphore, il existe plusieurs types de techniques concernant la trempe superficielle, telles que la cémentation en milieu gazeux, la trempe par nitruration, un placage d'alliage nickel-bore
et un placage composite contenant des carbures de bore.
Mais il est considéré que ces procédés sont irréalisables
en raison de leur complexité et de leur coût.
Les avantages de la présente invention sont résumés de la manière suivante: 1. Un placage d'alliage nickel-phosphore est fortement durci par un traitement thermique permettant la formation conjointe d'une couche d'alliage nickel-fer ferreux entre un acier de
base et une couche. de placage de nickel.
2. Le phosphore présent dans la couche de placage d'alliage de nickelphosphore ne diffuse pas dans la couche de placage de nickel, et le fer ferreux dans un acier de base ne diffuse pas également jusqu'à la couche de placage de nickel-phosphore dans les conditions de
traitement -thermique de la présente invention.
Cela présente l'avantage de parvenir en même temps aux différents objectifs d'amélioration en un seul traitement thermique.- La présente invention est expliquée à présent
en détail par référence aux exemples ci-dessous représen-
tant des formes de réalisation préférées (exemples 1 à 7) et aux exemples comparatifs (exemples 8 à 12). Ces exemples sont proposés seulement à des fins d'illustration et ne' sont pas destinés à limiter la présente invention aux exemples particuliers. D'autres exemples apparaîtront à
l'homme de l'art.
Exemple 1 -
Un placage de nickel- a -été effectué après dégraissage électrolytique alcalin, décapage. par l'acide sulfurique sur un ruban d'acier recuit, à basse teneur. en carbone, calmé à l'aluminium, ayant une épaisseur de
0,25 mm.
Composition du bain sulfate de nickel 350 g/l chlorure de nickel 45 g/l acide borique 30 g/l laurylsulfate de sodium 0,5 g/l Temperature du bain: 50 C pH 4,2 Densité de courant 10 A/dm2 Poids de revêtement de nickel 8,0 g/m2 Après le placage de nickel précité, un placage électrolytique d'alliage nickel-phosphore a été effectué dans les conditions suivantes: Composition du bain: sulfate de nickel.. 150 g/l chlorure de nickel 80 g/l acide phosphoreux 40 g/l acide phosphorique 50 g/l Température du. bain 70 C pH 0,6 Densité de courant 3 A/dm2 Le poids de revêtement du placage d'alliage était égal à 1,4 g/m2 en poids de nickel, et la teneur en phosphore était égale à 15% en poids. Le ruban d'acier a été rincé à l'eau et séché après le placage d'alliage. Le placage d'alliage a été effectué d'un côté. Ce placage était le même pour les autres formes de réalisation
appréciées et les exemples comparatifs.
Puis un traitement thermique à une température de 520'C pendant un temps de pénétration de 360 minutes a été effectué- dans l'atmosphère gazeuse contenant 6% d'hydrogène et 94% d'azote, avec un point de rosée inférieur à 10 C, et a été suivi par un dressage par
laminage à froid à un allongement de 1,2%.
ExemDle 2 Un placage de nickel sur un ruban d'acier identique à celui de l'exemple 1 a été effectué dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1. La mesure du poids de revêtement a révélé une valeur de 43,0 g/ta: en poids de
nickel. Puis un placage électrolytique d'alliage de nickel-
phosphore a été effectué dans les conditions suivantes: Composition du bain: sulfate de nickel 150 g/l chlorure de nickel 40 g/l acide phosphoreux 5 g/l Température du bain- 65 C pH 1,3 Densité de courant 15 A/dm2 Le poids de revêtement du placage d'alliage est égal à 10,8 g/m2 en poids de nickel, et la teneur- en phosphore s'est révélée être égale à 3% en poids. Le ruban d'acier a été rincé à l'eau et séché après le placage d'alliage et a été soumis ensuite à un traitement thermique et à un dressage par laminage à froid dans.des conditions
identiques à celles mentionnées dans l'exemple 1.
Exemple 3
Après dégraissage. et décapage, un placage de nickel a été effectué sur un ruban d'acier non recuit de 0,25 mm d'épaisseur produit à partir d'un acier calmé à l'aluminium, à teneur ultra-basse en carbone,, inaltérable par vieillissement. Le poids de revêtement s'est révélé
être égal à 18,0 g/mz en poids de nickel.
