FR2714677A1 - Revêtement de matériau architectural. - Google Patents
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Abstract
La présente invention est relative à un revêtement métallique de matériau architectural. Ce revêtement métallique qui comprend deux phases étain-zinc est faiblement réfléchissant et très résistant à la corrosion, et contient au moins 15 % en poids d'étain et au moins 50 % en poids de zinc.
Description
REVETEMENT DE MATERIAU ARCHITECTURAL
La présente invention concerne le domaine des
matériaux architecturaux métalliques et plus particuliè-
rement un matériau architectural en feuille qui protège l'environnement tout en procurant une longue durée de vie
et une coloration désirée.
Comme art antérieur, les brevets US N 4 987 716 et 4 934 120 de la présente demanderesse décrivent des
systèmes de couverture de toit en métal du type dans le-
quel la présente invention peut être utilisée et ils sont
incorporés ici par référence, de sorte qu'il n'est pas né-
cessaire d'indiquer en détail ce qui est connu dans l'art.
La demande de brevet des Etats-Unis N de Série 000 101
déposée le 4 Janvier 1993, illustrant un procédé de revête-
ment par trempage à chaud de matériaux de couverture, est
également incorporée ici par référence.
Depuis longtemps, on a utilisé des matériaux ar-
chitecturaux, tels que des systèmes de couverture de toit métalliques et des systèmes de bardage métalliques, en
métaux pliables ayant diverses épaisseurs de tôle. Des mé-
taux tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable, le cuivre et l'aluminium sont les types de métaux les plus
habituels. Ces matériaux architecturaux métalliques sont gé-
néralement traités avec des revêtements résistant à la cor-
rosion afin d'empêcher une oxydation rapidedela surface
du métal, ce qui prolonge la vie des matériaux. Un revê-
tement courant résistant à la corrosion pour l'acier au carbone et l'acier inoxydable est un revêtement au plomb
ou "terne"de plomb. Le revêtement au plomb a été le revê-
tement principal et préféré pour les matériaux de couvertu-
re de toit, en raison de son coût relativement bas, de sa facilité d'application, de ses excellentes propriétés de résistance à la corrosion et de sa coloration désirable par exposition aux intempéries. Le revêtement au plomb est un alliage contenant typiquement 80% environ de plomb, le reste étant de l'étain. Le revêtement est généralement appliqué aux matériaux architecturaux par un procédé de trempage à chaud, dans lequel on immerge le matériau dans un bain fondu de métallisation. Bien que les métaux en feuille ainsi revêtus possèdent d'excellentes propriétés de résistance àla corrosion et aient été utilisés dans diverses applications, le revêtement de métallisation au plomb a été critiqué en ce qui concerne son impact sur l'environnement. Des lois de protection de l'environnement et de sécurité publique ont été récemment proposées et/ou
mises en vigueur pour interdire l'utilisation de maté-
riaux contenant du plomb. Puisque l'alliage de métallisa-
tion au plomb contient un pourcentage très élevé de plomb, les matériaux ainsi revêtus ont été interdits dans divers
types d'emplois ou d'applications, par exemple des systè-
mes de couverture aquifère. Le risque de lessivage possi-
ble du plomb à partir du revêtement d'alliage a rendu de tels matériaux revêtus inadéquats et/ou indésirables pour plusieurs types d'applications de construction. L'alliage au plomb présente un autre inconvénient en ce que l'alliage
nouvellement appliqué est très brillant et très réfléchis-
sant. Par conséquent, on ne peut pas utiliser ce revête-
ment très réfléchissant sur des bâtiments ou des systèmes
de couverture, par exemple pour des aéroports ou des éta-
blissements militaires. Le revêtement au plomb perd fi-
nalement ses propriétés de réflexion élevée lorsque les composants de ce revêtement sont vieillis (exposés aux intempéries); toutefois, il faut environ 1,5 à 2 ans
pour atteindre l'effet de réduction désiré, lorsque le re-
vêtement au plomb est exposé à l'atmosphère, ce qui néces-
site le stockage des métaux ainsi traités pendant de lon-
gues périodes avant leur utilisation dans ces domaines spé-
ciaux. La durée de stockage est sensiblement augmentée si les matériaux revêtus d'alliage au plomb sont stockés en
rouleaux et si les rouleaux sont protégés de l'atmosphère.
