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Les aciers pour émaillage et l'acier émaillé - ArcelorMittal

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<strong>ArcelorMittal</strong> Flat Carbon Europe<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong><br />

<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong><br />

Guide d’utilisation<br />

Sollight ®<br />

u s e r m a n ua l


Guide d’utilisation<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

<strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong><br />

1 Introduction 5<br />

2 L’émail 7<br />

3 L’<strong>émaillage</strong> des <strong>aciers</strong> 13<br />

4 <strong>Les</strong> procédés d’<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> les qualités associées 21<br />

5 La mise en forme des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 31<br />

6 L’assemblage des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 37<br />

7 <strong>Les</strong> propriétés d’emploi des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s 43<br />

8 Acier <strong>émaillé</strong> <strong>et</strong> environnement 47<br />

9 <strong>Les</strong> utilisations de l’acier <strong>émaillé</strong> 49<br />

10 Annexes 55<br />

3


Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

1 Introduction<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> est un matériau aux caractéristiques exceptionnelles<br />

qui a de multiples applications dans de nombreux domaines de la<br />

vie quotidienne.<br />

Dans la maison, il est présent dans la cuisine où il va habiller plans<br />

de travail <strong>et</strong> appareils ménagers qui seront dès lors insensibles aux<br />

dégradations de toutes sortes, aux plats brûlants comme aux aliments<br />

congelés, <strong>et</strong> qui se n<strong>et</strong>toieront d’un simple coup d’éponge.<br />

La batterie de cuisine n’est pas en reste : les casseroles <strong>émaillé</strong>es<br />

empêchent la fermentation des bactéries, n’absorbent pas les<br />

odeurs, ne sont pas attaquées par les acides alimentaires <strong>et</strong> supportent<br />

sans broncher la flamme directe. Dans la salle de bain, nous<br />

verrons des baignoires de toutes formes <strong>et</strong> de tous coloris, mattes,<br />

brillantes, satinées <strong>et</strong> insensibles aux outrages de l’eau <strong>et</strong> du temps.<br />

Enfin, il ne faut pas oublier les cuves de chauffe-eau <strong>émaillé</strong>es qui<br />

empêcheront toutes fuites d’eau.<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> a également sa place au cœur des processus industriels,<br />

là où l’on va trouver les milieux les plus corrosifs comme<br />

l’industrie chimique ou agroalimentaire. Sa résistance aux produits<br />

chimiques <strong>et</strong> à la fermentation lui perm<strong>et</strong> de revêtir cuves de silo,<br />

de réacteurs chimiques, sécheurs, citernes <strong>et</strong> autres réservoirs<br />

de stations d’épuration. Par ailleurs, ses qualités de résistance aux<br />

hautes températures <strong>et</strong> de réflexion de la chaleur lui perm<strong>et</strong>tent de<br />

trouver sa place dans les colonnes <strong>et</strong> échangeurs thermiques. Sa<br />

résistance à l’agression des fumées de combustion font de lui un<br />

excellent candidat <strong>pour</strong> la fabrication de tuyaux de cheminée ou de<br />

tubulures d’échappement.<br />

Enfin, l’utilisation de l’acier <strong>émaillé</strong> est une solution de choix dans la<br />

construction <strong>pour</strong> l’habillage de façades de bâtiment ou la décoration<br />

intérieure. Mariage réussi entre un support en acier apportant<br />

en dot toute sa rigidité <strong>et</strong> un revêtement constitué d’émail qui<br />

conférera à l’ensemble ses qualités esthétiques, de durabilité <strong>et</strong> de<br />

n<strong>et</strong>toyabilité, il constitue un matériau digne de séduire les donneurs<br />

d’ordre les plus exigeants. De plus, l’acier <strong>émaillé</strong> peut apporter une<br />

réponse pertinente <strong>pour</strong> l’habillage des tunnels <strong>pour</strong> des raisons de<br />

n<strong>et</strong>toyage simplifié <strong>et</strong> moins coûteux <strong>et</strong> de résistance au feu.<br />

5


6<br />

1<br />

Introduction<br />

Définition<br />

L’union intime, à haute température, de deux matières aussi<br />

nobles <strong>et</strong> aussi différentes, que sont l’acier <strong>et</strong> l’émail, a donné<br />

naissance à un matériau aux propriétés remarquables <strong>et</strong> dont<br />

les applications sont multiples : l’acier <strong>émaillé</strong>.<br />

<strong>Les</strong> origines de l’utilisation de l’émail se perdent dans la nuit<br />

des temps <strong>et</strong> ses qualités ont toujours été très appréciées. <strong>Les</strong><br />

poteries <strong>et</strong> bijoux <strong>émaillé</strong>s r<strong>et</strong>rouvés sur les sites des anciennes<br />

civilisations égyptiennes <strong>et</strong> perses attestent, par la conservation<br />

de leur état d’origine, de la pérennité étonnante de ce<br />

matériau.<br />

Aujourd’hui, l’opération d’<strong>émaillage</strong> sur acier est devenue<br />

un procédé de haute technologie nécessitant l’utilisation de<br />

produits de base très sophistiqués associé à des moyens de<br />

mise en œuvre élaborés. L’acier <strong>émaillé</strong> est donc un matériau<br />

répondant aux critères de la modernité : longévité, esthétique,<br />

hygiène <strong>et</strong> respect de l’environnement.<br />

L’opération d’<strong>émaillage</strong> consiste à déposer sur une surface<br />

d’acier de qualité adéquate <strong>et</strong> préalablement préparée une<br />

ou plusieurs couches d’émail, puis à opérer une cuisson à une<br />

température comprise entre 780°C <strong>et</strong> 850°C. Elle nécessite<br />

l’intervention de trois acteurs :<br />

• le fournisseur d’acier ;<br />

• le fournisseur d’émail ;<br />

• l’émailleur qui peut, soit être intégré chez un fabricant<br />

plus important, soit intervenir en tant que sous-traitant.<br />

Une brève histoire de l’émail<br />

<strong>Les</strong> plus anciennes pièces de bijouterie <strong>et</strong> d’orfèvrerie <strong>émaillé</strong>es<br />

en «cloisonné» sur métaux (or, argent, cuivre, bronze) proviennent<br />

de Chypre <strong>et</strong> datent de l’époque mycénienne, très vraisemblablement<br />

vers le 13 ème siècle avant J.-C. C<strong>et</strong>te technique<br />

s’est répandue par la suite en Egypte puis en Grèce vers le 6 ème<br />

siècle avant J.-C.<br />

<strong>Les</strong> Celtes ont développé la méthode de l’émail «champlevé»<br />

au 3 ème siècle avant J.-C. Puis, du 6 ème au 11 ème siècle, ce fût<br />

l’âge d’or de l’<strong>émaillage</strong> durant la période byzantine. Le style<br />

byzantin imprègne ensuite toute la production occidentale au<br />

cours du 12 ème siècle, lorsque l’émail commence à se développer<br />

à Limoges.<br />

<strong>Les</strong> premiers ustensiles en fonte <strong>émaillé</strong>e datent du 18 ème siècle<br />

<strong>et</strong> apparaissent en Allemagne. La révolution industrielle du<br />

19 ème siècle autorisant la fabrication de fonte (progrès des<br />

haut-fourneaux), puis d’acier (développe ment des convertisseurs)<br />

en grande quantité a permis le développement de<br />

l’<strong>émaillage</strong> sur ces supports.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Enfin, les procédés d’<strong>émaillage</strong> actuels se sont développés au<br />

cours du 20 ème siècle suivant les progrès liés à l’élaboration de<br />

l’acier d’une part <strong>et</strong> l’évolution des contraintes environnementales<br />

d’autre part.<br />

<strong>Les</strong> caractéristiques de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

L’acier <strong>émaillé</strong> présente de multiples propriétés qui en font un<br />

matériau de choix <strong>pour</strong> de nombreuses applications. Ses caractéristiques<br />

résultent de la combinaison favorable des propriétés<br />

des deux matériaux qui le constituent, l’acier <strong>et</strong> l’émail. L’acier<br />

apporte sa résistance mécanique <strong>et</strong> ses qualités de mise en<br />

forme, alors que l’émail apporte l’inaltérabilité <strong>et</strong> donne tout<br />

son éclat à la surface de la pièce.<br />

Parmi ses multiples propriétés, on peut citer :<br />

• la résistance à la corrosion ;<br />

• la résistance chimique ;<br />

• la résistance mécanique des surfaces <strong>émaillé</strong>es ;<br />

• la résistance à la chaleur <strong>et</strong> au froid ;<br />

• la résistance aux chocs thermiques ;<br />

• la résistance au feu ;<br />

• ses propriétés d’hygiène <strong>et</strong> de n<strong>et</strong>toyabilité ;<br />

• la multiplicité <strong>et</strong> la stabilité des couleurs.<br />

Ces caractéristiques seront explicitées ultérieurement<br />

(voir chapitre 7 : <strong>Les</strong> propriétés d’emploi des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s).


2 L’émail<br />

2.1 La composition de l’émail 8<br />

2.2 La fabrication de l’émail 8<br />

2.2.1 <strong>Les</strong> étapes de fabrication de l’émail 8<br />

2.2.2 La préparation de l’émail 9<br />

2.3 <strong>Les</strong> différents types d’émaux 11<br />

2.3.1 Email <strong>et</strong> support 11<br />

2.3.2 <strong>Les</strong> différents types d’émaux <strong>pour</strong> acier 11<br />

7


8<br />

2<br />

L’émail<br />

2.1 La composition de l’émail<br />

L’émail est un verre obtenu par fusion à haute température entre<br />

1000 <strong>et</strong> 1300°C. Le principal constituant en est la silice,<br />

SiO 2 , qui est le constituant le plus important de l’écorce terrestre.<br />

La silice libre existe surtout à l’état cristallisé, le quartz,<br />

où sa pur<strong>et</strong>é dépasse les 99%. On peut la trouver également<br />

sous forme combinée dans les feldspaths, les argiles <strong>et</strong> les<br />

micas. De façon à conférer à la pièce <strong>émaillé</strong>e ses propriétés<br />

d’inaltérabilité, le verre de silice n’est pas exploitable tel quel. Sa<br />

température de fusion est trop élevée, son coefficient de dilatation<br />

trop faible par rapport à celui de l’acier <strong>et</strong> son adhérence<br />

sur l’acier nulle. Il est donc nécessaire de lui rajouter différents<br />

constituants de façon à obtenir, après différentes opérations,<br />

l’émail proprement dit. On peut classer ces constituants en<br />

quatre grandes familles, selon les propriétés qu’ils apportent<br />

à l’émail :<br />

<strong>Les</strong> réfractaires, qui apportent la structure amorphe de l’émail,<br />

<strong>et</strong> donc ses qualités de résistance mécanique. On y trouve par<br />

exemple l’alumine, Al 2 O 3 , dont le rôle est d’abaisser le coefficient<br />

de dilatation, d’augmenter la tenue à la température,<br />

aux agents chimiques <strong>et</strong> à l’abrasion, <strong>et</strong> de faciliter l’action des<br />

agents opacifiants entrant également dans la composition de<br />

l’émail.<br />

<strong>Les</strong> fondants, qui abaissent les températures de fusion <strong>et</strong> de<br />

cuisson, <strong>et</strong> qui augmentent le coefficient de dilatation. Ils sont<br />

composés principalement de borax (tétraborate de sodium<br />

sous forme anhydre Na 2 B 4 O 7 ou hydratée Na 2 B 4 O 7 , 10 H 2 O),<br />

d’oxydes alcalins tels qu’oxydes de sodium Na 2 O, potassium<br />

K 2 O, lithium Li 2 O, calcium CaO, magnésium MgO <strong>et</strong> strontium<br />

SrO. On obtient avec ces constituants des borosilicates<br />

de sodium, de potassium, de lithium, de calcium, de magnésium<br />

ou de strontium, dont le point de fusion est plus faible que celui<br />

de la silice (aux environs de 1400°C au lieu de 1720°C). Le<br />

point de fusion peut également être abaissé par addition de<br />

fluor F 2 , de trioxyde de bore B 2 O 3 <strong>et</strong> de nitrate. <strong>Les</strong> fondants,<br />

via les oxydes alcalins, augmentent le coefficient de dilatation<br />

en remplissant les «vides» de la structure de silice.<br />

<strong>Les</strong> agents d’adhérence, qui sont des oxydes métalliques qui<br />

vont intervenir dans les réactions chimiques d’oxydoréduction<br />

perm<strong>et</strong>tant l’adhérence de l’émail sur l’acier. Ces réactions vont<br />

faire intervenir également le fer <strong>et</strong> le carbone contenu dans<br />

l’acier ainsi que l’oxygène de l’air. Ils sont contenus dans l’émail<br />

de masse. Ce sont principalement des oxydes de nickel NiO,<br />

molybdène MoO, cobalt CoO, cuivre CuO, manganèse MnO 2<br />

<strong>et</strong> chrome Cr 2 O 3 .<br />

<strong>Les</strong> opacifiants <strong>et</strong> les colorants, qui apportent les qualités visuelles<br />

<strong>et</strong> tactiles aux pièces <strong>émaillé</strong>es. <strong>Les</strong> opacifiants servent<br />

à renforcer l’opacité de l’émail <strong>et</strong> sont contenus dans l’émail de<br />

couverte. <strong>Les</strong> plus courants sont le dioxyde de titane, TiO 2 ,<br />

l’oxyde d’antimoine, Sb 2 O 5 , l’oxyde de zirconium ZrO 2 <strong>et</strong><br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

l’oxyde d’étain SnO. <strong>Les</strong> colorants sont obtenus par combinaison<br />

d’oxydes minéraux. La couleur d’un émail dépend de<br />

la nature du colorant, de sa concentration dans l’émail, de la<br />

composition chimique de l’émail <strong>et</strong> des conditions de cuisson<br />

dans le four d’<strong>émaillage</strong>. Le plus souvent, la substance colorante,<br />

à l’état de fines particules, est mélangée mécaniquement<br />

à l’émail lors du broyage, avant application sur le support.<br />

2.2 La fabrication de l’émail<br />

2.2.1 <strong>Les</strong> étapes de fabrication de l’émail<br />

Dans un premier temps, les constituants de l’émail (jusqu’à 15)<br />

sont contrôlés, pesés, puis mélangés. Ensuite intervient l’étape<br />

de fusion.<br />

L’objectif de la fusion est d’uniformiser la structure amorphe<br />

finale de l’émail, <strong>et</strong> d’abaisser la température de cuisson. Pour<br />

cela, il est nécessaire de fondre le «verre» à des températures<br />

comprises entre 1100 <strong>et</strong> 1300°C, en fonction de la composition<br />

de l’émail. Le procédé le plus courant consiste à utiliser<br />

un four tunnel, qui peut être à gaz ou électrique, dans lequel<br />

le mélange est introduit à une extrémité <strong>et</strong> ressort à l’autre.<br />

La circulation à l’intérieur du four se fait par gravitation. Le<br />

mélange y reste environ une heure. A la sortie, il est refroidi<br />

rapidement, en passant tout d’abord dans un laminoir refroidi à<br />

l’eau qui forme une feuille de verre, puis dans un refroidisseur. Il<br />

finit son refroidissement lors de son concassage. C<strong>et</strong>te opération<br />

de trempe fige la structure du verre telle qu’elle est à haute<br />

température <strong>et</strong> perm<strong>et</strong> d’éviter toute séparation de phase.<br />

Un autre procédé de fusion consiste à utiliser un four rotatif<br />

dans lequel sont versés, puis mélangés <strong>et</strong> chauffés les constituants,<br />

<strong>et</strong> ensuite à couler l’émail liquide dans une fosse contenant<br />

de l’eau, de façon à le refroidir très brutalement. Après<br />

refroidissement <strong>et</strong> concassage, on obtient la fritte d’émail.