Composition du bain sulfamate de nickel 400 g/l chlorure de nickel 20 g/1 acide borique 30 g/i laurylsulfate de-sodium 0,5 g/i Température du bain 50 C pH - 4,0 Densité de courant 15 A/dm2
Un placage électrolytique-d'alliage de nickel-
phosphore a été effectué directement:après rinçage du ruban
plaqué au nickel.
Composition du bain sulfamate de nickel 350 g/i chlorure de nickel 20 g/1 acide borique - 25 g/i acide phosphoreux 40 g/1 Température du bain 45 -C pH 1,2 Densité du courant 3 A/dm2 Le poids de revêtement du placage d'alliage s'est révélé être égal à 5,3 g/m2 en poids de nickel, et la teneur en phosphore était égale à 8%' en poids. Après rinçage à l'eau et séchage, un traitement thermique a été effectué à une température -de 750'C pendant un temps de pénétration de une minute et a été suivi par un dressage
par laminage à froid à un allongement.de 1,5%. -
Exemple 4
Un placage de nickel et un placage consécutif d'alliage nickel-phosphore ont été effectués sur le même
ruban d'acier et dans les mêmes conditions que celles.
décrites dans l'exemple 3. Dans ce cas, les poids de revêtement du placage de nickel et du placage d'alliage se sont révélés être égaux respectivement & 27,1 g/m2 et 3,5 g/m2 en poids de nickel, et la teneur en phosphore du placage d'alliage était égale à 8% en poids. Après rinçage à l'eau et séchage, la bande d'acier a été soumise à un traitement thermique et à un dressage par laminage à froid dans des conditions identiques à celles décrites dans
l'exemple 3.
Exemiple 5 Un placage de nickel a été effectué sur la même feuille d'acier et dans les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 1 après dégraissage alcalin électrolytique et immersion dans l'acide sulfurique. Le poids du revêtement du placage de nickel s'est révélé être
égal à 17,5 g/m2 en poids de nickel; un placage auto-
catalytique d'alliage de nickel-phosphore a été ensuite effectué dans les conditions suivantes: Composition du bain: sulfate de nickel 25 g/l hypophosphite de sodium 30 g/l acide malique 30 g/l succinate de sodium 5 g/l nitrate de plomb 1,2 mg/l Température du bain 90 C pH 4,5 Le poids de revêtement et la teneur en phosphore du placage d'ailiage se sont révélés être égaux respectivement à 5,8 g/m2 en poids de nickel et à 11% en poids. Après rinçage à l'eau et séchage, la plaque d'acier a été soumise à un traitement thermique à une température
de 650"C pendant un temps de pénétration de 480 minutes.
Exemple 6.
Un ruban d'acier a été traité dans des conditions identiques, allant du placage de nickel au dressage par laminage à froid, à celles décrites dans l'exemple 5. Dans ce cas, les poids de revêtements du placage de nickel et du placage d'alliage se sont révélés être respectivement égaux à 34,5 g/m2 et. 15,8- g/m2 en poids de nickel, et la teneur en phosphore du placage d'alliage était égale à 11% en.poids.
Exemple 7 -
Un placage de nickel et un placage d'alliage de nickel-phosphore ont été effectués sur un ruban d'acier inoxydable austénitique SUS 304 recuit clair de 0,20 mm d'épaisseur, dans des conditions identiques à -celles décrites dans l'exemple 1, après dégraissage alcalin électrolytique, décapage électrolytique par l'acide sulfurique et formation d'un dépôtamorce de nickel de
Wood. Dans ce cas, les poids de revêtement du. placage de-
nickel et du placage d'alliage se sont révélés être respectivement égaux à 12,8 g/m2 et 4,6 g/m2 en.poids de nickel, et la teneur en phosphore du placage- d'alliage était égale à 15%-en poids. Le ruban a été rincé à l'eau et séché après le placage d'alliage, puis un traitement thermique a été effectué à une température de. 7800C pendant un temps de pénétration de 1 minute dans une atmosphère gazeuse identique à celle mentionnée dans l'exemple 1, et a été suivi par un dressage par laminage à froid à un
allongement de 1,5%.
Exemple 8 [Exemple comparatif 1]
Un placage de nickel avec un poids de revête-
ment de 9,6 g/m2 en poids de nickel a été effectué sur le même ruban d'acier et dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 1. Dans ce cas, après le placage de nickel, ni le placage de- nickelphosphore ni le
traitement thermique n'ont été effectués.