Le revêtement d'étain ou étamage de l'acier au carbone est un procédé bien connu utilisé dans l'industrie alimentaire. Toutefois, dans le domaine particulier des
matériaux architecturaux, on n'a pas utilisé de revête-
ment d'étain pour des matériaux architecturaux, jusqu'à
ce que cela soit fait par les présents inventeurs. Le pro-
cédé le plus habituel d'application d'un revêtement d'é-
tain à l'acier au carbone pour une utilisation dans l'in-
dustrie alimentaire est un procédé par électrolyse. Dans un procédé électrolytique, l'épaisseur du revêtement est très faible et elle est typiquement comprise entre 3,8
x 10-4 et 20,7 x 10- 4 mm (1,5 x 10- 5 à 8,15 x 10- 4in.).
En outre, l'équipement et les matériaux nécessaires pour revêtir par électrolyse de façon correcte les matériaux métalliques sont très coûteux et d'emploi relativement
complexe. Le coût d'application d'un revêtement électroly-
tique d'étain et les épaisseurs limitées du revêtement d'é-
tain qu'on peut obtenir sont un inconvénient pour l'uti-
lisation d'un tel procédé pour des matériaux de construc-
tion et de toiture. On peut utiliser un procédé par trem-
page à chaud pour appliquer le revêtement d'étain; toute-
fois, si les matériaux architecturaux ne sont pas cor-
rectement préparés et si le revêtement n'est pas correcte-
ment appliqué aux matériaux de couverture,de très petites
régions de discontinuité peuvent apparaître dans le revê-
tement d'étain, ce qui a pour résultat une protection non uniforme contre la corrosion. Cela est particulièrement le cas lorsque l'étain est appliqué à des matériaux en acier inoxydable par un procédé de trempage à chaud. L'étain
n'est pas électroprotecteur pour l'acier dans des condi-
tions d'oxydation. Par conséquent, des discontinuités du
revêtement d'étain entraînent la corrosion du métal décou-
vert. Les revêtements d'étain ont en outre l'inconvénient de présenter une surface très réfléchissante. Par suite,
on ne peut pas utiliser les matériaux architecturaux re-
vêtus avec un revêtement d'étain dans un environnement
dans lequel les matériaux très réfléchissants sont indé-
sirables, à moins d'appliquer un traitement supplémentaire (par exemple une peinture) aux matériaux revêtus ou de
laisser s'oxyder l'étain.
Le revêtement des matériaux architecturaux avec du zinc à l'état de métal, habituellement appelé galvanisation,est un autre traitement courant d'un métal
pour empêcher la corrosion. Le zinc est un métal très avan-
tageux pour le revêtement des matériaux architecturaux, en raison de son coût relativement faible, de sa facilité d'application (par exemple par trempage à chaud) et de
son excellente résistance à la corrosion. Le zinc est éga-
lement électro-protecteur pour l'acier dans des conditions oxydantes et il empêche le métal découvert, du fait de
discontinuités dans le revêtement de zinc, de se corroder.
Cette protection électrolytique s'étend à une certaine dis-
tance du revêtement de zinc, sur les surfaces du métal découvert, suffisamment pour protéger le métal à nu à
l'endroit des bords coupés, des égratignures et autres dis-
continuités du revêtement. Malgré tous les avantages de l'utilisation du zinc, les revêtements de zinc présentent plusieurs inconvénients qui les rendent indésirables pour de nombreux types d'applications de construction. Bien que les revêtements de zinc se lient à beaucoup de types de métaux, la liaison formée n'est pas solide et il peut se produire un écaillage du revêtement de zinc des matériaux
de construction. Le zinc est également un métal très ri-
gide et fragileet il tend à se fissurer et s'écailler lors du formage des matériaux de construction sur site, par
exemple l'ajustement à la presse de matériaux de couverture.
En raison des divers soucis et inconvénients
d'environnement associés aux revêtements résistant à la cor-
rosion appliqués aux matériaux architecturaux métalliques,
il existe une demande pour un revêtement qui peut êtreappli-
qué facilement et avec succès aux matériaux et qui protè- ge les matériaux de la corrosion, qui ne présente pas une
surface très réfléchissante après l'application, et qui per-
met le formage des matériaux sur le chantier de construc-
tion. La présente invention concerne une composition de revêtement résistant à la corrosion, utilisable sur des matériaux architecturaux, de sorte que le revêtement ne nuise pas à l'environnement, possède une faible teneur
en plomb et vieillisse rapidement aux intempéries pour don-
ner une surface désirable non fortement réfléchissante.
L'objet principal de la présente invention est
de procurer un matériau architectural revêtu avec un revê-
tement métallique très résistant à la corrosion.
Un autre objet de la présente invention est de
procurer un matériau architectural traité avec un revête-
ment métallique qui n'est pas très réfléchissant.