Fusion de l’émail<br />

bras de chargement<br />

2.2.2 La préparation de l’émail<br />

mélangeur<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

vis sans fin<br />

La fritte d’émail n’est pas utilisable telle quelle. Elle doit être<br />

mélangée à d’autres constituants, puis broyée. Ces opérations<br />

peuvent être effectuées, soit par le fabricant d’émail<br />

lui-même, soit par l’émailleur auquel le fabricant aura fourni les<br />

éléments nécessaires.<br />

L’émail peut être appliqué sous forme liquide. Dans ce cas,<br />

après ajout des éléments d’addition (agents de suspension,<br />

réfractaires, électrolytes, opacifiants <strong>et</strong> colorants), la fritte est<br />

broyée <strong>et</strong> mélangée à de l’eau <strong>pour</strong> former la barbotine qui sera<br />

utilisée <strong>pour</strong> des applications au trempé ou par pistolage. De<br />

plus en plus, les émailleurs, en particulier les fabricants d’électroménager<br />

qui font de grandes séries d’une seule couleur, ne<br />

souhaitent plus préparer l’émail eux-mêmes. C’est <strong>pour</strong>quoi,<br />

la poudre dite «prête à l’emploi» est apparue dans les années<br />

1980 <strong>pour</strong> simplifier la préparation de la barbotine. Elle est<br />

préparée chez le fabricant d’émail en ajoutant des produits<br />

spécifiques avant le broyage. L’émailleur n’a plus qu’à éventuellement<br />

rajouter des colorants avant de mélanger la poudre<br />

dans l’eau <strong>pour</strong> obtenir la barbotine.<br />

four<br />

température comprise entre 1100 <strong>et</strong> 1300°C<br />

durée de 1 heure<br />

laminoir<br />

plaque de verre<br />

L’émail peut également être appliqué sous forme de poudre.<br />

Elle est obtenue par broyage de la fritte. Le temps de<br />

broyage est déterminé expérimentalement. Après celui-ci, il<br />

est nécessaire de tamiser la mouture <strong>pour</strong> éliminer les parties<br />

incomplètement broyées <strong>et</strong> les résidus divers. En plus du<br />

tamisage, l’émail doit passer dans un séparateur magnétique<br />

(aimant permanent ou électro-aimant) afin d’éliminer les particules<br />

magnétiques ferreuses qui se sont mélangées à la poudre.<br />

Ces particules ont en eff<strong>et</strong> tendance à créer des «trous» dans<br />

l’émail, <strong>et</strong> donc à diminuer la protection de l’acier contre la<br />

corrosion. Enfin, les grains d’émail sont enrobés de silicone, ce<br />

qui lui perm<strong>et</strong>tra de tenir sur le support entre l’application <strong>et</strong> la<br />

cuisson. La poudre d’émail obtenue ne nécessite pas d’ajouts ou<br />

d’opérations complémentaires chez l’émailleur. Elle est directement<br />

utilisable dans les pistol<strong>et</strong>s à poudre. <strong>Les</strong> investissements<br />

nécessaires au démarrage d’un poste de poudrage sont lourds,<br />

car il doit être électrostatique <strong>pour</strong> être rentable. Cependant,<br />

ce procédé est plus économique sur le long terme.<br />

9


10<br />

2<br />

fritte<br />

d’émail<br />

L’émail<br />

La préparation de l’émail<br />

FABRICANT D’EMAIL EMAILLEUR<br />

broyage<br />

tamisage<br />

séparation magnétique<br />

enrobage de silicone<br />

ensachage<br />

ajouts spécifiques<br />

mélange<br />

broyage<br />

tamisage<br />

séparation magnétique<br />

ensachage<br />

ensachage<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

poudre d’émail<br />

poudre d’émail<br />

«prête à l’emploi»<br />

transport<br />

transport<br />

transport<br />

poudre d’émail<br />

délitage dans l’eau<br />

barbotine<br />

d’émail<br />

ajout d’agents colorants<br />

mélange<br />

addition d’eau<br />

broyage


2.3 <strong>Les</strong> différents types d’émaux<br />

<strong>Les</strong> émaux ont des compositions variables selon le type de<br />

support à émailler <strong>et</strong>, <strong>pour</strong> l’acier, selon le procédé d’<strong>émaillage</strong><br />

mis en œuvre.<br />

2.3.1 Email <strong>et</strong> support<br />

La composition des émaux varie <strong>pour</strong> adapter la température<br />

de cuisson de l’émail au support. Plus la cuisson d’<strong>émaillage</strong><br />

se fait à température élevée, meilleures seront les qualités de<br />

la pièce <strong>émaillé</strong>e. Toutefois, <strong>pour</strong> les métaux, la température<br />

de cuisson est limitée par le support. Il faut par exemple tenir<br />

compte des changements de phase de l’acier. De plus, il est<br />

nécessaire que le coefficient de dilatation de l’émail soit compatible<br />

avec celui du support.<br />

2.3.2 <strong>Les</strong> différents types d’émaux <strong>pour</strong> acier<br />

L’émail de masse<br />

L’émail de masse contient des oxydes métalliques (oxydes de<br />

Ni, Co, Cu) qui vont perm<strong>et</strong>tre son adhérence sur l’acier en<br />

créant des alliages avec le fer qui y est contenu (voir le souschapitre<br />

7.1, consacré aux phénomènes d’adhérence de l’émail<br />

sur l’acier). <strong>Les</strong> oxydes métalliques étant de couleur foncée, il<br />

ne peut pas exister d’émail de masse blanc.<br />

Il existe des émaux de masse plus réactifs, dont la teneur en<br />

oxydes métalliques d’adhérence est renforcée, ce qui perm<strong>et</strong><br />

d’éviter le décapage de l’acier avant <strong>émaillage</strong>. Ces émaux<br />

sont, entre autres, utilisés <strong>pour</strong> le procédé d’<strong>émaillage</strong> deux<br />

couches / une cuisson.<br />

L’émail de masse assure également la protection contre la<br />

corrosion de la pièce <strong>émaillé</strong>e. Par ailleurs, selon le type de<br />

pièce à émailler, d’autres éléments lui seront ajoutés <strong>pour</strong> lui<br />

conférer :<br />

• des propriétés antiacides (cavité de four, lèchefrites)<br />

par addition de TiO 2 ;<br />

• des propriétés antialcalines (sanitaire, lave-linge)<br />

par addition de ZrO 2 ;<br />

• une résistance à la corrosion améliorée <strong>pour</strong> les applications<br />

chauffe-eau par addition de ZrO 2 <strong>et</strong> de Al 2 O 3 .<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

<strong>Les</strong> émaux auton<strong>et</strong>toyants<br />

<strong>Les</strong> émaux auton<strong>et</strong>toyants sont utilisés dans les fours de cuisine<br />

<strong>et</strong> participent à l’élimination des graisses qui se dégagent lors<br />

de la cuisson des aliments. Il y a deux types d’émaux auton<strong>et</strong>toyants<br />

: les émaux catalytiques <strong>et</strong> les émaux pyrolytiques. On<br />

parle alors de four auton<strong>et</strong>toyant catalytique <strong>et</strong> pyrolytique.<br />

• Le n<strong>et</strong>toyage catalytique a lieu durant le fonctionnement<br />

normal du four, autour de 200°C. L’émail contient des<br />

oxydes qui vont catalyser la dégradation des graisses avec<br />

formation d’eau <strong>et</strong> de dioxyde de carbone. Par ailleurs, ces<br />

émaux sont très réfractaires, donc poreux, ce qui a <strong>pour</strong><br />

eff<strong>et</strong> d’augmenter la surface de contact entre l’émail <strong>et</strong> la<br />

graisse, <strong>et</strong> ainsi d’en faciliter son élimination :<br />

CXHYOZ + catalyseur xH2O + yCO<br />

<br />

2<br />

L’efficacité diminue au cours du temps, suite au bouchage<br />

progressif des pores.<br />

• Le n<strong>et</strong>toyage pyrolytique a lieu durant un fonctionnement<br />

à vide du four, vers 520°C. <strong>Les</strong> graisses <strong>et</strong> résidus qui se<br />

sont déposés sur les parois pendant la cuisson des aliments<br />

sont calcinés à c<strong>et</strong>te température <strong>et</strong> il reste alors un dépôt<br />

de carbone qu’il suffit d’essuyer :<br />

C X H Y O Z + chaleur xC + yH Z O<br />

Ces émaux ont un point de ramollissement supérieur à la<br />

température de pyrolyse. Ils sont brillants, non poreux <strong>et</strong><br />

extrêmement résistants aux acides <strong>et</strong> aux bases.<br />

<strong>Les</strong> émaux de couverte<br />

<strong>Les</strong> émaux de couverte vont donner à la pièce <strong>émaillé</strong>e ses<br />

qualités esthétiques. De plus, ils contribuent à améliorer la résistance<br />

chimique de la pièce <strong>émaillé</strong>e.<br />

Ne contenant absolument aucun agent d’adhérence, ils ne peuvent<br />

en aucun cas être utilisés seuls sur un support métallique.<br />

<strong>Les</strong> émaux <strong>pour</strong> cuisson à basse température<br />

Ces émaux ont été développés <strong>pour</strong> l’<strong>émaillage</strong> sur support<br />

aluminié à partir des émaux utilisés <strong>pour</strong> l’aluminium par adaptation<br />

du coefficient de dilatation.<br />

Leur température de cuisson (560°C) est plus basse que celle<br />

des émaux utilisés sur support acier nu.<br />

11


3 L’<strong>émaillage</strong><br />

des <strong>aciers</strong><br />

3.1 L’opération d’<strong>émaillage</strong> 14<br />

3.2 Le traitement de surface avant <strong>émaillage</strong> 15<br />

3.2.1 Le grenaillage 15<br />

3.2.2 Le dégraissage 15<br />

3.2.3 Le rinçage 16<br />

3.2.4 Le décapage 16<br />

3.2.5 Le rinçage acide 17<br />

3.2.6 Le nickelage 17<br />

3.2.7 Rinçage final, neutralisation <strong>et</strong> séchage 18<br />

3.3 L’application de l’émail 18<br />

3.3.1 Application par voie humide 18<br />

3.3.2 Application par voie sèche : pistolage poudre électrostatique 19<br />

3.4 Le séchage <strong>et</strong> la cuisson de l’émail 19<br />

3.4.1 Le séchage de l’émail 19<br />

3.4.2 La cuisson de l’émail 19<br />

3.4.3 <strong>Les</strong> mécanismes d’adhérence de l’émail sur l’acier 20<br />

13


14<br />

3<br />

L’<strong>émaillage</strong> des <strong>aciers</strong><br />

3.1 L’opération d’<strong>émaillage</strong><br />

L’opération d’<strong>émaillage</strong> consiste à appliquer, puis à cuire une ou<br />

plusieurs couches d’émail sur une ou deux faces d’un support<br />

acier adapté.<br />

cotation<br />

aspect adhérence<br />

0,004 0,05<br />

émail de couverte<br />

émail de masse<br />

support acier<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

%<br />

Un <strong>émaillage</strong> réussi sera caractérisé par :<br />

• une adhérence correcte de l’émail sur l’acier ;<br />

• un bon aspect de surface après cuisson de l’émail.<br />

La teneur en carbone de l’acier joue un rôle contradictoire visà-vis<br />

de ces deux propriétés. Le carbone est important <strong>pour</strong><br />

l’adhérence de l’émail, mais une teneur trop élevée entraîne<br />

une dégradation de l’aspect de surface en raison des dégagements<br />

gazeux de CO <strong>et</strong> CO 2 se produisant lors de la cuisson.<br />

C<strong>et</strong>te antinomie explique la variété des procédés d’<strong>émaillage</strong><br />

rencontrés.<br />

L’opération d’<strong>émaillage</strong> comprend généralement plusieurs<br />

étapes :<br />

• préparation de la surface de la pièce après mise en forme ;<br />

• préparation de l’émail ;<br />

• application de l’émail sur l’acier ;<br />

• séchage ;<br />

• cuisson à haute température.<br />

En fonction du type de pièce à réaliser <strong>et</strong> de l’aspect final désiré,<br />

plusieurs procédés d’<strong>émaillage</strong> peuvent être mis en œuvre :<br />

• <strong>émaillage</strong> sur support laminé à chaud ;<br />

• <strong>émaillage</strong> conventionnel (deux couches / deux cuissons) ;<br />

• <strong>émaillage</strong> masse (une couche / une cuisson) ;<br />

• <strong>émaillage</strong> blanc direct ;<br />

• <strong>émaillage</strong> deux couches / une cuisson ;<br />

• <strong>émaillage</strong> sur support revêtu métallique.