2650s601
Exemple 9
-[Exemple comparatif 2]
Un placage de nickel avec un poids de revê-
tement de 9,5 g/m2 en poids de nickel a été effectué sur le même ruban d'acier et dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 1. Après rinçage à l'eau et séchage, le ruban a été soumis à un traitement thermique à une température de 500 C pendant un temps de pénétration de minutes dans une atmosphère identique à celle indiquée dans l'exemple 1,puis a été soumis à un dressage par
laminage à froid à un allongement de 1,2%.
Exemple 10
[ExemDle comparatif 31
Un placage de nickel avec un poids de revête-
ment de 25,2 g/m2 en poids de nickel a été effectué sur le même ruban d'acier et dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 8 [exemple comparatif 1]. Puis.le ruban a été soumis à un traitement thermique à une température de 550 C pendant un temps de pénétration de
600 minutes.
Exemple 11
[Exemple comparatif 41
Un placage de nickel avec un poids de revête-
ment de 36,7 g/m2 en poids de nickel a été effectué sur le même ruban d'acier et dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 8 [exemple comparatif 1]. Puis le ruban a été soumis à un traitement thermique à une température de 650 C pendant un temps de pénétration de 480 minutes. Exemple. 12 [Exemple comparatif 51
Un placage de nickel avec un poids de revête-
ment de 18,5 g/m2 en poids de nickel a été effectué sur le même ruban d'acier inoxydable que celui indiqué dans l'exemple 7, dans les mêmes conditions que celles indiquées dans l'exemple 1. Dans ce cas, le ruban était & l'état de ruban plaqué au nickel, sans application d'un placage
d'alliage de nickel-phosphore ou d'un traitement thermique.
[Procédé d'essai] Les procédés d'essai suivants ont été utilisés pour examiner les propriétés des feuilles d'acier traitées
conformément aux exemples et aux exemples comparatifs.
(1) Mesure de dureté: La dureté était mesurée au moyen d'un appareil d'essai de dureté Vickers avec un poids de 5 grammes. (2) Résistance à l'éraillure: Afin d'estimer les propriétés de résistance aux rayures, lasurface d'échantillon:s d'essai a- été rayée avec une aiguille en saphir sous une charge constante au moyen d'un appareil d'essai de résistance aux rayures (HEIDON-14S/D produit par Shinto Kagaku Co., Ltd., Japon), ce procéde ayant permis d'observer et de mesurer le degré initial de formation de rayures
sur la surface provoqué par une charge.
(3) Essai de pulvérisation de sel: Des échantillons d'essai ont été soumis à l'essai de pulvérisation de sel conforme à la norme JIS Z2371 et l'apparition de rouille rouge a été estimée après un temps d'essai de 4 heures, sur la base d'un procédé d'évaluation en 10 points [10 points (bon) - 1 point (mauvais)] sur une pièce plate.et par une désignation de qualité [très bon, bon, mauvais
et très mauvais] sur une pièce étirée au moyen.
de l'appareil d'essai d'Erichsen.
Les résultats d'essai, ainsi que les conditions de placage et de traitement thermique indiquées dans les exemples [et les exemples comparatifs] sont résumés sur le tableau 1. L'épaisseur de la couche d'alliage de nickel-fer ferreux après traitement thermique a été mesurée au moyen
d'un appareil d'analyse d'émission de décharge lumines-
cente. Les résultats - sont résumés de la manière suivante: Dureté. Dans les exemples comparatifs, la dureté en surface s'est révélée être comprise dans l'intervalle de 155 à 180 Hv(5g) après traitement thermique, par rapport à une valeur de 285 à 300 Hv(5g) à l'état tel qu'obtenu par placage. D'autre part, il apparaît que la surface de feuilles traitées dans les formes de réalisation préférées des exemples 1 à 7 est considérablement durcie à un degré tel qu'elle
atteint une valeur de 305 à 710 Hv(5g).
Résistance aux rayures: La couche superficielle de feuilles traitées conformément à la présente -invention a été endommagée à une charge inférieure a 3 grammes, par rapport à une charge seulement égale à 1 g dans les exemples comparatifs. Ainsi, la propriété de résistance aux rayures, ainsi que
le durcissement.superficiel, sont considérable-
ment améliorés pour une matière traitée
conformément à la présente invention.
Résistance à la corrosion, sur la base d'un essai de pulvérisation de sel: Comme le montre le tableau, la résistance à la corrosion d'une feuille d'acier traitée de la manière indiquée dans les formes de réalisation préférées des exemples 1 à 7 est supérieure à celle d'une feuille traitée dans les exemples 8 à 12 [exemples comparatifs 1 à 5] sur
la pièce plate et sur la pièce étirée d'Erichsen.