Encore un autre objet de la présente invention
est un revêtement métallique qui est un système à deux pha-
ses composé d'étain et de zinc.
Encore un autre objet de la présente invention est de procurer un matériau de couverture de toit ayant un revêtement métallique étain-zinc qui est sensiblement
exempt de plomb.
Encore un autre objet de la présente inven-
tion estde procurer un revêtement métallique à deux pha-
ses étain-zinc appliqué à une feuille de métal de base, la feuille revêtue pouvant être formée et cisaillée pour produire divers composants de construction de bâtiment et de couverture qui peuvent ensuite être assemblés sur site sans écaillage, séparation et/ou fissuration du revêtement métallique. Encore un autre objet de la présente invention
est de procurer un matériau de couverture revêtu d'étain-
zinc, qui peut être préformé en panneaux de toit et raccor-
dé ensuite sur site par des jonctions pressées ou des
jonctions soudées pour former des joints étanches à l'eau.
Un autre objet de la présente invention est de permettre l'application d'une mince couche d'arrêt en nickel à la surface du matériau de couverture, avant l'application
du revêtement étain-zinc.
Conformément à l'aspect-principal de l'invention, on obtient un matériau architectural,typiquement en acier
inoxydable ou en acier au carbone,revêtu d'un alliage étain-
zinc. Le revêtement étain-zinc est un revêtement métallique à deux phases comprenant un fort pourcentage en poids de
zinc et un pourcentage relativement élevé en poids d'étain.
La teneur en étain du revêtement à deux phasesest inférieu-
re à 35% en poids et la teneur en zinc est au moins de 65% en poids. La combinaison étain-zinc particulière procure un revêtement résistant à la corrosion, qui protège la surface du matériau architectural de l'oxydation, et elle forme également une surface grise quiest très semblable à l'alliage au plomb vieilli et qui n'est pas non plus très réfléchissante. Conformément à un autre aspect de la présente
invention, le revêtement étain-zinc est appliqué aux maté-
riaux de couverture en métal par un procédé de trempage à chaud. Si on veut appliquer le revêtement étain-zinc à des
matériaux architecturaux en acier inoxydable, on appli-
que de préférence le revêtement aux matériaux de couver-
ture d'une façon similaire à celle qui est décrite dans
la demande de brevet N de Série 000 101 déposée le 4 Jan-
vier 1993 par la demanderesse et incorporée ici. Dans le présent document, "acier inoxydable" désigne une grande
variété de métaux alliés contenant du chrome et du fer.
L'alliage peut également contenir d'autres éléments, tels
que nickel, carbone, molybdène, silicium, manganèse, ti-
tane, bore, cuivre, aluminium, azote et divers autres mé-
taux ou composés. Des éléments tels que lenickel peuvent-
être projetés (électrodéposés) sur la surface de l'al- liage chrome-fer ou directement incorporés dans l'alliage chrome-fer. Le procédé de trempage à chaud décrit dans la demande N de Série 000 101 doit être légèrement modifié pour accepter les températures plus élevées nécessaires au revêtement par trempage à chaud pour le revêtement
étain-zinc. L'étain fond à 232 C et le plomb fond à 328 C.
Dans le procédé de trempage à chaud de la demande N de Série 000 101, le métal de revêtement contient une forte
concentration d'étain, de sorte que la température de fu-
sion du revêtement est proche de 232 C. Dans la présente
invention, le zinc constitutif du revêtement est le compo-
sant principal. Le zinc fond à 420 C. Par suite, le point de fusion du revêtement étain-zinc est proche de 420 C, ce qui est une température sensiblement plus élevée que celle qui était utilisée dans le procédé décrit dans le
document n de Série 000 101. Afin de supporter les tempé-
ratures plus élevées, la cuve de revêtement peut devoir
être fabriquée en un matériau pouvant résister aux tem-
pératures plus élevées. En outre, il peut être nécessaire d'augmenter le temps de refroidissement du revêtement étain-zinc. En dehors de ces modifications, le procédé
décrit dans le N de Série 000 101 est utilisé pour ap-
pliquer le nouveau revêtement étain -zinc sur l'acier ino-
xydable. On peut utiliser le procédé de trempage à chaud décrit dans le document N de Série 000 101 pour revêtir des matériaux architecturaux enmétaux autres que l'acier inoxydable, par exemple l'acier au carbone, l'aluminium, le cuivre, le bronze, etc. Conformément à un autre aspect de l'invention, on peut ajouter du bismuth et de l'antimoine au revêtement étain-zinc pour empêcher la cristallisation de l'étain par temps froid. Lorsque l'étain cristallise, la liaison du revêtement étain- zinc aux matériaux de couverture peut
s'affaiblir, ce qui provoque un écaillage du revêtement.