3.2 Le traitement de surface avant <strong>émaillage</strong><br />

L’objectif du traitement de surface est d’obtenir une surface<br />

compatible avec l’opération d’<strong>émaillage</strong>. Le traitement de surface<br />

comprend différentes étapes dont le nombre varie en<br />

fonction du procédé d’<strong>émaillage</strong> mis en œuvre :<br />

• grenaillage utilisé <strong>pour</strong> l’<strong>émaillage</strong> sur support laminé à chaud<br />

• dégraissage<br />

• rinçage<br />

• décapage<br />

• rinçage acide impérativement utilisé <strong>pour</strong> l’<strong>émaillage</strong> blanc direct<br />

• nickelage<br />

• rinçage<br />

• neutralisation<br />

• séchage<br />

3.2.1 Le grenaillage<br />

Le traitement de surface par grenaillage est utilisé <strong>pour</strong> les<br />

supports laminés à chaud destinés par exemple à la fabrication<br />

de fonds <strong>et</strong> viroles de chauffe-eau, ou bien la fabrication de<br />

chapeaux de brûleurs de cuisinières. Son rôle est d’augmenter<br />

la rugosité de surface de l’acier <strong>et</strong> ainsi d’améliorer l’accrochage<br />

de l’émail. En eff<strong>et</strong>, au cours de la cuisson de l’émail,<br />

les réactions chimiques émail-métal sont favorisées par une<br />

surface de contact plus développée, ce qui entraîne une augmentation<br />

de l’adhérence de l’émail sur l’acier qui, associée aux<br />

pièges chimiques à hydrogène créés lors de la fabrication de<br />

l’acier, améliore la résistance au défaut coups d’ongle.<br />

Le grenaillage est effectué sur un support non huilé de façon à<br />

éviter la pollution de la grenaille. En eff<strong>et</strong>, celle-ci, polluée par<br />

l’huile, devient moins efficace <strong>et</strong> salit la surface de l’acier. Ces<br />

salissures peuvent provoquer des refus d’émail en cas d’application<br />

humide.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

3.2.2 Le dégraissage<br />

Le but du dégraissage est de r<strong>et</strong>irer les matières exogènes<br />

présentes en surface de l’acier <strong>et</strong> provenant des étapes précédentes<br />

: huiles de protection, huiles d’emboutissage, poussières<br />

diverses. L’étape de dégraissage est donc une étape très<br />

importante dans la préparation de surface.<br />

Divers paramètres sont à contrôler :<br />

• la nature du produit dégraissant ;<br />

• la température de dégraissage, qui doit être située entre<br />

60 <strong>et</strong> 90°C selon le procédé utilisé ;<br />

• la concentration du produit dégraissant (45 à 50 g/l) ;<br />

• le pH des bains de dégraissage ;<br />

• le temps de traitement (15 mn en immersion –<br />

quelques minutes en aspersion) ;<br />

• l’action mécanique éventuelle (agitation du bain ou<br />

pression d’aspersion).<br />

Le dégraissage alcalin est le procédé le plus utilisé. <strong>Les</strong> solutions<br />

alcalines peuvent avoir trois actions physico-chimiques<br />

différentes :<br />

• la saponification : les corps gras sont dissous en présence<br />

d’une solution aqueuse de soude ou de potasse en formant<br />

des savons solubles ;<br />

• l’émulsification : les graisses sont dispersées en fines<br />

gouttel<strong>et</strong>tes par des phosphates ou des silicates ;<br />

• diminution de la tension superficielle : les molécules de<br />

graisse sont enrobées par des agents organiques, ce qui<br />

diminue les liaisons entre celles-ci <strong>et</strong> le support.<br />

Deux procédés sont utilisés : immersion (ou au trempé) <strong>et</strong><br />

aspersion. L’eff<strong>et</strong> mécanique (agitation du bain, pression d’aspersion)<br />

améliore l’efficacité du dégraissage. Concernant le<br />

dégraissage par immersion, plusieurs bains sont disposés en<br />

cascade.<br />

Un dégraissage insuffisant est générateur de défauts de surface,<br />

ce qui montre l’importance du contrôle des conditions de c<strong>et</strong>te<br />

opération. Il faut également faire attention au phénomène de<br />

résinification de l’huile sur la pièce à dégraisser, sous l’eff<strong>et</strong> de<br />

la lumière rendant le dégraissage très difficile, voire impossible.<br />

Enfin, les défauts de surface du métal (rayures, porosité, <strong>et</strong>c.)<br />

peuvent piéger des résidus d’huile qui <strong>pour</strong>ront dégazer lors de<br />

la cuisson de l’émail.<br />

15


16<br />

3<br />

L’<strong>émaillage</strong> des <strong>aciers</strong><br />

3.2.3 Le rinçage<br />

Le rinçage suit le dégraissage <strong>et</strong> il est fait en une ou plusieurs<br />

étapes :<br />

• un seul rinçage à l’eau chaude (60 à 70°C) en cas<br />

d’opérations de traitement de surface ultérieures<br />

( décapage, <strong>et</strong>c.) ;<br />

• rinçage chaud, rinçage froid <strong>et</strong> rinçage à l’eau déminéralisée<br />

s’il n’y a plus de traitement de surface ultérieur.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

3.2.4 Le décapage<br />

Le but du décapage est d’attaquer la surface de l’acier <strong>pour</strong> en<br />

augmenter la microrugosité <strong>et</strong> ainsi sa réactivité, ce qui est<br />

favorable <strong>pour</strong> l’adhérence de l’émail. Le décapage est généralement<br />

fait avec de l’acide sulfurique concentré (H 2 SO 4 )<br />

<strong>et</strong> l’attaque se fait principalement sur les joints de grains.<br />

L’intensité du décapage est mesuré par la perte en fer. Selon<br />

le procédé d’<strong>émaillage</strong> mis en œuvre, le décapage peut être<br />

léger (perte en fer = 5 g/m 2 par face) ou fort (perte en fer =<br />

25 g/m 2 par face).<br />

La réaction chimique mise en œuvre au cours du décapage est<br />

la suivante :<br />

fer + acide sulfurique fer en solution dans l’acide<br />

+ hydrogène gazeux<br />

Fe (0) + (2H + 2- + SO4 ) 2+ 2- (Fe + SO4 ) +<br />

<br />

H2<br />

<strong>Les</strong> conditions standard de décapage sont les suivantes :<br />

• température du bain d’acide : 70 à 75°C<br />

• concentration d’acide sulfurique : H 2SO 4 à 7%<br />

• temps de décapage : de 10 à 15 mn<br />

• concentration de fer dans le bain : 2 g/l<br />

Une variation, même faible, de ces conditions standard peut<br />

entraîner une variation importante de la perte en fer <strong>et</strong> ainsi de<br />

l’adhérence de l’émail.<br />

L’analyse chimique de l’acier est également un paramètre<br />

extrêmement important <strong>pour</strong> le contrôle de la perte en fer.<br />

Certains éléments tels que le phosphore, le cuivre ou le molybdène<br />

influent beaucoup sur sa valeur. Il est donc primordial<br />

que les teneurs en éléments chimiques de l’acier soient contrôlées<br />

avec une grande précision.<br />

Dans le cas de l’<strong>émaillage</strong> blanc direct, le décapage est l’étapeclé<br />

<strong>pour</strong> l’obtention d’une pièce de bonne qualité. Après décapage,<br />

le faciès observé sera en fonction de la perte en fer mesurée.<br />

<strong>Les</strong> photos ci-dessous montrent l’influence du décapage<br />

sur la surface de la pièce, notamment la microrugosité sur les<br />

grains <strong>et</strong> l’attaque des joints de grains.<br />

Décapage normal Surdécapage Surface non décapée


3.2.5 Le rinçage acide<br />

En <strong>émaillage</strong> blanc direct, nous verrons plus loin qu’il est nécessaire<br />

de déposer du nickel sur la pièce après décapage, de façon<br />

à obtenir une bonne adhérence de l’émail blanc sur l’acier.<br />

La quantité de nickel que l’on peut déposer sur une pièce <strong>pour</strong><br />

une température, un temps de nickelage <strong>et</strong> une concentration<br />

de nickel dans le bain donnés, est fonction du pH. C<strong>et</strong>te quantité<br />

est maximale lorsque le pH est égal à 2,8. Or, il se trouve<br />

qu’après l’opération de décapage, le pH à la surface de la pièce<br />

est inférieur à 1. S’il n’y a pas de rinçage après décapage, le pH<br />

restera bas <strong>et</strong> peu de nickel sera déposé. De même, s’il est procédé<br />

à un rinçage à l’eau, le résultat sera également une faible<br />

quantité de nickel déposée.<br />

Le rinçage acide a donc <strong>pour</strong> but de faire remonter le pH de la<br />

pièce, mais sans dépasser la valeur optimale.<br />

Ni déposé<br />

sans rinçage rinçage à l’eau<br />

2,8<br />

T, t, %Ni dans le bain<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

pH<br />

3.2.6 Le nickelage<br />

Le nickel joue un rôle important dans le cas du procédé<br />

d’<strong>émaillage</strong> blanc direct <strong>pour</strong> l’adhérence de l’émail. Il peut<br />

éventuellement être utilisé en faible quantité avec les procédés<br />

conventionnels (flash de nickel).<br />

La méthode la plus courante utilisée <strong>pour</strong> déposer le nickel<br />

est celle de la réaction par déplacement du nickel par le fer :<br />

2Fe + NiSO4 + H2SO4 2FeSO4 + Ni + H<br />

<br />

2<br />

Conditions :<br />

• NiSO 4 : 12 à 15 g/l<br />

• pH : 2,8<br />

• température : 70°C<br />

• temps : 7 mn<br />

De même que <strong>pour</strong> le décapage, les conditions de nickelage ont<br />

une très grande importance sur la quantité de nickel déposée.<br />

Une faible variation peut avoir de lourdes conséquences sur<br />

l’adhérence de l’émail.<br />

De façon à obtenir une bonne adhérence <strong>et</strong> un bon aspect de<br />

l’émail en <strong>émaillage</strong> blanc direct, il existe une combinaison optimale<br />

entre la perte en fer à obtenir <strong>et</strong> la quantité de nickel :<br />

• perte en fer de 25 à 50 g/m 2 par face<br />

• quantité de nickel déposée de 1 à 2 g/m 2 par face<br />

mauvaise<br />

adhérence<br />

Ni<br />

(g/m 2 /1 face)<br />

2<br />

1<br />

0,4<br />

0<br />

25 50<br />

mauvais aspect<br />

bonne adhérence<br />

bon aspect<br />

perte en fer<br />

(g/m 2 /1 face)<br />

17


18<br />

3<br />

L’<strong>émaillage</strong> des <strong>aciers</strong><br />

3.2.7 Rinçage final, neutralisation <strong>et</strong> séchage<br />

Le but du rinçage final est d’éliminer toutes les traces acides<br />

encore présentes à la surface de la pièce. Généralement, deux<br />

bains sont utilisés :<br />

• premier bain :<br />

2,5 < pH < 3,2 <strong>et</strong> T = 30 à 35°C pendant 7 mn<br />

• second bain :<br />

3,5 < pH < 4 <strong>et</strong> T = 25°C pendant 7 mn<br />

L’opération de neutralisation a <strong>pour</strong> objectif d’éliminer complètement<br />

les restes d’acide :<br />

• 10,5 < pH < 11,5 <strong>et</strong> T = 70°C pendant 7 mn<br />

A la fin de la préparation de surface, il est nécessaire que les<br />

pièces soient séchées <strong>pour</strong> éviter qu’elles ne s’oxydent avant<br />

<strong>émaillage</strong>.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

3.3 L’application de l’émail<br />

L’émail peut être appliqué par voie humide ou par voie sèche.<br />

3.3.1 Application par voie humide<br />

Il y a plusieurs façons d’appliquer l’émail par voie humide.<br />

Application au trempé<br />

La pièce à émailler est plongée dans une barbotine d’émail<br />

(mélange de poudre d’émail <strong>et</strong> d’eau), dont la densité <strong>et</strong> la<br />

viscosité sont très bien contrôlées. <strong>Les</strong> pièces sont ensuite<br />

suspendues de façon à perm<strong>et</strong>tre au surplus d’émail déposé de<br />

pouvoir s’écouler <strong>et</strong> ainsi obtenir une épaisseur déposée régulière.<br />

Ce procédé est souvent utilisé <strong>pour</strong> les pièces de géométrie<br />

complexes telles que les cavités de four. Un inconvénient<br />

de ce procédé est qu’il peut laisser des coulures d’émail sur<br />

les pièces. Une variante de l’application au trempé, le trempé<br />

secoué, qui consiste à animer la pièce de mouvements divers à<br />

la sortie du bain, perm<strong>et</strong> de limiter les coulures <strong>et</strong> les surépaisseurs<br />

d’émail déposé.<br />

Flow coating<br />

Ce procédé consiste à asperger la pièce sur toute sa surface par<br />

un ou plusieurs j<strong>et</strong>s ronds d’émail.<br />

Le pistolage pneumatique<br />

L’émail est pulvérisé sur la pièce à émailler à l’aide d’un pistol<strong>et</strong><br />

traversé par un j<strong>et</strong> d’air comprimé, dont la pression varie de<br />

3 à 4,5 bars. L’application s’effectue en général dans des cabines,<br />

les pièces étant transportées par un convoyeur. Le pistolage<br />

manuel nécessite de la part de l’opérateur une grande<br />

expérience <strong>pour</strong> éviter les coulures <strong>et</strong> surépaisseurs d’émail.<br />

C<strong>et</strong>te opération peut être automatisée <strong>et</strong> est plutôt réservée<br />

aux p<strong>et</strong>ites séries.<br />

Le pistolage électrostatique<br />

Une différence de potentiel électrique est appliquée entre<br />

l’émail chargé négativement <strong>et</strong> la pièce à émailler chargée<br />

positivement. Le pistol<strong>et</strong> d’<strong>émaillage</strong> est constitué d’un tube<br />

central au travers duquel passe l’émail entouré d’une buse<br />

annulaire dans laquelle passe l’air de pulvérisation à plus grande<br />

vitesse que le flux d’émail. C<strong>et</strong>te différence de vitesse provoque<br />

l’atomisation de la barbotine d’émail en fines gouttel<strong>et</strong>tes.<br />