Cela est dû au fait que la couche proprement dite de placage d'alliage nickel-phosphore possède une résistance supérieure à la corrosion et que les pores formés dans la couche de placage de nickel tendent à
s'obturer d'eux-mêmes.
Nb.iIlac.1gr Ni-l 'ltnrmnl thermique Ni 1 K.. t..u ___ __F lt:,'" tedevaltat ln de F:aé de la va ln e sa de ptilvérisat I11 Tyre, * Teed la c î,tetuirrace plaquée la r Ciiet c ele sel Tyr,-' Temps de - u;ttoe d'acier rdcNI NI t<'e",erntîîrî-M<nèt r- a l. ièeaic b.;se(|u/m(C9/me>IH; Ids) lx CIe CIt t lrineti - -F(59) (t) rn plate tlrée kier calr' a I I'a] lnrnnlm..t 1. bsrr tertur0 014 1 57 36û 1, 305 3 a ln _ i-Âhe1 7 6 1 1 kler caltmé A 2laluffinltn,..1O30 1 4 10 frès to 2. t.n teneu43,010,8 3 570 360 MTrs br0 en carlme i.: î.. l kiercaltnu, 3r. ki'aernt,9 0i 18,05, 3 A 750 1 10 49û 4 9 Hxn r-
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sans sortir de son cadre.
Claims (9)
1. Feuille ou ruban d'acier plaqué au nickel, résistant aux rayures et résistant à la corrosion, caractérisé en ce qu'il comprend un acier de base portant une première couche d'un alliage de nickel-fer ferreux, avec un poids de revêtement de 5 à 45 g/m2 en poids de nickel, de chaque côté de ladite feuille ou dudit ruban et en ce qu'il comprend en outre une seconde couche d'un placage d'alliage de nickel-phosphore, avec un poids de revêtement de 1 à 18 g/m2 en poids de nickel, et une teneur en phosphore de 3 à 15% en poids, sur au moins un côté de ladite feuille ou dudit ruban d'acier plaqué au nickel.
2. Feuille ou ruban d'acier plaqué au nickel, résistant aux rayures, caractérisé en ce qu'il comprend un acier de base portant une première couche d'un alliage de nickel-fer ferreux et une seconde couche d'un placage.de
nickel, les deux couches ayant un poids total de revête-
ment de 5 à 45 g/m2 en poids de nickel, sur chaque côté de ladite feuille ou dudit ruban et en ce qu'il comprend en outre une troisième couche d'un placage d'alliage de nickel-phosphore, avec un poids de revêtement de 1 à 18 g/m2 en poids de nickel, et une teneur en phosphore de 3 à % en poids sur au moins un côté de ladite feuille ou
dudit ruban plaqué au nickel.
3. Composition suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche d'alliage de nickel-fer ferreux est comprise dans l'intervalle de 0,2
à 10 micromètres.
4. Composition suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la couche d'alliage de nickel-fer ferreux est présente en un poids de revêtement de 18 à
36 g/m2 en poids de nickel.
5. Composition suivant la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que la couche d'alliage de nickel-
phosphore est présente en un poids de revêtement de 1 à
18 g/m2 en poids de nickel.
6. Composition suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la couche de placage de nickel-fer ferreux et la couche de placage de nickel sont présentes en
un poids de revêtement-de 18 à 36 g/m2 en poids de nickel.
7. Composition suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le revêtement de nickel-phosphore
renferme 5 à 12% en poids de phosphore.
8. Procédé de production d'une feuille ou d'un ruban d'acier plaqué au nickel, résistant aux rayures et résistant à la corrosion, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre une feuille ou un ruban d'acier de base à un placage de nickel en un poids de revêtement de 5 à 45 g/mz
de chaque côté de ladite feuille ou dudit ruban,.
à soumettre ensuite ladite feuille ou ledit
ruban de base revêtu à un placage d'alliage de nickel-
phosphore avec un revêtement de 1 à 18 g/m2 en poids de nickel et une teneur en phosphore de 3 à 15% en poids sur au moins un côté de ladite feuille ou dudit ruban,. et à soumettre ladite feuille ou ledit ruban à un traitement thermique pendant 0,2 à 900 minutes à une
température de 450 à 800 C.
9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à effectuer le placage d'alliage de nickel-phosphore par un procédé de placage électrolytique..
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