L'addition de petites quantités de bismuth et/ou d'an- timoine empêche cette cristallisation de l'étain. On peut ajouter du bismuth ou du zinc en plus grandes quantités
pour améliorer également la dureté et la résistance méca-
nique du revêtement étain-zinc, afin d'accroître la résis-
tance à l'usure du revêtement.
Conformément à un autre aspect de la présente invention, le revêtement étain-zinc est sensiblement exempt de plomb. La teneur en plomb est maintenue à des valeurs très faibles ne dépassant pas 0,05% en poids. De
préférence, la teneur en plomb est maintenue à des pour-
centages en poids beaucoup plus faibles de façon à éviter
tout problème d'environnement associé au revêtement étain-
zinc.
conformément à encore un autre aspect de la pré-
sente invention,la composition du revêtement étain -zinc
est telle que le revêtement possède une excellente résis-
tance à la corrosion et que les matériaux revêtus peu-
vent être formés sur site sans fissuration et/ou écaillage
du revêtement étain-zinc. La quantité de zinc dans le re-
vêtement étain-zinc est réglée de sorte que le revêtement
ne devienne pas trop rigide et fragile.
Conformément à encore un autre aspect de la pré-
sente invention, les matériaux métalliques de couverture de toit reçoivent un placage avec un film d'arrêt en nickel,
avant l'application du revêtement étain-zinc, afin d'ob-
tenir une résistance supplémentaire à la corrosion, en
particulier contre les halogènes, notamment le chlore.
La barrière de nickel est appliquée aux matériaux de cons-
truction métalliques sous la forme d'une couche mince. Bien
que le revêtement étain-zinc procure une excellente protec-
tion contre la plupart des éléments et composés engendrant
une corrosion, des éléments tels que le chlore sont ca-
pables de traverser finalement le revêtement étain-zinc
et d'attaquer et oxyder la surface des matériaux de cons-
truction métalliques, ce qui affaiblit la liaison entre le matériau de toiture et le revêtement étain-zinc. On a trouvé que la barrière de nickel constitue une barrière presque impénétrable pour les éléments et/ou composés qui traversent en fait le revêtement étain-zinc. En raison de la très petite quantité de ces composés qui traverse le revêtement étain-zinc, l'épaisseur de la barrière de
nickel peut être faible tout en conservant encore la ca-
pacité d'empêcher l'attaque du matériau de couverture en métal par ces composants. Le revêtement étain-zinc et le
revêtement de nickel mince se complètent mutuellement ef-
ficacement pour procurer une résistance supérieure à la corrosion.
Outre les dispositions qui précèdent, l'inven-
tion comprend encore d'autres dispositions qui ressorti-
ront de la description qui va suivre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du
complément de description ci-après qui se réfère à des
exemples de mise en oeuvre de l'invention.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces exemples et les parties descriptives correspondantes sont données uniquement à titre d'illustration de l'objet
de l'invention, dont ils ne constituent en aucune maniè-
re une limitation.
Le revêtement étain-zinc est un revêtement mé-
tallique à deux phases qui forme, lorsqu'il est appliqué
à des matériaux en acier inoxydable ou en acier bas car-
bone, un revêtement très résistant à la corrosion qui ré-
duit la corrosion des matériaux lorsqu'ils sont exposés à l'atmosphère. Le revêtement étain-zinc contient un fort
pourcentage en poids de zinc, le complément étant essen-
tiellement de l'étain. On a découvert que, par addition de zinc à raison d'au moins 65% en poids de l'alliage étain -zinc, la résistance à la corrosion du revêtement
métallique à deux phases est sensiblement augmentée, com-
parativement à un revêtement protecteur essentiellement
composé d'étain. Bien que les raisons exactes de ce phé-
nomène physique de résistance accrue à la corrosion par addition de zinc à l'étain ne soient pas connues des inventeurs, on a trouvé que, par addition de zinc à
l'étain, le revêtement métalliques à deux phases pos-
sède des propriétés de résistance à la corrosion qui sont supérieures à celles des revêtements d'étain et, dans certains environnements, à celles d'un revêtement au plomb. Le revêtement étain-zinc est électro- protecteur dans des conditions oxydantes, ce qui empêche l'oxydation
du métal découvert au voisinage du revêtement étain-zinc.