A la sortie du pistol<strong>et</strong>, elles traversent l’atmosphère qui a été<br />

ionisée dans un champ électrique <strong>et</strong> se chargent négativement<br />

avant de se déposer sur la pièce à émailler. Après formation<br />

des premières couches, les gouttel<strong>et</strong>tes suivantes vont subir<br />

une attraction de plus en plus faible de la part de la pièce <strong>et</strong><br />

une force répulsive va naître, s’opposant à la force d’attraction<br />

jusqu’à ce qu’un équilibre soit atteint, régulant ainsi l’épaisseur


déposée. La couche d’émail déposée est donc uniforme <strong>et</strong> les<br />

pertes sont limitées.<br />

Le procédé ETE<br />

(Elektro-Tauch-Emaillierung ou électrophorèse)<br />

Le procédé par électrophorèse est essentiellement utilisé <strong>pour</strong><br />

l’<strong>émaillage</strong> direct. <strong>Les</strong> particules d’émail, en suspension colloïdale<br />

dans de l’eau additionnée de sel, sont transportées sous<br />

l’eff<strong>et</strong> d’un champ électrique. Elles sont chargées négativement<br />

en surface <strong>et</strong> précipitées à l’anode de la cellule d’électrolyse,<br />

qui est la pièce à émailler. Ce procédé perm<strong>et</strong> d’obtenir<br />

une épaisseur d’émail très régulière (autolimitation du dépôt)<br />

<strong>et</strong> un aspect de surface exceptionnel. Il est très performant<br />

<strong>pour</strong> les pièces plates.<br />

Il présente cependant quelques inconvénients :<br />

• il est coûteux ;<br />

• il nécessite l’utilisation de cathode ayant la forme<br />

de la pièce à émailler ;<br />

• le suivi des caractéristiques électriques de la barbotine<br />

est complexe.<br />

3.3.2 Application par voie sèche :<br />

pistolage poudre électrostatique<br />

Le principe du pistolage électrostatique en poudre est le même<br />

que <strong>pour</strong> la voie humide. Un champ électrique est formé entre<br />

la buse électrode <strong>et</strong> la pièce à émailler. <strong>Les</strong> particules d’émail,<br />

propulsées en dehors du pistol<strong>et</strong> par un flux d’air, se chargent<br />

négativement, migrent vers la pièce à émailler (électrode positive)<br />

<strong>et</strong> s’y déposent. Après dépôt d’une première couche, les<br />

particules subissent une force d’attraction moindre. Il y a alors<br />

création de forces répulsives qui, lorsqu’elles deviennent égales<br />

aux forces d’attraction, empêchent les particules de se fixer. Il<br />

y a donc autolimitation <strong>et</strong> uniformisation de la couche d’émail<br />

déposée.<br />

Il est nécessaire que les particules d’émail soient enrobées<br />

(enveloppe organique, en général, silicone) <strong>pour</strong> éviter leur<br />

hydratation, ce qui aurait <strong>pour</strong> eff<strong>et</strong> de diminuer leur résistance<br />

électrique, empêchant un dépôt correct de l’émail sur la pièce.<br />

La qualité de l’enrobage, la granulométrie <strong>et</strong> la rhéologie de la<br />

poudre sont les facteurs essentiels <strong>pour</strong> l’obtention d’un dépôt<br />

régulier de l’émail <strong>et</strong> d’un bel aspect de surface après cuisson.<br />

Ce procédé est très adapté <strong>pour</strong> les pièces plates, les corps<br />

creux – type cavité de four – étant plus difficile à émailler à<br />

cause de l’influence de l’eff<strong>et</strong> cage de Faraday.<br />

Ses avantages sont nombreux :<br />

• diminution des rebuts ;<br />

• économie de matière ;<br />

• régularité des épaisseurs déposées.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

3.4 Le séchage <strong>et</strong> la cuisson de l’émail<br />

3.4.1 Le séchage de l’émail<br />

Le séchage est une opération indispensable après l’application<br />

d’émail par voie liquide. En eff<strong>et</strong>, l’humidité, qui représente<br />

40 à 50% de la masse déposée, peut provoquer, au cours de<br />

la cuisson, le r<strong>et</strong>irage de l’émail. Le revêtement sec obtenu est<br />

appelé biscuit.<br />

Le séchage à l’air libre n’est pas recommandé car les pièces<br />

peuvent être contaminées par des particules exogènes contenues<br />

dans l’air <strong>et</strong> il peut rester de l’humidité résiduelle dans<br />

l’émail pouvant favoriser l’apparition de coups d’ongle. Il est<br />

nécessaire d’utiliser des séchoirs ou des étuves à des températures<br />

comprises entre 70 <strong>et</strong> 120°C. Le séchage par rayonnement<br />

infrarouge ou par convection est le moyen le plus sûr<br />

<strong>pour</strong> préparer les pièces avant la cuisson.<br />

3.4.2 La cuisson de l’émail<br />

A l’exception du procédé d’<strong>émaillage</strong> sur tôles aluminiées, la<br />

cuisson est généralement opérée à une température comprise<br />

entre 780 <strong>et</strong> 850°C, qui est largement supérieure à la température<br />

de ramollissement de l’émail (entre 500 <strong>et</strong> 600°C). Elle<br />

peut se faire dans un four box ou dans un four tunnel (continu).<br />

Le temps <strong>et</strong> la température de cuisson dépendent de l’épaisseur<br />

de l’acier <strong>et</strong> de la nature de l’émail. La cuisson s’opère dans<br />

une atmosphère oxydante.<br />

<strong>Les</strong> fours box sont généralement utilisés <strong>pour</strong> les p<strong>et</strong>ites séries<br />

<strong>et</strong> des pièces de faibles dimensions. On les trouvera surtout<br />

chez les émailleurs indépendants.<br />

<strong>Les</strong> fours tunnel sont soit rectilignes, soit en forme de U ou de<br />

L. Ils sont adaptés à la fabrication de grandes séries. Ils sont<br />

constitués de trois zones : préchauffage, cuisson <strong>et</strong> refroidissement,<br />

ce qui autorise une montée <strong>et</strong> une descente en température<br />

régulière. <strong>Les</strong> pièces, disposées sur des balancelles<br />

traversent ces zones, suspendues à un convoyeur. Des rideaux<br />

d’air, situés à l’entrée <strong>et</strong> à la sortie du four évitent les pertes<br />

thermiques.<br />

Le chauffage des fours est principalement électrique ou au gaz<br />

par tubes radiants. <strong>Les</strong> éléments de chauffe sont disposés sur les<br />

parois <strong>et</strong> la sole du four. L’énergie thermique est directement<br />

transmise à la pièce par rayonnement <strong>et</strong> convection.<br />

19


20<br />

3<br />

L’<strong>émaillage</strong> des <strong>aciers</strong><br />

3.4.3 <strong>Les</strong> mécanismes d’adhérence de l’émail sur l’acier<br />

L’adhérence de l’émail sur acier non revêtu est obtenue au<br />

travers de réactions chimiques se déroulant pendant la cuisson<br />

<strong>et</strong> le refroidissement.<br />

Le processus peut être scindé en quatre étapes :<br />

1 ère étape : jusqu’à 550°C<br />

• L’humidité (H 2 O) <strong>et</strong> l’oxygène (O 2 ) de l’air pénètrent<br />

dans l’émail poreux <strong>et</strong> oxydent le fer contenu dans l’acier.<br />

• Il y a donc formation d’une couche d’oxyde de fer<br />

à l’interface émail/acier.<br />

• L’hydrogène atomique provenant de la décomposition<br />

de H 2 O diffuse dans l’acier, se recombine en hydrogène<br />

moléculaire <strong>et</strong> comble les trous contenus dans l’acier.<br />

La solubilité de H 2 dans l’acier augmente avec la température.<br />

2 ème étape : entre 550 <strong>et</strong> 830°C<br />

• Il y a ramollissement, puis fusion de l’émail qui va former<br />

une couche semi-perméable entraînant une diminution<br />

des échanges gazeux avec l’atmosphère du four.<br />

• L’oxyde de fer présent à l’interface émail/acier est<br />

dissous par l’émail.<br />

température de cuisson (°C)<br />

900<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

émail imperméable à O 2 de l’air <strong>et</strong> réaction des oxydes avec l’émail<br />

fusion de l’émail<br />

émail poreux <strong>et</strong><br />

oxydation du fer<br />

0 1 2 3 4 5 6 7<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

3 ème étape : vers 830°C<br />

• A c<strong>et</strong>te température se passent des réactions chimiques<br />

d’oxydoréduction entre la couche d’oxyde de fer<br />

présente à l’interface émail/acier, les oxydes métalliques<br />

contenus dans l’émail <strong>et</strong> le carbone contenu dans l’acier.<br />

• Il y a précipitation d’alliages Fe-Ni-Co à l’interface émail/<br />

acier, qui sont à l’origine de l’adhérence de l’émail sur<br />

l’acier.<br />

• L’adhérence est favorisée par la rugosité de l’acier.<br />

• L’oxygène dissous se recombine avec le carbone<br />

contenu dans l’acier générant des dégagements gazeux<br />

de CO/CO 2 , dont l’intensité doit être contrôlée.<br />

• La quantité d’hydrogène contenue dans l’acier est maximale.<br />

4 ème étape : le refroidissement<br />

• Il y a solidification de l’émail entraînant l’arrêt des<br />

échanges gazeux.<br />

• La solubilité de l’hydrogène décroît dans l’acier lorsque<br />

la température diminue. Il se r<strong>et</strong>rouve en sursaturation<br />

dans l’acier <strong>et</strong> vient s’accumuler sous la couche d’émail.<br />

Une trop grande quantité d’hydrogène présente à<br />

l’interface sera à l’origine du défaut coup d’ongle (voir<br />

chapitre 4.1).<br />

solidification de l’émail<br />

arrêt des réactions<br />

temps (mn)


4 <strong>Les</strong><br />

procédés d’<strong>émaillage</strong><br />

<strong>et</strong> les qualités associées<br />

4.1 L’hydrogène <strong>et</strong> les coups d’ongle 22<br />

4.1.1 La formation des coups d’ongle 22<br />

4.1.2 Conséquence sur la métallurgie des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 22<br />

4.1.3 Mesure de la capacité d’absorption de l’acier :<br />

le test de perméation H 2 Strohlein 23<br />

4.2 Emaillage sur acier laminé à chaud 24<br />

4.2.1 Domaine d’application 24<br />

4.2.2 La gamme <strong>ArcelorMittal</strong> des <strong>aciers</strong> laminés à chaud<br />

<strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 24<br />

4.2.3 Utilisation 24<br />

4.2.4 Easyfilm ® HPE <strong>et</strong> Easyfilm ® HFE 25<br />

4.3 Emaillage sur acier laminé à froid 25<br />

4.3.1 Emaillage masse une couche / une cuisson 25<br />

4.3.2 Emaillage conventionnel : deux couches / deux cuissons 25<br />

4.3.3 Emaillage blanc direct 26<br />

4.3.4 Emaillage deux couches / une cuisson 26<br />

4.3.5 La gamme <strong>ArcelorMittal</strong> des <strong>aciers</strong> laminés à froid<br />

<strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 26<br />

4.3.6 Synoptique des procédés d’<strong>émaillage</strong> sur<br />

support laminé à froid 28<br />

4.4 L’<strong>émaillage</strong> basse température sur support acier aluminié 28<br />

4.4.1 <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> aluminiés <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> : Alusi ® BEC <strong>et</strong> Alusi ® BEA 28<br />

4.4.2 Application 29<br />

4.4.3 Mise en œuvre 29<br />

21


22<br />

4<br />

<strong>Les</strong> procédés d’<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> les qualités associées<br />

<strong>Les</strong> procédés d’<strong>émaillage</strong> actuels se sont développés au cours<br />

du 20 ème siècle <strong>et</strong> ont suivi les progrès liés d’une part à l’élaboration<br />

de l’acier <strong>et</strong> d’autre part à l’évolution des contraintes<br />

environnementales. Se sont donc succédés, l’<strong>émaillage</strong><br />

conventionnel sur acier laminé à froid, puis, dans les années<br />

’60, l’<strong>émaillage</strong> blanc direct avec l’apparition des <strong>aciers</strong> décarburés<br />

en bobine expansée (brev<strong>et</strong> B<strong>et</strong>hlehem Steel Corporation<br />

en 1958), ensuite, dans les années ’80, le développement<br />

de l’<strong>émaillage</strong> deux couches / une cuisson, enfin l’apparition<br />

des techniques d’<strong>émaillage</strong> sur supports revêtus métalliques au<br />

tournant des années 2000. Parallèlement, l’<strong>émaillage</strong> sur support<br />

laminé à chaud s’est également développé, en particulier<br />

<strong>pour</strong> les applications chauffe-eau.<br />

L’énumération des procédés d’<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> qualités associées<br />

suit donc c<strong>et</strong>te évolution historique. Toutefois, avant de décrire<br />

ces procédés, il est impératif d’évoquer d’abord le principal paramètre<br />

qui va gouverner leur métallurgie : la résistance aux coups<br />

d’ongle.<br />

4.1 L’hydrogène <strong>et</strong> les coups d’ongle<br />

4.1.1 La formation des coups d’ongle<br />

Nous avons vu précédemment que pendant la cuisson de<br />

l’émail, l’hydrogène pénètre à l’intérieur de l’acier de la façon<br />

suivante :<br />

• l’humidité de l’air (H 2O) contenu dans l’atmosphère du four<br />

pénètre dans l’émail <strong>et</strong> migre vers l’interface émail/acier ;<br />

• il y a alors décomposition de H 2O ;<br />

• l’oxygène participe aux réactions d’adhérence de l’émail<br />

sur l’acier ;<br />

• l’hydrogène atomique pénètre dans l’acier, puis se recombine<br />

sous forme d’hydrogène gazeux H 2.<br />

Pendant c<strong>et</strong>te phase de montée en température, la solubilité<br />

de l’hydrogène dans l’acier augmente.<br />

Coups d’ongle<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Au cours du refroidissement, la solubilité de l’hydrogène<br />

dans l’acier diminue :<br />

• il y a solidification de l’émail ;<br />

• une partie de l’hydrogène en excès (puisque sa solubilité<br />

diminue) doit sortir de l’acier ;<br />

• l’hydrogène migre vers l’interface acier/émail <strong>et</strong> reste bloqué,<br />

n’ayant plus de possibilité de sortir du fait que l’émail<br />

s’est solidifié ;<br />

• la sursaturation en hydrogène engendre donc de très<br />

fortes pressions locales. Des sautes d’émail sont provoquées,<br />

créant ainsi le défaut coup d’ongle (sa morphologie<br />

rappelle l’empreinte de l’ongle dans la pâte à modeler).<br />

L’intensité du phénomène sera directement liée à la<br />

quantité de vapeur d’eau amenée dans le système.<br />

De même, la capacité de l’acier à absorber l’hydrogène sera<br />

déterminante.<br />

Ce défaut est très redouté, aussi bien chez les émailleurs que<br />

chez l’utilisateur final, car il apparaît à r<strong>et</strong>ardement.<br />

<strong>Les</strong> principaux paramètres qui aggravent la formation des<br />

coups d’ongle sont :<br />

• une atmosphère de cuisson humide ;<br />

• un séchage insuffisant en cas d’application de l’émail<br />

par voie humide ;<br />

• l’utilisation d’un acier non adapté à l’<strong>émaillage</strong>.<br />

Pour y remédier, un strict contrôle des conditions d’<strong>émaillage</strong><br />

est donc nécessaire. De même, l’acier doit présenter une capacité<br />

d’absorption d’hydrogène suffisante, ce qui justifie qu’il soit<br />

élaboré avec une métallurgie particulière.<br />

4.1.2 Conséquence sur la métallurgie des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong><br />

<strong>émaillage</strong><br />

Cas des <strong>aciers</strong> laminés à froid<br />

Le mode de fabrication de l’acier est directement lié à l’obtention<br />

de pièges à hydrogène. Dans le cas des <strong>aciers</strong> calmés<br />

aluminium, sera favorisée la formation d’amas de cémentite<br />

(carbure de fer Fe 3 C) au cours du laminage à chaud en pratiquant<br />

un bobinage très chaud. <strong>Les</strong> carbures de fer étant très<br />

fragiles, leur fragmentation fine au cours du laminage à froid<br />

provoquera l’apparition de p<strong>et</strong>its trous dans leur voisinage : les<br />

pièges à hydrogène.<br />

<strong>Les</strong> précipités de sulfures de manganèse participent également<br />

à la résistance aux coups d’ongle. Lors du laminage à froid, ils se<br />

déforment induisant une décohésion avec la matrice <strong>et</strong> l’apparition<br />

de p<strong>et</strong>ites cavités.<br />

D’autres solutions peuvent également être mises en œuvre en<br />

utilisant l’affinité <strong>pour</strong> l’hydrogène d’éléments tels que le bore.


Aciers calmés aluminium<br />

Laminage à chaud :<br />

cémentite Fe 3C<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

<br />

Dans le cas des <strong>aciers</strong> sans interstitiel (IFS – Interstitial Free<br />

Steel), le piégeage sera assuré par les précipités de titane<br />

formés en amont du bobinage au train à bande. Ce piégeage<br />

chimique est consolidé par une part de décohésion matrice /<br />

précipités de titane, lors du laminage à froid.<br />

Cas des <strong>aciers</strong> laminés à chaud<br />

Cémentite fragmentée<br />

après laminage à froid<br />

Dans le cas des <strong>aciers</strong> laminés à chaud, le piégeage de l’hydrogène<br />

ne peut être que chimique, le piège le plus efficace étant<br />

les carbures de titane.<br />

L’efficacité du piégeage est cependant dans ce cas inférieure à<br />

ce que l’on obtient en laminé à froid.<br />

4.1.3 Mesure de la capacité d’absorption de l’acier :<br />

le test de perméation H 2 Strohlein<br />

Le test de perméation Strohlein perm<strong>et</strong> de mesurer la capacité<br />

d’absorption de l’hydrogène par l’acier en déterminant<br />

le volume total des cavités présentes dans l’acier. Il s’appuie<br />

sur la génération d’hydrogène gazeux par électrolyse. La solution<br />

est composée d’acide sulfurique, d’oxyde d’arsenic <strong>et</strong><br />

de chlorure mercureux en faible proportion. Elle est régulée à<br />

25°C. L’instauration du courant continu à partir d’un générateur<br />

d’intensité provoque la réaction de réduction des protons<br />

H + contenus dans la solution.<br />

L’hydrogène atomique pénètre puis diffuse à travers le métal,<br />

se recombine sous forme moléculaire dans les imperfections.<br />

Lorsque le métal est saturé, le signal évolue en sortie. On obtient<br />

ainsi une courbe de perméation donnant la quantité d’hydrogène<br />

traversant le métal en fonction du temps.<br />

Le temps de perméation (t 0 ) est directement lié à la capacité<br />

de l’acier à être <strong>émaillé</strong>. La norme EN 10209 définit comme<br />

égale à 100 la valeur de TH à partir de laquelle un acier est dit<br />

émaillable.<br />

volume H 2<br />

enregistreur<br />

de données H 2<br />

t 0<br />

TH = 15t 0 /e 2<br />

TH >100<br />

+<br />

solution aqueuse<br />

(H 2 SO 4 + additifs)<br />

T = 25°C<br />

H + + e - H<br />

2H H 2<br />

temps<br />

épaisseur<br />

de l’acier : e<br />

Ce test ne peut s’appliquer qu’aux <strong>aciers</strong> présentant des cavités,<br />

donc aux <strong>aciers</strong> calmés aluminium. Dans le cas des <strong>aciers</strong><br />

IFS, la susceptibilité aux coups d’ongle est mesurée au travers<br />

d’un test d’<strong>émaillage</strong> en atmosphère humide ou par utilisation<br />

d’un émail de masse non adhérent (masse sensible).<br />

23


24<br />

4<br />

<strong>Les</strong> procédés d’<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> les qualités associées<br />

4.2 Emaillage sur acier laminé à chaud<br />

4.2.1 Domaine d’application<br />

L’<strong>émaillage</strong> sur support laminé à chaud consiste à appliquer sur<br />

une ou deux faces préalablement préparées une ou plusieurs<br />

couches d’émail, puis à opérer une cuisson à haute température.<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> laminés à chaud <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> une face, qui sont<br />

des <strong>aciers</strong> présentant une analyse chimique particulière perm<strong>et</strong>tant<br />

de garantir :<br />

• une excellente résistance aux coups d’ongle<br />

des pièces <strong>émaillé</strong>es ;<br />

• la conservation des caractéristiques mécaniques après<br />

déformation <strong>et</strong> cuisson de l’émail.<br />

Deux qualités sont proposées selon les exigences liées<br />

aux contraintes d’utilisation : S240EK <strong>et</strong> S300EK. Elles<br />

peuvent être livrées à l’état noir, décapé huilé ou non huilé.<br />

Il est important de noter que ces <strong>aciers</strong> ne sont contraints à<br />

aucune normalisation.<br />

4.2.2 La gamme <strong>ArcelorMittal</strong> des <strong>aciers</strong> laminés à chaud <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Qualités<br />

S240EK S300EK<br />

Mise en forme Pliage – Profilage = =<br />

Pliage / Profilage sévère – Emboutissage<br />

léger<br />

= l<br />

Emboutissage = n<br />

Assemblage Soudage sans difficulté (1)<br />

Procédé d’<strong>émaillage</strong><br />

Emaillage<br />

une face<br />

4.2.3 Utilisation<br />

<strong>Les</strong> qualités S240EK <strong>et</strong> S300EK sont utilisées <strong>pour</strong> la fabrication<br />

des cuves de chauffe-eau. Leurs caractéristiques mécaniques<br />

sont conservées après déformation <strong>et</strong> cuisson de l’émail.<br />

Cela présente les avantages suivants :<br />

• la marge de sécurité vis-à-vis des phénomènes de fatigue<br />

subis par le chauffe-eau lors des phases de chauffe est<br />

augmentée, d’où sa plus grande durée de vie ;<br />

• réduction possible de l’épaisseur <strong>et</strong> donc du coût matière<br />

du chauffe-eau.<br />

Enfin, la paroi intérieure de la cuve présente, après <strong>émaillage</strong>,<br />

une excellente tenue à la corrosion, associée à une bonne résistance<br />

à la chaleur <strong>et</strong> à l’humidité.<br />

Traitement de surface Dégraissage éventuel + grenaillage (2)<br />

Application de l’émail Par voie humide ou poudre (3)<br />

Cuisson de l’émail A ca. 830°C<br />

Applications Fonds de chauffe-eau Viroles de chauffe-eau<br />

= Qualité qui peut être utilisée <strong>pour</strong> le procédé (mise en forme ou <strong>émaillage</strong>)<br />

l Qualité qui peut être utilisée, mais avec précaution (mise en forme ou <strong>émaillage</strong>)<br />

n Qualité non recommandée ou interdite (mise en forme ou <strong>émaillage</strong>)<br />

(1) <strong>Les</strong> qualités se soudent sans difficulté, quels que soient les procédés de soudage r<strong>et</strong>enus (TIG, MIG, Mol<strong>et</strong>te, Laser).<br />

(2) Le produit est généralement livré à l’état décapé non huilé. Le traitement de surface consiste en un dégraissage éventuel suivi d’un grenaillage.<br />

La face non <strong>émaillé</strong>e est enduite de Borax de façon à empêcher la formation de calamine pendant la cuisson d’<strong>émaillage</strong>.<br />

(3) L’émail est la plupart du temps appliqué par voie humide par flow-coating ou pistolage. Dans ce cas, un séchage de l’émail à une température comprise<br />

entre 70 <strong>et</strong> 120°C est impératif. Application par poudrage électrostatique possible.


4.2.4 Easyfilm ® HPE <strong>et</strong> Easyfilm ® HFE<br />

Easyfilm® HPE <strong>et</strong> Easyfilm® HFE sont des films secs non permanents<br />

appliqués sur des supports laminés à chaud qui offrent<br />

les avantages suivants :<br />

• une protection contre la corrosion : c<strong>et</strong>te protection est de<br />

3 mois dans le cas de l’Easyfilm® HPE <strong>et</strong> elle est de 6 mois<br />

dans le cas de l’Easyfilm® HFE ;<br />

• un aspect sec de la bande, ce qui perm<strong>et</strong> de garder les<br />

ateliers propres <strong>et</strong> de travailler en sécurité ;<br />

• une bonne aptitude au soudage <strong>et</strong> à la découpe laser ;<br />

• une compatibilité avec toutes les huiles de<br />

lubrification connues ;<br />

• la faculté d’être éliminé par un procédé de<br />

dégraissage alcalin ;<br />

• l’absence totale de métaux lourds.<br />

L’Easyfilm® HFE présente en outre un très bon coefficient de<br />

frottement sur toute la surface (µ < 0,1). Il est donc particulièrement<br />

adapté à la réalisation de pièces fortement embouties<br />

ou profilées dont la mise en œuvre nécessite généralement une<br />

lubrification supplémentaire. Cela présente <strong>pour</strong> l’utilisateur un<br />

avantage économique évident :<br />

• simplification du procédé d’<strong>émaillage</strong> ;<br />

• plus d’achat de lubrifiants <strong>pour</strong> l’emboutissage nécessaire ;<br />

• réduction du coût de traitement <strong>et</strong> recyclage des huiles<br />

usées.<br />

Ces produits sont compatibles, sous certaines conditions, avec<br />

tous les procédés d’<strong>émaillage</strong> par poudrage.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

4.3 Emaillage sur acier laminé à froid<br />

4.3.1 Emaillage masse une couche / une cuisson<br />

Ce procédé consiste à appliquer <strong>et</strong> à cuire sur chacune des<br />

faces de la pièce à émailler un émail de masse. Il est destiné aux<br />

pièces semi-visibles <strong>et</strong> non visibles. En eff<strong>et</strong>, compte tenu qu’il<br />

n’est appliqué qu’une seule couche de masse contenant des<br />

oxydes d’adhérence naturellement colorés, seules les couleurs<br />

foncées sont réalisables.<br />

Ce procédé peut être utilisé <strong>pour</strong> :<br />

• les cavités de fours <strong>et</strong> de fours à micro-ondes ;<br />

• les pièces internes de fours encastrables ou de<br />

cuisinières :<br />

contre-portes, lèchefrites, plaques à pâtisserie ;<br />

• les cuves de lave-linge.<br />

4.3.2 Emaillage conventionnel :<br />

deux couches / deux cuissons<br />

émail de masse<br />

acier support<br />

Ce procédé est utilisé <strong>pour</strong> les pièces visibles. Il consiste, après<br />

avoir effectué un <strong>émaillage</strong> de masse une couche / une cuisson,<br />

à déposer <strong>et</strong> à cuire un émail de couverte sur la face visible<br />

(éventuellement sur les deux faces). Il perm<strong>et</strong> de faire des<br />

pièces en blanc ou en couleur en obtenant un très bon aspect<br />

de surface après <strong>émaillage</strong> :<br />

• pièces d’aspect en électroménager :<br />

tables de cuisson, couvercles <strong>et</strong> dessus de cuisinières,<br />

portes de fours encastrables, de fours à micro-ondes,<br />

de cuisinières ;<br />

• baignoires <strong>et</strong> bacs à douche ;<br />

• panneaux <strong>pour</strong> l’architecture.<br />

émail de couverte<br />

émail de masse<br />

acier support<br />

25


26<br />

4<br />

<strong>Les</strong> procédés d’<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> les qualités associées<br />

4.3.3 Emaillage blanc direct<br />

Pour l’<strong>émaillage</strong> de pièces visibles, l’<strong>émaillage</strong> conventionnel<br />

est un procédé relativement coûteux du fait de l’application<br />

de deux couches d’émail suivie de deux cuissons. L’objectif<br />

de l’<strong>émaillage</strong> blanc direct est l’obtention du même résultat, à<br />

savoir une pièce <strong>émaillé</strong>e en blanc exempte de défauts d’aspect<br />

de surface, en déposant une seule couche d’émail <strong>et</strong> en faisant<br />

une seule cuisson.<br />

Il est donc nécessaire d’utiliser un émail ne contenant pas<br />

d’oxydes d’adhérence, sinon, il ne peut pas être blanc, <strong>et</strong> un<br />

acier ayant une très faible teneur en carbone, <strong>pour</strong> éviter les<br />

dégagements gazeux lors de la cuisson.<br />

L’adhérence de l’émail sur l’acier sera obtenue en effectuant,<br />

après dégraissage, un décapage de la pièce <strong>pour</strong> en activer la<br />

surface, <strong>et</strong> en faisant un dépôt de nickel dont le rôle sera de<br />

contribuer à la liaison émail/acier.<br />

Le décapage est généralement fait avec de l’acide sulfurique.<br />

Son intensité est mesurée au travers de la valeur de la perte<br />

en fer.<br />

L’optimum en terme d’adhérence <strong>et</strong> d’aspect de surface après<br />