Par suite, de petites discontinuités du revêtement étain-
zinc n'entraînent pas d'oxydation du métal découvert, à la différence de ce qui se passe lorsqu'on utilise
seulement un revêtement d'étain. Le revêtement étain-
zinc peut contenir de petites quantités d'autres métaux
pour modifier les propriétés physiques du revêtement métal-
lique à deux phases étain-zinc; toutefois, ces composants
de métaux secondaires contribuent principalement à la ré-
sistance mécanique du revêtement et non aux propriétés de résistance à la corrosion du revêtement. Le revêtement étain-zinc peut être appliqué à des matériaux de type acier inoxydable et acier au carbone de préférence par
un procédé de trempage à chaud usuel; toutefois, le revê-
tement peut être appliqué par d'autres moyens, par exemple par dépôt électrolytique, lame d'air, etc. Le revêtement étain-zinc n'est pas limité seulement à la protection
d'acier inoxydable et d'acier au carbone et il peut égale-
ment être appliqué à d'autres métaux,tels que cuivre, bronze, étain, titane, etc. La forte teneur en zinc du revêtement métallique
à deux phases étain-zinc n'a pas été antérieurement uti-
lisée, en particulier sur des matériaux architecturaux
tels que des matériaux métalliques de construction de bâ-
timents et de toitures.La liaison du revêtement étain-zinc
aux matériaux de couverture en acier au carbone et en a-
cier inoxydable est étonnamment forte et produit un re-
vêtement protecteur durable qui ne s'enlève pas facilement, de sorte qu'il résiste à l'écaillage. Les surfaces des
matériaux métalliques de couverture et de construction peu-
vent être prétraitées avant le revêtement pour améliorer la liaison entre le revêtement étain-zinc et la surface du matériau de couverture métallique. Pour les matériaux en acier inoxydable, un décapage de la surface de l'acier inxoydable procure une liaison sensiblement meilleure du
revêtement. De préférence, on utilise le procédé de dé-
capage décrit dans la demande N de Série 000 101 pour obtenir la liaison maximale du revêtement étain-zinc
aux matériaux en acier inoxydable.
La durée de vie du matériau architectural est sensiblement augmentée par revêtement du matériau avec le
revêtement métallique étain-zinc. Le revêtement étain-
zinc agit comme une barrière vis-à-vis de l'atmosphère,
ce qui empêche l'oxydation et/ou la réduction du revête-
ment métallique en présence d'oxygène, de gaz carboni-
que ou d'autres agents réducteurs dans l'atmosphère. Bien
que le revêtement étain-zinc s'oxyde en présence de di-
vers agents réducteurs dans l'atmosphère, la vitesse d'o-
xydation est sensiblement plus faible que celle des ma-
tériaux architecturaux. En outre, l'oxyde d'étain et de zinc qui se forme sur la surface du revêtement donne une
résistance à la corrosion au revêtement étain-zinc lui-
même, ce qui améliore encore la protection contre la cor-
rosion assurée par le revêtement étain-zinc. Les oxydes d'étain-zinc réduisent également le pouvoir réfléchissant
du revêtement -étain-zinc et colorent le revêtement étain-
zinc. Les matériaux ayant un revêtement à base de plomb sont devenus très appréciés car ces matériaux revêtus vieillissent aux intempéries et prennent une couleur grise de nuance terreuse. Les inventeurs ont découvert que les nouvelles compositions étain-zinc forment un revêtement
* coloré qui est très proche de la couleur gris terreux cou-
rante du revêtement au plomb vieilli. En outre, par re-
vêtement des matériaux de construction avec le revêtement
étain-zinc, la durée de vie utile des matériaux est ty-
piquement prolongée au-delà de la durée de vie de la
structure sur laquelle les matériaux revêtus sont utili-
sés, grâce à la résistance à la corrosion du revêtement étain-zinc. Le revêtement étain-zinc est principalement composé d'étain et de zinc et ne contient que peu ou-pas de plomb, ce qui rend le revêtement sensiblement exempt de plomb et sans danger pour l'environnement. La teneur en
plomb, s'il y en a, est maintenue à des valeurs extrême-
ment faibles dans le revêtement métallique. La teneur en plomb dans le revêtement étain-zinc est limitée de sorte qu'elle ne représente pas plus de 0,05% en poids dans le
revêtement. De préférence, la teneur en plomb dans le re-
vêtement est maintenue à des valeurs inférieures à 0,01% en poids. La limitation de la teneur en plomb dans le revêtement métallique supprime tout problème associé au lessivage du plomb à partir du revêtement métallique,
ainsi que les problèmes d'environnement associés aux pro-
duits contenant du plomb.