<strong>émaillage</strong> est obtenu en visant une perte en fer de 25 g/m 2 par<br />

face <strong>et</strong> un dépôt de nickel compris entre 1 <strong>et</strong> 2 g/m 2 par face.<br />

La basse teneur en carbone de l’acier sera obtenue en pratiquant<br />

un recuit de l’acier en bobine expansée (Recuit en Bobine<br />

Expansée = RBE) qui consiste d’abord à insérer un fil d’inox torsadé<br />

entre les spires de la bobine de façon à laisser entre elles<br />

un espace millimétrique (expansion), puis à recuire c<strong>et</strong>te bobine<br />

en recuit base sous atmosphère oxydante <strong>pour</strong> la décarburer.<br />

L’espace laissé entre les spires perm<strong>et</strong> un contact entre le gaz<br />

de recuit (vapeur d’eau) <strong>et</strong> toute la surface de l’acier facilitant<br />

ainsi sa décarburation.<br />

Par rapport au procédé d’<strong>émaillage</strong> conventionnel, l’<strong>émaillage</strong><br />

direct présente plusieurs avantages :<br />

• une couche d’émail plus mince offrant une plus grande<br />

résistance aux chocs ;<br />

• la très faible teneur en carbone de ces <strong>aciers</strong> perm<strong>et</strong> d’obtenir<br />

un aspect de surface après <strong>émaillage</strong> de très bonne<br />

qualité (absence de bouillons ou points noirs) <strong>et</strong> limite également<br />

les déformations à haute température (par exemple<br />

cas des cycles de pyrolyse).<br />

émail de couverte<br />

voile d’émail<br />

traitement de surface<br />

acier support<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

voile d’émail<br />

4.3.4 Emaillage deux couches / une cuisson<br />

émail de couverte<br />

émail de masse dopé<br />

acier support<br />

L’<strong>émaillage</strong> blanc direct présente deux inconvénients majeurs :<br />

• la préparation de surface est complexe, chère<br />

<strong>et</strong> peu écologique ;<br />

• il est nécessaire d’utiliser un acier décarburé.<br />

L’objectif de l’<strong>émaillage</strong> deux couches / une cuisson est d’obtenir<br />

le même résultat (pièce en blanc avec un aspect de surface<br />

exempt de défauts) avec une préparation de surface simplifiée<br />

<strong>et</strong> une seule cuisson. Le traitement de surface est limité à un<br />

simple dégraissage.<br />

L’adhérence de l’émail sur l’acier est obtenue au travers de<br />

l’utilisation d’un émail de masse dopé en oxydes d’adhérence<br />

(oxydes de nickel <strong>et</strong> de cobalt) dont l’épaisseur déposée ne<br />

devra pas excéder 30 à 40 µm.<br />

Il est nécessaire d’utiliser un acier dont la teneur en carbone<br />

est limitée de façon à éviter de trop importants dégagements<br />

gazeux lors de la cuisson d’<strong>émaillage</strong>. La teneur usuellement<br />

préconisée est C = 0,02 à 0,03%.<br />

4.3.5 La gamme <strong>ArcelorMittal</strong> des <strong>aciers</strong> laminés<br />

à froid <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

<strong>ArcelorMittal</strong> propose une gamme complète d’acier laminé à<br />

froid <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> (voir le tableau à la page suivante).<br />

<strong>Les</strong> qualités DC01EK, DC04EK, DC05EK <strong>et</strong> DC06EK sont<br />

conformes à la norme EN 10209. La qualité DC05EK a été<br />

spécialement développée <strong>pour</strong> le marché des baignoires. La<br />

qualité DC07EK est destinée aux emboutissages très profonds.<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> DC01EK, DC03EK, DC04EK <strong>et</strong> DC05EK sont<br />

des <strong>aciers</strong> calmés aluminium, alors que les <strong>aciers</strong> DC06EK <strong>et</strong><br />

DC07EK sont des <strong>aciers</strong> décarburés à l’aciérie de type IFS<br />

(Interstitial Free Steel).<br />

L’acier DC04ES est un acier laminé à froid calmé aluminium<br />

présentant une analyse chimique particulière, notamment en<br />

terme de teneur en carbone, qui a été développée spécialement<br />

<strong>pour</strong> le procédé d’<strong>émaillage</strong> deux couches / une cuisson<br />

après un simple dégraissage.<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> Solfer® <strong>et</strong> Solfer®+ sont des <strong>aciers</strong> calmés aluminium,<br />

décarburés au recuit en bobine expansé, <strong>et</strong> destinés au<br />

procédé d’<strong>émaillage</strong> direct d’aspect blanc <strong>et</strong> couleur en une<br />

seule couche après dégraissage, décapage fort <strong>et</strong> nickelage.<br />

Ces <strong>aciers</strong> peuvent cependant être utilisés en <strong>émaillage</strong> deux


couches / une cuisson <strong>et</strong> en <strong>émaillage</strong> masse ou conventionnel<br />

(<strong>émaillage</strong> de cavités de four auton<strong>et</strong>toyant à pyrolyse)<br />

moyennant l’utilisation d’émaux de masse adaptés à leur faible<br />

réactivité intrinsèque.<br />

Qualités<br />

Mise en forme Pliage – Profilage = l =<br />

Pliage / Profilage sévère –<br />

Emboutissage léger<br />

n l = l =<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

DC01EK<br />

Emboutissage n =<br />

DC03EK<br />

Emboutissage profond n l = n l<br />

Assemblage Soudage sans difficulté (1)<br />

Procédé d’<strong>émaillage</strong><br />

Emaillage direct<br />

Emaillage<br />

deux couches / une cuisson<br />

Emaillage conventionnel :<br />

<strong>émaillage</strong> masse <strong>et</strong><br />

<strong>émaillage</strong> deux couches / deux<br />

cuissons<br />

Ces qualités correspondent aux qualités normalisées DC03ED<br />

<strong>et</strong> DC04ED (EN 10209). Elles offrent enfin une excellente<br />

résistance au défaut coups d’ongle. Nous garantissons <strong>pour</strong> les<br />

qualités DC01EK, DC03EK, DC04EK, DC05EK, DC04ES,<br />

Solfer® <strong>et</strong> Solfer®+ un TH mini de 100 selon EN 10209.<br />

DC04EK<br />

Traitement de surface n<br />

Application de l’émail n<br />

DC05EK<br />

DC06EK<br />

DC07EK<br />

DC04ES<br />

Solfer ®<br />

Solfer ® +<br />

Dégraissage,<br />

décapage <strong>et</strong><br />

nickelage (2)<br />

Par voie<br />

liquide ou<br />

poudre (3)<br />

Cuisson de l’émail n A ca. 830°C<br />

Traitement de surface n Dégraissage (4)<br />

Application de l’émail n Par voie liquide ou poudre (5)<br />

Cuisson de l’émail n A ca. 830°C<br />

Traitement de surface Dégraissage (6)<br />

Application de l’émail Par voie humide ou sèche (7)<br />

Cuisson de l’émail A ca. 830°C<br />

= Qualité qui peut être utilisée <strong>pour</strong> le procédé (mise en forme ou <strong>émaillage</strong>)<br />

l Qualité qui peut être utilisée, mais avec précaution (mise en forme ou <strong>émaillage</strong>)<br />

n Qualité non recommandée ou interdite (mise en forme ou <strong>émaillage</strong>)<br />

(1) <strong>Les</strong> qualités se soudent sans difficulté, quels que soient les procédés de soudage r<strong>et</strong>enus. <strong>Les</strong> autres procédés d’assemblage (clinchage, sertissage) peuvent être mis<br />

en œuvre.<br />

(2) Dégraissage, décapage <strong>et</strong> nickelage. Perte en fer de 25 g/m 2 par face. Dépôt de nickel compris entre 1 <strong>et</strong> 2 g/m 2 par face.<br />

(3) Application d’une couche d’émail de 130 µ par voie liquide ou poudre : pistolage, ETE, <strong>émaillage</strong> électrostatique.<br />

(4) Il est nécessaire d’opérer un dégraissage soigné.<br />

(5) Application de l’émail par voie liquide ou poudre : pistolage ou <strong>émaillage</strong> électrostatique. Des émaux de masse adaptés dopés en oxydes d’adhérence (oxydes de<br />

nickel ou de cobalt) doivent être utilisés. L’épaisseur d’émail de masse ne doit pas excéder 30 µ, sinon la réactivité est trop importante. L’épaisseur de la couche<br />

d’émail de couverte est de 100 µ.<br />

(6) Le traitement de surface est limité à un simple dégraissage. Si un émail de masse non dopé est utilisé, il est conseillé, après un dégraissage soigné, de faire un<br />

décapage léger (perte en fer visée de 5 g/m 2 par face), surtout si sont utilisées les qualités DC06EK <strong>et</strong> DC07EK, qui présentent une moindre réactivité de surface.<br />

La réactivité de surface peut encore être améliorée par application d’un flash de nickel. Le décapage peut être évité par l’utilisation d’un émail de masse dopé en<br />

oxydes d’adhérence (oxydes de nickel, de cobalt, <strong>et</strong>c.).<br />

(7) L’application peut se faire par voie humide ou sèche : trempé, pistolage, <strong>émaillage</strong> électrostatique. Application d’une couche d’émail de masse dopé ou non dont<br />

l’épaisseur est d’environ 100 µ sur les deux faces. Dans le cas de l’<strong>émaillage</strong> deux couches / deux cuissons, application sur la face visible d’une couche d’émail de<br />

couverte dont l’épaisseur est d’environ 130 µ. Séchage impératif en cas d’application par voie humide (température comprise entre 70 <strong>et</strong> 120°C).<br />

27


28<br />

4<br />

<strong>Les</strong> procédés d’<strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> les qualités associées<br />

4.3.6 Synoptique des procédés d’<strong>émaillage</strong> sur support laminé à froid<br />

Acier<br />

Dégraissage<br />

Décapage fort<br />

Décapage<br />

léger<br />

4.4 L’<strong>émaillage</strong> basse température sur<br />

support acier aluminié<br />

couche d’émail<br />

Alusi®<br />

acier support<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Nickelage<br />

Application<br />

émail<br />

de masse<br />

Ce procédé s’effectue sur un support acier aluminié. <strong>Les</strong> émaux<br />

utilisés ont été adaptés de façon à obtenir une bonne adhérence<br />

sur ce type de support. Il consiste à déposer l’émail sur<br />

une seule face de la pièce à émailler, l’autre face étant protégée<br />

de la corrosion par le revêtement d’alliage Al/Si, <strong>et</strong> à opérer une<br />

cuisson à une température de l’ordre de 560°C (cuisson basse<br />

température).<br />

Application<br />

émail<br />

de couverte<br />

Cuisson 830°C<br />

Cuisson 830°C<br />

Cuisson 830°C<br />

Cuisson 830°C<br />

4.4.1 <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> aluminiés <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> :<br />

Alusi ® BEC <strong>et</strong> Alusi ® BEA<br />

Emaillage direct<br />

Emaillage<br />

conventionnel<br />

Emaillage<br />

deux couches /<br />

une cuisson<br />

Emaillage masse<br />

sans décapage<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> aluminiés <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> sont des <strong>aciers</strong> revêtus d’un<br />

alliage contenant 90% d’aluminium <strong>et</strong> 10% de silicium, <strong>et</strong> qui<br />

sont émaillables moyennant l’utilisation d’un émail adapté à ce<br />

revêtement.<br />

Après mise en forme, ils perm<strong>et</strong>tent un <strong>émaillage</strong> à basse température<br />

selon un procédé simplifié, économique <strong>et</strong> écologique<br />

par rapport aux procédés traditionnels sur acier laminé à froid.<br />

Il existe deux qualités : Alusi® BEC <strong>et</strong> Alusi® BEA.<br />

La préparation de surface de ces <strong>aciers</strong> se limite à un dégraissage<br />

très soigné (pas de décapage). Une seule couche d’émail<br />

d’épaisseur comprise entre 80 <strong>et</strong> 100 µm est nécessaire sur<br />

une seule face, l’autre face étant naturellement protégée par<br />

la couche d’aluminium (c<strong>et</strong>te couche se transforme en couche<br />

d’alumine extrêmement résistante pendant la cuisson<br />

d’<strong>émaillage</strong>). La cuisson s’effectue à 560°C, de préférence<br />

dans un four à convection de façon à ce que la température<br />

de la pièce <strong>émaillé</strong>e soit la plus régulière possible <strong>pour</strong> obtenir<br />

une teinte homogène. Il est cependant difficile d’obtenir après<br />

<strong>émaillage</strong> un aspect de surface très brillant (brillant spéculaire<br />

maxi = 80%).<br />

L’application d’émail peut être faite par voie liquide ou par voie<br />

poudre. Sur pièce finie, la tenue à la corrosion de la face non<br />

<strong>émaillé</strong>e est excellente : tenue au brouillard salin supérieure à<br />

500 heures selon la norme ISO 7253.<br />

Enfin, l’utilisation d’acier aluminié <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> perm<strong>et</strong> de<br />

réaliser une économie estimée entre 8 <strong>et</strong> 15% sur le coût de la<br />

pièce finie par rapport à un procédé d’<strong>émaillage</strong> traditionnel sur<br />

acier laminé à froid.


4.4.2 Application<br />

La qualité Alusi® BEC est destinée à l’<strong>émaillage</strong> de parois de<br />

fours auton<strong>et</strong>toyants par catalyse. L’utilisation de c<strong>et</strong> acier<br />

présente, par rapport au procédé classique d’<strong>émaillage</strong> de parois<br />

de fours auton<strong>et</strong>toyants par catalyse sur support laminé<br />

à froid, l’avantage qu’il n’est pas nécessaire d’appliquer une<br />

couche d’émail de masse. L’émail appliqué adhère directement<br />

sur le support. La tenue aux cycles de n<strong>et</strong>toyage est conforme<br />

à la norme ISO 8291.<br />

La qualité Alusi® BEA est destinée à l’<strong>émaillage</strong> de pièces d’aspect<br />

<strong>et</strong> peut être utilisée :<br />

• <strong>pour</strong> l’<strong>émaillage</strong> de pièces d’habillage en électroménager<br />

(tables de cuisson, bandeaux de commande, parois) ;<br />

• <strong>pour</strong> l’<strong>émaillage</strong> de panneaux <strong>pour</strong> l’architecture intérieure.<br />

4.4.3 Mise en œuvre<br />

Mise en forme<br />

<strong>Les</strong> qualités Alusi® BEC <strong>et</strong> Alusi® BEA peuvent être mises en<br />

œuvre par pliage, profilage <strong>et</strong> emboutissage, la présence du<br />

revêtement métallique étant favorable en terme de frottement<br />

sous l’outil. Il convient, cependant, de faire attention à ne pas<br />

générer des rayures en surface qui <strong>pour</strong>raient être à l’origine de<br />

défauts d’aspect après <strong>émaillage</strong>. L’utilisation d’outils en acier<br />

dur, chromé <strong>et</strong> poli est recommandée.<br />

Assemblage<br />

Moyennant une adaptation des paramètres de soudage par<br />

rapport à la tôle laminée à froid, les qualités Alusi® BEC <strong>et</strong> Alusi®<br />

BEA peuvent se souder sans difficulté par l’ensemble des procédés<br />

habituellement mis en œuvre (soudage par points, TIG,<br />

MIG, MAG, <strong>et</strong>c.). De même, les autres procédés d’assemblage<br />

(clinchage, sertissage) sont possibles.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Emaillage<br />

Préparation de surface<br />

• La préparation de surface revêt une grande importance.<br />

Il est en eff<strong>et</strong> impératif, en particulier <strong>pour</strong> l’Alusi® BEA,<br />

d’opérer un dégraissage alcalin soigné suivi de rinçages<br />

chauds <strong>et</strong> froids avec eau déminéralisée en final <strong>pour</strong><br />

obtenir un bon aspect de surface après <strong>émaillage</strong>.<br />

Application de l’émail <strong>et</strong> cuisson<br />

• Concernant l’Alusi® BEC, l’application de la couche d’émail<br />

catalytique peut se faire par voie liquide ou poudre.<br />

La cuisson s’opère à une température de 560°C.<br />

• La qualité Alusi® BEA s’émaille avec des émaux mats ou<br />

brillants, adaptés aux basses températures de cuisson <strong>et</strong><br />

appliqués sous forme liquide ou poudre. La cuisson est faite<br />

à 560°C. L’utilisation d’un four à convection est impérative<br />

<strong>pour</strong> garantir une bonne régularité de la teinte de la<br />

pièce à émailler.<br />

Epaisseur tôle (mm) 0,6 1,2 2,0<br />

Courant de soudage (kA) 9,9 à 12,7 10,6 à 12,1 10,9 à 12,4<br />

Latitude de soudage (kA) 2,8 1,5<br />

Temps d’accostage (périodes)<br />

Temps de soudage (périodes)<br />

Temps de maintien (périodes)<br />

10 12 24<br />

Effort de soudage (daN) 330 550<br />

Type d’électrode Plate 6 mm<br />

Soudage par points des qualités Alusi® BEC <strong>et</strong> Alusi® BEA<br />

29


5 La<br />

mise en forme<br />

des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

5.1 Le transport <strong>et</strong> le stockage 32<br />

5.2 Déroulage, refendage <strong>et</strong> découpage 32<br />

5.3 Mise en forme 33<br />

5.3.1 Pliage 33<br />

5.3.2 Emboutissage 34<br />

31


32<br />

5<br />

La mise en forme des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

5.1 Le transport <strong>et</strong> le stockage<br />

Des précautions simples, mais néanmoins nécessaires, doivent<br />

être prises <strong>pour</strong> le transport <strong>et</strong> le stockage des <strong>aciers</strong> :<br />

• les bobines, feuilles <strong>et</strong> flans doivent être stockés dans des<br />

halles tempérées ou ventilées <strong>pour</strong> éviter toute apparition<br />

d’humidité ;<br />

• il faut en particulier éviter le stockage à proximité d’ouvertures<br />

afin d’éviter de fortes variations de température qui<br />

<strong>pour</strong>raient engendrer l’apparition de condensation ;<br />

• il est recommandé de protéger les bobines, les feuilles <strong>et</strong><br />

flans pendant le transport <strong>et</strong> en cas de stockage extérieur<br />

si celui-ci ne peut être évité ;<br />

• il faut éviter de stocker les produits à même le sol.<br />

5.2 Déroulage, refendage <strong>et</strong> découpage<br />

Le déroulage doit être réalisé avec une motorisation asservie à<br />

la vitesse de la ligne, afin d’optimiser la fluidité du flux des produits.<br />

Dans les cas extrêmes de certaines lignes, la motorisation<br />

perm<strong>et</strong> également d’éliminer les à-coups, les claquements<br />

ou glissements des spires, ainsi que, <strong>pour</strong> l’acier laminé à chaud,<br />

les défauts de type «coil breaks».<br />

Pour le refendage <strong>et</strong> d’autres processus de découpage il faut<br />

contrôler le bon réglage <strong>et</strong> affûtage des outils afin d’éviter<br />

l’apparition de bavures.<br />

Dès la conception des pièces, il faut intégrer les opérations de<br />

refendage, mise en feuille, cisaillage, <strong>pour</strong> que les éventuelles<br />

bavures ne soient jamais gênantes (esthétique, coupures lors<br />

de la manutention, <strong>et</strong>c.). <strong>Les</strong> règles suivantes sont à prendre en<br />

compte <strong>pour</strong> bien gérer la position des bavures de découpe :<br />

• un montage symétrique est à préférer au dissymétrique<br />

<strong>pour</strong> les têtes de refendage <strong>et</strong> de dérivage ;<br />

• un réglage correct des jeux est nécessaire.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

face d’aspect<br />

Montage de refendage symétrique<br />

Montage de refendage dissymétrique<br />

Sens des bavures sur une refendeuse<br />

arbre supérieur<br />

arbre inférieur<br />

arbre supérieur<br />

arbre inférieur<br />

sens de la bavure<br />

envers


L’opération de refendage est définie comme bonne lorsque :<br />

• la zone d’affaissement est faible ;<br />

• la zone de cisaillement est proche du tiers de l’épaisseur ;<br />

• la zone de fracture est n<strong>et</strong>te avec un angle inférieur<br />

à 5 degrés ;<br />

• il n’y a pas ou peu de bavures.<br />

La mise en longueur sur la cisaille occasionne par contre une<br />

bavure inversée entre l’avant <strong>et</strong> l’arrière de l’acier. C<strong>et</strong> aspect<br />

est important, car il impose un empilage parfaitement vertical<br />

des feuilles.<br />

<strong>Les</strong> découpes par disqueuses <strong>et</strong> équivalents sont à prohiber.<br />

Elles génèrent de nombreux copeaux <strong>et</strong> des bavures importantes.<br />

Il est également possible d’utiliser les techniques de découpe<br />

laser ou plasma. <strong>Les</strong> avantages de ces techniques résident dans<br />

leur grande précision ainsi que dans l’absence de bavures.<br />

6 à 8%<br />

25 à 40%<br />

50 à 60%<br />

jeu horizontal<br />

tôle<br />

couteau<br />

α = 5°<br />

zone d’affaissement (bombe plastique)<br />

zone de cisaillement<br />

zone de fracture<br />

Zone de découpe<br />

tôle<br />

couteau<br />

jeu horizontal<br />

(entre fer)<br />

Valeurs de jeux <strong>et</strong> de croisements<br />

bavure faible ou nulle<br />

axe supérieur<br />

jeu vertical<br />

(croisement)<br />

axe inférieur<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

5.3 Mise en forme<br />

On peut distinguer principalement deux groupes d’opérations<br />

de mise en forme des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> :<br />

• les opérations de pliage essentiellement utilisées <strong>pour</strong> la<br />

fabrication de panneaux (architecture, signalétique) ;<br />

• les opérations d’emboutissage, surtout utilisées dans<br />

l’industrie de l’électroménager <strong>et</strong> du sanitaire.<br />

5.3.1 Pliage<br />

En tôlerie classique, le pliage est l’opération la plus sévère <strong>et</strong><br />

celle qui détermine souvent le choix de la qualité d’acier.<br />

Pendant l’opération de pliage, le métal se courbe sur l’outil ; en<br />

l’absence de frottement <strong>et</strong> de tensions extérieures, il devrait y<br />

avoir équilibre entre l’allongement des fibres extérieures <strong>et</strong> la<br />

compression des fibres intérieures. Mais le frottement s’oppose<br />

à la compression de ces dernières, <strong>et</strong> la tension augmente la<br />

tendance à l’allongement. La fibre neutre se déplace vers l’outil<br />

<strong>et</strong> la tôle s’amincit. Un affaiblissement résulte évidemment de<br />

c<strong>et</strong> amincissement, <strong>et</strong> les tensions appliquées conduiraient<br />

rapidement à la rupture si le métal ne voyait pas sa résistance à<br />

la déformation augmenter du fait de l’écrouissage. La propriété<br />

importante est donc alors la capacité de consolidation, caractérisée<br />

par le coefficient d’écrouissage n.<br />

On peut utiliser différentes techniques de pliage : pliage en l’air<br />

sur plieuse en vé, sur plieuse à tablier, sur panneauteuse automatique<br />

ou sur presse <strong>pour</strong> un tombage de bord.<br />

Pliage sur plieuse en vé Pliage sur plieuse à tablier<br />

Pliage sur panneauteuse<br />

33


34<br />

5<br />

La mise en forme des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

5.3.2 Emboutissage<br />

L’emboutissage est l’opération de mise en œuvre qui perm<strong>et</strong><br />

d’exploiter au maximum la capacité de déformation de la tôle.<br />

La réussite d’une opération d’emboutissage d’une tôle d’acier<br />

repose sur un processus d’optimisation des paramètres de<br />

fabrication <strong>et</strong> une minutieuse mise au point.<br />

Le matériau est évidemment le premier de ces multiples paramètres<br />

sur lesquels il est possible d’agir. Choisir un acier <strong>pour</strong><br />

la réalisation d’une forme donnée suppose d’abord que les<br />

caractéristiques finales sur pièce perm<strong>et</strong>tent de supporter les<br />

sollicitations prévues au cahier des charges. Du point de vue<br />

de la mise en forme ensuite, cela signifie que la capacité de<br />

déformation du métal (aspect rhéologique) <strong>et</strong> ses propriétés<br />

de surface liées au contact tôle-outil (aspect tribologique)<br />

sont adaptées à la forme à réaliser, à l’aspect final attendu <strong>et</strong><br />

au coût espéré.<br />

<strong>Les</strong> caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong><br />

Quand on considère la mise en forme des tôles d’acier, il faut<br />

tenir compte du fait qu’elles réagissent de façons très différentes<br />

selon le mode d’application des contraintes ou des<br />

déformations.<br />

<strong>Les</strong> caractéristiques mécaniques les plus utilisées sont celles<br />

obtenues lors d’un essai de traction uniaxiale. C<strong>et</strong> essai a le mérite<br />

d’être simple à réaliser <strong>et</strong> de fournir d’un seul coup de nombreuses<br />

données. On en déduit les caractéristiques mécaniques<br />

suivantes :<br />

• R e : la limite d’élasticité, niveau de contrainte à partir duquel<br />

la déformation devient plastique <strong>et</strong> donc permanente ;<br />

• R m : la résistance à la traction ou charge à la rupture ;<br />

• A (%) : l’allongement à rupture ;<br />

• r : le coefficient d’anisotropie, qui exprime le rapport entre<br />

la déformation en largeur <strong>et</strong> la déformation en épaisseur<br />

<strong>pour</strong> un allongement donné (en général 25%). Il donne<br />

une bonne idée de l’aptitude de la tôle à se déformer en<br />

rétreint <strong>et</strong> il varie en fonction du sens de prélèvement de<br />

l’éprouv<strong>et</strong>te dans la tôle ;<br />

• n : le coefficient d’écrouissage, qui caractérise l’aptitude de<br />

l’acier à se consolider lors de la déformation plastique.<br />

Ces caractéristiques ne représentent le comportement de<br />

l’acier, <strong>et</strong> encore de façon imparfaite, que dans un seul cas<br />

simple de sollicitation : la traction uniaxiale.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

<strong>Les</strong> différents modes de déformation<br />

On distingue deux grandes familles de déformation, l’expansion<br />

<strong>et</strong> le rétreint :<br />

• L’expansion se caractérise par une augmentation de la surface<br />

de la tôle <strong>et</strong> donc (le volume étant constant) par une<br />

réduction d’épaisseur, qui à l’extrême entraîne une rupture<br />

du métal. On observe ce mode de déformation sur le «nez<br />

de poinçon» (voir la figure ci-dessous).<br />

• Le rétreint a <strong>pour</strong> origine une contrainte de compression<br />

dans la tôle, qui peut donner lieu à une augmentation<br />

d’épaisseur du métal ou à la formation de plis.<br />

Lors de l’emboutissage, les deux modes de déformation<br />

coexistent ; la mise au point consiste donc à trouver le meilleur<br />

compromis entre le rétreint (formation de plis) ou l’expansion<br />

(casses ou strictions).<br />

Différents modes de déformation sur un embouti<br />

expansion<br />

traction<br />

extension + rétreint


<strong>Les</strong> courbes limites de formage<br />

On a donc été amené à imaginer deux types de représentations<br />

de ces variations de caractéristiques mécaniques :<br />

• dans le repère des contraintes : ce sont les critères de plasticité<br />

de Tresca, de Von Mises, de Hill, <strong>et</strong>c. qui perm<strong>et</strong>tent<br />

de calculer les lois de comportement du métal dans tous<br />

les modes de déformation, à partir de la traction pure ;<br />

• dans celui des déformations où un indicateur indispensable<br />

a été mis au point : la Courbe Limite de Formage ou CLF.<br />

Pour une tôle de qualité <strong>et</strong> d’épaisseur données, la CLF délimite<br />

sur l’ensemble plan des points représentatifs de la déformation<br />

(domaine ε 1 /ε 2 ), une zone de sécurité à l’emboutissage. C<strong>et</strong>te<br />

courbe peut être établie selon plusieurs critères d’acceptation :<br />

striction ou rupture de l’acier, formation de plis, amincissement<br />

excessif du revêtement métallique, fissuration ou décollement<br />

de celui-ci.<br />

C<strong>et</strong>te courbe perm<strong>et</strong> à l’emboutisseur :<br />

• d’évaluer la marge de sécurité de l’embouti ;<br />

• de localiser les endroits critiques de la pièce où la matière<br />

est sévèrement sollicitée ;<br />

• d’analyser les facteurs d’influence : qualité de l’acier, design<br />

de la pièce, lubrification, conception des outils (joncs de<br />

r<strong>et</strong>enue, rayons, <strong>et</strong>c.).<br />

domaine<br />

de non emboutissabilité<br />

0,6<br />

0,5<br />

0,4<br />

0,3<br />

0,2<br />

0,1<br />

-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

ε 1<br />

domaine<br />

d’emboutissabilité<br />

Exemple de CLF <strong>pour</strong> un acier <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