Le revêtement métallique étain-zinc est un systè-
me à deux phases qui contient un fort pourcentage en poids de zinc. De préférence, le pourcentage en poids de zinc est au moins de 65% et peut atteindre 85% du revêtement
étain-zinc. La teneur en étain dans le revêtement métalli-
que représente sensiblement le solde du revêtement métal-
lique. La teneur en étainest comprise entre 15 et 35% en poids du revêtement métallique étain-zinc. De préférence,
le revêtement métallique contient 20% en poids d'étain.
Le système étain-zinc forme un revêtement métallique à deux phases. Un système à deux phases est défini comme
un alliage métallique comprenant deux composants principaux.
De façon inattendue, les inventeurs ont trouvé que le revêtement étainzinc constitue un revêtement protecteur
ayant une plus grande résistance à la corrosion, compara-
tivement à un revêtement d'étain principalement cons-
titué d'étain. La quantité de zinc dans le revêtement mé-
tallique est limitée de façon à ne pas dépasser 85%, de
sorte que le revêtement métallique reste relativement plia-
ble pour l'utilisation dans un système de couverture à emmanchement à la presse. Les inventeurs ont découvert que l'utilisation de forts pourcentages en poids de zinc dans l'alliage étain-zinc ne donne pas trop de rigidité ou de
fragilité au revêtement, évitant ainsi que le matériau re-
vêtu présente un revêtement fissuré lors du formage ou
du pliage. Dans la demande N de Série 042 649, les inven-
teurs, lorsqu'ils ont d'abord étudié le nouveau revêtement étain-zinc, ont pensé que des pourcentages en poids de zinc supérieurs à 30% en poids rendraient le revêtement rigide
et fragile, avec pour conséquence une fissuration du revê-
tement étain-zinc lors du pliage ou du formage du matériau revêtu. Peu après le dépôt de la demande N de Série
042 649, des essais poussés ont été effectués sur des re-
vêtements étain-zinc ayant une teneur en zinc supérieure à 50% en poids. De façon inattendue, les inventeurs ont découvert qu'un revêtement étain-zinc contenant 65 à 85% en poids de zinc, le reste étant de l'étain, produisait
un revêtement métallique convenablement malléable qui ré-
sistait à la fissuration lors du pliage ou du formage. Les inventeurs pensent que les caractéristiques spéciales du système métallique à deux phases étain-zinc modifient d'une certaine façon les caractéristiques de rigidité du zinc, de sorte que le revêtement étain-zinc est malléable. En
plus de la malléabilité surprenante du revêtement étain-
zinc, les inventeurs ont découvert que le revêtement pro-
cure une résistance à la corrosion comparable à celle
des revêtements étain -zinc contenant de plus grandes quan-
tités d'étain. Finalement, les inventeurs ont découvert que le revêtement étain-zinc contenant 65 à 85% en poids
de zinc produisait un revêtement coloré concordant étroi-
tement avec la couleur grise de nuance terreuse du revê-
tement au plomb vieilli. Les revêtements au plomb, en
plus d'assurer une résistance à la corrosion, vieillis- sent aux intempéries et leur couleur prend une nuance gris-terreux. Cette
couleur est devenue très familière aux clients; toutefois, la couleur aété jusqu'à présent presque impossible à reproduire, à moins de peindre le matériau. Les inventeurs ont découvert que le revêtement étain-zinc à haute teneur en zinc prenait une couleur très proche de la couleur gris-terreux habituelle. Le système
étain-zinc de la demande N de Série 042 649 prend ef-
fectivement une couleur grise; toutefois, la nuance de gris est très différente de la nuance gris-terreux usuelle
qui est associée aux revêtements au plomb.
Le revêtement métallique étain-zinc peut égale-
ment contenir de petites quantités d'autres composants mé-
talliques qu'on peut utiliser pour modifier légèrement les
propriétés physiques du revêtement métallique. Le revête-
ment métallique peut contenir du bismuth et de l'antimoine
pour augmenter la résistance mécanique du revêtement métal-
lique et également pour empêcher la cristallisation de l'étain aux basses températures. La teneur en bismuth dans le revêtement métallique peut être comprise entre 0 et 1,7%
en poids et la teneur en antimoine peut être comprise en-
tre 0 et 7,5% en poids du revêtement. De préférence, l'an-
timoine et/ou le bismuth sont ajoutés au revêtement métal-
lique en une quantité comprise entre 0,01 et 0,5% en poids du revêtement. Ce pourcentage en poids est suffisant pour empêcher la cristallisation de l'étain aux basses températures, ce qui pourrait provoquer un écaillage du revêtement métallique des matériaux métalliques de cou- verture. On pense que les teneurs élevées en zinc aident également à stabiliser l'étain dans le revêtement. Des
pourcentages en poids d'antimoine et/ou de bismuth supé-
rieurs à 0,5% sont principalement ajoutés pour augmenter
la dureté et/ou la résistance mécanique du revêtement mé-
tallique. De petites quantités d'autres métaux, par exem-
ple du fer ou du cuivre, peuvent être ajoutées au revête-
ment métallique pour renforcer et/ou augmenter la plia-
bilité du revêtement métallique. Ces autres types de
métaux constituent de façon typique de très faibles pour-
centages en poids dans le revêtement métallique et ils ne dépassent généralement pas 2% du revêtement métallique
et ils sont de préférence inférieurs à 1% du revêtement mé-
tallique. Le revêtement étain --zinc prend rapidement une couleur gris-terreux qui ressemble beaucoup à la couleur associée aux revêtements au plomb vieillis. La surface
grise est beaucoup moins réfléchissante que celle des re-
vêtements d'étain et/ou de revêtements au plomb non vieil-
lis. La surface moins réfléchissante du revêtement étain-
zinc est intéressante en ce qu'on peut immédiatement uti-
liser les matériaux de construction revêtus sur des ins-
tallations qui exigent des matériaux peu réfléchissants.
Les revêtements antérieurs, tels que les revêtements
d' étain et/ou au plomb, devaient êtrevieillis et/ou trai-
tés additionnellement avant qu'on puisse utiliser de
tels matériaux de construction revêtus sur des installa-
tions interdisant l'emploi de matériaux très réfléchis-
sants. On peut appliquer le revêtement étain-zinc sur
de nombreux types de métaux. Les deux métaux le plus cou-
rants sont l'acier au carbone et l'acier inoxydable. Ces
deux métaux sont de préférence prétraités avant revête-
ment, pour nettoyer la surface du matériau et éliminer les oxydes de la surface afin de former une forte liaison en-
tre le matériau et le revêtement étain-zinc. L'acier ino-
xydable est un alliage métallique contenant du fer et du
chrome. L'acier inoxydable peut également contenir du ni-
ckel qui peut être incorporé dans l'acier inoxydable et/ou
plaqué sur la surface de l'acier inoxydable, habituelle-
ment par électro-dépôt. L'acier au carbone et les autres types de métaux utilisés comme matériau architectural ne contiennent habituellement pas de nickel. Les inventeurs
ont découvert que, si le matériau architectural est revê-
tu d'une mince couche de nickel avant le revêtement du
matériau avec le revêtement étain-zinc, le matériau pos-
sède une meilleure résistance à la corrosion dans des am-
biances acides. Si on veut appliquer une couche de nickel, on dépose de préférence la couche de nickel sur le matériau
de construction métallique par un procédé d'électrolyse.
L'épaisseur de la couche est limitée de sorte qu'elle ne
dépasse pas de préférence 3 Wm et qu'elle soit de préfé-
rence comprise entre 1 et 3.m. La liaison entre le revê-
tement étain-zinc et la couche de nickel est étonnamment
forte et durable et elle évite ainsi l'écaillage du revê-
tement étain-zinc, en particulier lorsque les matériaux de
construction sont préformés ou formés pendant l'installa-
tion. Le placage des matériaux de construction avec la couche de nickel est très souhaitable lorsqu'on utilise les matériaux de construction dans un environnement qui contient des concentrations élevées de fluor, chlore et
autres halogènes. Bien que le revêtement étain-zinc ré-
duise sensiblement les effets corrosifs des halogènes sur les matériaux de construction métalliques, les inventeurs ont trouvé que, par interposition d'une couche mince de nickel plaqué entre le matériau de construction métallique et le revêtement étain-zinc, on peut encore réduire les
effets corrosifs des halogènes.
On indique ci-après des exemples du revêtement métallique à deux phases étain-zinc qui ont présenté les
caractéristiques désirées mentionnées plus haut.
Ingrédients Alliages A B C Etain 15 20 30 Antimoine <7,5 <7,5 <7,5 Bismuth <1,7 <1,7 <1,7 Fer <0,1 <0,1 <0,1 Cuivre <2,0 <2,0 <2,0 Plomb <0,05 <0,05 <0,05
Zinc Compl. Compl. Compl.
Généralement, les compositions du revêtement métallique étain-zinc comprennent les teneurs suivantes,
enpourcentage en poids: 65-85% de zinc, 0 à 0,5% d'an-
timoine, 0 à 0,5% de bismuth, 13 à 35% d'étain et moins
de 0,01% de plomb.
L'épaisseur du revêtement d'étain-zinc peut va-
rier en fonction de l'environnement dans lequel les maté-
riaux architecturaux doivent être utilisés. Le revêtement
étain-zinc possède des propriétés supérieures de résis-
tance à la corrosion, comparativement aux revêtements d'étain. Le revêtement métallique peut être appliqué à
une épaisseur comprise entre 25Wm et 1,27mm. De préfé-
rence, l'épaisseur de revêtement est appliquée par un procédé de trempage à chaud et elle est comprise entre
25Wm et 50.m. On a trouvé qu'une telle épaisseur de revê-
tement est adéquate pour empêcher et/ou réduire sensible-
ment la corrosion des matériaux architecturaux métalliques pratiquement dans tous les types d'environnements. Des
revêtements ayant des épaisseurs supérieures à 501m peu-
vent être utilisés dans des environnements difficiles, pour
augmenter la protection contre la corrosion.
Le revêtement étain-zinc peut être soudé avec des matières de soudage au plomb normales et des matières de soudage sans plomb. De préférence, on utilise des matières 5 de soudage sans plomb pour éviter les problèmes associés
à l'utilisation du plomb.
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in-
vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise
en oeuvre qui viennent ad'etre décrits de façon plus expli-
cite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière
sans s'écarter du cadre ni de la portée de la présente in-
vention.
Claims (12)
1.- Matériau métallique revêtu avec un revêtement
métallique à deux phases étain-zinc faiblement réfléchis-
sant et très résistant à la corrosion, caractérisé en ce que ledit revêtement comprend au moins 15% en poids d'étain
et au moins 50 % en poids de zinc.
2.- Matériau métallique revêtu suivant la reven-
dication 1, caractérisé en ce que ledit zinc constitue au
moins 65% en poids dudit revêtement.
3.- Matériau métallique revêtu suivant la reven-
dication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit étain cons-
titue de 15 à 35% en poids dudit revêtement.
4.- Matériau métallique revêtu suivant une
des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit re-
vêtement comprend: Etain 15,0 - 35,0 % Zinc 65,0 - 85,0 % Bismuth 0,0 1,7 % Antimoine 0,0 - 7,5 % Fer 0,0 - 0,1 % Plomb 0,0 - 0,05% 5.- Matériau métallique revêtu suivant une des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit revê-
tement métallique comprend au moins 0,01% en poids d'un
agent de stabilisation métallique.
6.- Matériau métallique revêtu suivant une des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le plomb
représente moins de 0,01% en poids dudit revêtement.
7.- Matériau métallique revêtu suivant une des
revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit matériau
métallique est un métal choisi dans le groupe comprenant
l'acier au carbone, l'acier inoxydable et le cuivre.
8.- Matériau métallique revêtu suivant une des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'épaisseur du
revêtement est de 25um à 1,27 mm.
, 9.- Matériau métallique revêtu suivant une des
revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une-mince cou-
che de nickel est déposée sur la surface dudit matériau métallique avant l'application dudit revêtement métallique à deux phases.
10.- Matériau métallique revêtu suivant la re-
vendication 9, caractérisé en ce que l'épaisseur de ladite
couche de nickel ne dépasse pas 3.m.
11.- Matériau métallique-revêtu suivant une
des revendications 9 et 10,caractérisé en ce que ladite
couche de nickel est électrodéposée sur ladite feuille d'acier. 12.Procédé de fabrication d'un matériau en feuille résistant à la corrosion, comprenant l'étape de: (a) préparation d'une feuille de métal; caractérisé en ce que: (b) on fait passer ladite feuille de métal à travers un bain de métal fondu comprenant moins de 0,01% de plomb,
au moins 50% de zinc et au moins 15% d'étain, jusqu'à ob-
tenir une épaisseur de revêtement d'au moins 25wm à 1,27
mm sur ladite feuille.
13.- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ledit étain constitue 15 à 35% en poids dudit revêtement et ledit zinc constitue 65 à 85%
en poids dudit revêtement.
14.- Procédé suivant une des revendications 12
et 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape initiale d'application d'une mince barrière de nickel sur ladite feuille de métal avant le passage de ladite feuille de
métal à travers ledit bain de métal fondu.
15.- Procédé de fabrication de matériau archi-
tectural coloré, comprenant:
(a) la préparation d'un matériau architectural métal-
lique; caractérisé en ce qu'il comprend en outre:
(b) le revêtement de la surface dudit matériau archi-
tectural métallique avec un revêtement métallique étain-
zinc contenant au moins 50% de zinc et au moins 15% d'étain; et
(c) l'oxydation de la surface dudit revêtement métal-
lique étain-zinc.
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