S300EK ép. = 1,7 mm<br />

ε 2<br />

35


6 L’assemblage<br />

des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

6.1 Le clinchage 38<br />

6.2 Le sertissage 38<br />

6.3 Le soudage 39<br />

6.3.1 Le soudage par résistance 39<br />

6.3.2 Le soudage à l’arc sous protection gazeuse 40<br />

6.3.3 Fumées de soudage 41<br />

6.3.4 Reconditionnement 41<br />

37


38<br />

6<br />

L’assemblage des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> sont compatibles avec les procédés<br />

d’assemblage mis en œuvre habituellement : clinchage, sertissage,<br />

soudage.<br />

6.1 Le clinchage<br />

Le clinchage est une technique d’assemblage discontinue dont<br />

les points de liaison sont obtenus par le poinçonnement simultané<br />

de deux ou plusieurs tôles à l’aide d’un poinçon <strong>et</strong> d’une<br />

matrice.<br />

Point clinché<br />

Ce procédé ne nécessite ni perçage préalable de la pièce, ni<br />

apport de matière. Il n’y a pas d’échauffement lors de la mise en<br />

œuvre, donc pas de zone affectée thermiquement.<br />

Il est propre (pas de fumée ni de scories), peu bruyant <strong>et</strong> peu<br />

consommateur d’énergie. Il est aisément automatisable <strong>et</strong> s’insère<br />

facilement dans une ligne de fabrication.<br />

Esthétiquement, le clinchage génère une cavité <strong>et</strong> une protubérance,<br />

ce qui peut être limitant <strong>pour</strong> certaines applications.<br />

Sa tenue mécanique statique est inférieure à celle d’un point<br />

soudé (entre 30 <strong>et</strong> 70% du soudage par résistance par point).<br />

Ceci impose une plus grande densité de points. Sa réalisation<br />

demande une bonne perpendicularité de l’outil par rapport à<br />

la tôle <strong>et</strong> un positionnement précis de la matrice par rapport<br />

au poinçon.<br />

Ce processus nécessite de respecter les limitations suivantes :<br />

• la tôle la plus fine ne doit pas être inférieure à la moitié de<br />

l’épaisseur de la tôle la plus épaisse ;<br />

• l’épaisseur maximale totale assemblée est 6 mm ;<br />

• c<strong>et</strong>te épaisseur maximale limite diminue si les caractéristiques<br />

mécaniques de l’acier augmentent.<br />

La capacité d’une tôle à être clinchée est directement liée à<br />

la qualité d’acier utilisée. Pour garantir l’esthétique des points<br />

clinchés, une lubrification locale avec une huile évanescente<br />

peut s’avérer nécessaire, <strong>pour</strong> limiter les frottements entre le<br />

poinçon, la matrice <strong>et</strong> la tôle.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

6.2 Le sertissage<br />

On regroupe sous le terme de sertissage tous les procédés<br />

d’assemblage mécaniques obtenus grâce à la déformation<br />

plastique d’au moins un des composants à assembler.<br />

C<strong>et</strong>te méthode peut être utilisée <strong>pour</strong> l’assemblage d’acier<br />

<strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> à condition que les qualités d’acier soient choisies<br />

en fonction des niveaux de déformation engendrés dans<br />

les plis.<br />

Le sertissage est cependant limité à des géométries simples, ce<br />

qui élimine son utilisation <strong>pour</strong> la réalisation de coin.<br />

L’assemblage réalisé est non démontable. Il adm<strong>et</strong> du point de<br />

vue mécanique une faible tenue au glissement dans le sens du<br />

serti <strong>et</strong> une faible tenue à l’ouverture.<br />

Sertissages simples <strong>et</strong> doubles


6.3 Le soudage<br />

Le soudage par résistance est le procédé de soudage le plus<br />

utilisé. Cependant, <strong>pour</strong> certaines applications seront mises en<br />

œuvre des techniques de soudage à l’arc.<br />

6.3.1 Le soudage par résistance<br />

Le soudage par points<br />

C’est un procédé complexe puisqu’il est à la fois électrique<br />

(passage du courant), thermique (dispersion de calories), mécanique<br />

(application d’efforts importants) <strong>et</strong> métallurgique, le<br />

but étant de provoquer par le passage d’un courant l’échauffement,<br />

puis la fusion localisée de deux tôles.<br />

Le procédé peut être décrit, au plan électrique, comme une<br />

succes sion de résistances ohmiques, dont les valeurs relatives<br />

conduiront à un échauffement local. L’importance de la résistance<br />

de contact entre les deux tôles conditionnera l’aptitude<br />

de l’assemblage à développer le noyau fondu, à l’origine du<br />

point soudé.<br />

<strong>Les</strong> paramètres importants à contrôler sont la pression appliquée,<br />

l’intensité de courant <strong>et</strong> le temps de soudage.<br />

Il est nécessaire, de façon à augmenter la durée de vie des<br />

électrodes de soudage, que soit opéré, <strong>pour</strong> les grandes séries,<br />

un refroidissement de celles-ci par circulation interne d’eau à<br />

20°C avec un débit de 4 à 6 l/min.<br />

pression<br />

appliquée<br />

tête électrode<br />

point soudé<br />

électrode<br />

courant ON<br />

courant OFF<br />

pression ON<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

électrodes<br />

pression<br />

relâchée<br />

électrode<br />

indentation<br />

séparation de la feuille<br />

zone affectée<br />

par la chaleur<br />

point soudé<br />

ourl<strong>et</strong><br />

Le soudage à la mol<strong>et</strong>te<br />

Par rapport au soudage par points, les électrodes sont constituées<br />

de gal<strong>et</strong>s rotatifs. Si l’application le perm<strong>et</strong>, les cordons<br />

seront effectués de manière discontinue (Roll Spot) <strong>pour</strong><br />

contribuer à limiter l’échauffement tant dans les tôles que dans<br />

les électrodes (voir la figure c) sur c<strong>et</strong>te page).<br />

Une variante du procédé consiste à utiliser une électrode<br />

intermédiaire à fil de cuivre perdu (brev<strong>et</strong> Soudronic).<br />

C<strong>et</strong>te méthode, qui fait appel à une mécanique de guidage<br />

du fil assez précise, peut s’avérer rentable <strong>pour</strong> de grandes<br />

séries de pièces car lorsque les paramètres de soudage<br />

sont bien optimisés, elle garantit en permanence une<br />

excellente qualité interne du noyau fondu. C<strong>et</strong>te technique<br />

s’applique <strong>pour</strong> des épaisseurs de tôle allant jusqu’à<br />

1,2 mm.<br />

a)<br />

b)<br />

c)<br />

d)<br />

gal<strong>et</strong>s rotatifs<br />

gal<strong>et</strong>s rotatifs<br />

soudage<br />

points soudés<br />

feuille<br />

39


40<br />

6<br />

L’assemblage des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

Le soudage par bossage<br />

<strong>Les</strong> bossages sont des protubérances créées par emboutissage<br />

ou usinage dans l’une des pièces à assembler <strong>et</strong> dont la<br />

géométrie est contrôlée. La section de passage du courant de<br />

soudage est localisée au droit du bossage. Le soudage par bossage<br />

est une alternative intéressante dans le cas du soudage<br />

d’accessoires relativement massifs sur tôle mince, car le faible<br />

volume occupé par les bossages réduira le «pompage» des<br />

calories par la pièce massive pendant l’opération de soudage<br />

(par exemple : la fixation d’écrous fil<strong>et</strong>és ou boulons sur tôle de<br />

carrosserie, voir les figures g) <strong>et</strong> h) ci-dessous).<br />

Pour éviter un affaissement prématuré du bossage, l’effort<br />

sur électrode doit être parfaitement maîtrisé. Le temps de<br />

soudage est généralement court, surtout dans les plus fines<br />

épaisseurs.<br />

e)<br />

f)<br />

g)<br />

h)<br />

i)<br />

pointe d’électrode à<br />

extrémité plate<br />

feuille<br />

pièce à<br />

assembler<br />

projections<br />

boulon<br />

écrou<br />

force<br />

force<br />

points soudés<br />

points soudés<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

points soudés<br />

produit<br />

6.3.2 Le soudage à l’arc sous protection gazeuse<br />

Le principe du soudage électrique à l’arc consiste à apporter<br />

l’énergie par déclenchement d’un arc à basse tension entre une<br />

électrode <strong>et</strong> la tôle.<br />

Parmi les différents procédés existants (plasma, TIG, MAG),<br />

c’est le MAG qui est à préconiser car il est plus productif.<br />

Dans le cas du procédé MAG, l’électrode est fusible <strong>et</strong> sert<br />

de métal d’apport. La protection contre la corrosion du métal<br />

fondu est assurée par un gaz actif 100% CO 2 , binaire Argon +<br />

CO 2 ou ternaire Argon + CO 2 + O 2 .<br />

Ce procédé perm<strong>et</strong> d’assembler des matériaux de nature différente,<br />

sans limitation d’épaisseur.<br />

Dans le cas du soudage MAG des tôles minces, l’assemblage le<br />

plus courant est la superposition des deux tôles à souder. C’est<br />

le soudage à clin.<br />

buse<br />

gaz de protection<br />

arc<br />

conducteur de courant<br />

déplacement<br />

métal de base<br />

métal fondu soudé<br />

électrode fusible<br />

passe-fil <strong>et</strong> tube<br />

de contact<br />

métal soudé<br />

solidifié<br />

gaz de<br />

protection


à clin<br />

à recouvrement<br />

en angle extérieur<br />

en angle<br />

intérieur<br />

en angle, en té en gouttière<br />

bout à bout<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

à chant<br />

(sur bords relevés)<br />

Ce procédé de soudage se caractérisant par un apport de matière,<br />

ceci aura un eff<strong>et</strong> néfaste sur l’esthétique des pièces<br />

assemblées, l’aspect externe du cordon de soudage étant en<br />

général assez mauvais.<br />

Par ailleurs, il convient de choisir un fil d’électrode dont les<br />

caractéristiques mécaniques <strong>et</strong> chimiques sont proches des<br />

qualités d’acier à souder. D’autre part, une zone affectée thermiquement<br />

(zone entourant la soudure) trop importante peut<br />

être à l’origine de défauts d’aspect de type bouillons après<br />

<strong>émaillage</strong> (modification locale de la métallurgie de l’acier).<br />

6.3.3 Fumées de soudage<br />

Le soudage des <strong>aciers</strong> entraîne la formation de fumées de soudage.<br />

C’est <strong>pour</strong>quoi le poste de travail doit disposer des outils<br />

nécessaires <strong>et</strong> adaptés à l’extraction de ces fumées, à savoir :<br />

torches aspirantes, hotte, boîte à gants, <strong>et</strong>c.<br />

6.3.4 Reconditionnement<br />

Différentes positions de soudage<br />

D’une manière générale, les opérations classiques de soudage<br />

entraînent une dégradation des zones périphériques à la soudure.<br />

Il peut donc être important de procéder à un n<strong>et</strong>toyage<br />

de la surface, dès que le soudage est terminé, <strong>pour</strong> enlever les<br />

dépôts, oxydes <strong>et</strong> corps étrangers éventuellement apportés<br />

pendant c<strong>et</strong>te opération.<br />

41


7 <strong>Les</strong><br />

propriétés d’emploi<br />

des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s<br />

7.1 Adhérence de l’émail 44<br />

7.2 La résistance à la corrosion 44<br />

7.3 La résistance chimique des émaux 44<br />

7.4 La résistance mécanique de la surface 44<br />

7.5 La résistance à la chaleur <strong>et</strong> au froid 44<br />

7.6 La résistance aux chocs thermiques 44<br />

7.7 La résistance au feu 44<br />

7.8 Hygiène <strong>et</strong> n<strong>et</strong>toyabilité 45<br />

7.9 Stabilité des couleurs 45<br />

43


44<br />

7<br />

<strong>Les</strong> propriétés d’emploi des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s<br />

<strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s présentent un certain nombre de propriétés<br />

dues essentiellement à la nature vitreuse de l’émail. La composition<br />

chimique des émaux varie en fonction de leur utilisation<br />

finale de façon à répondre correctement aux exigences liées à<br />

c<strong>et</strong>te utilisation.<br />

7.1 Adhérence de l’émail<br />

L’adhérence de l’émail sur le support est essentielle <strong>pour</strong><br />

conférer à l’acier <strong>émaillé</strong> ses propriétés d’emploi. Elle est mesurée<br />

au travers d’un essai de choc qui consiste à déformer un<br />

échantillon de tôle <strong>émaillé</strong>e par un poinçon à extrémité hémisphérique<br />

sur lequel tombe une masse de 1,5 kg lâchée d’une<br />

hauteur choisie en fonction de l’épaisseur du support.<br />

Le niveau d’adhérence est déterminé par comparaison avec des<br />

images types. La note varie de 1 (très bonne adhérence) à 5<br />

(très mauvaise adhérence).<br />

7.2 La résistance à la corrosion<br />

L’émail est un revêtement qui offre une excellente résistance à<br />

la corrosion à l’acier, même à haute température. <strong>Les</strong> surfaces<br />

<strong>émaillé</strong>es sont non poreuses <strong>et</strong> donc imperméables à tous liquides.<br />

<strong>Les</strong> tests de brouillard salin réalisés sur pièces <strong>émaillé</strong>es<br />

sur support laminé à froid ou aluminié donnent des durées<br />

supérieures à 500 heures sans apparition de rouille rouge. Des<br />

essais, menés par le Porcelain Enamel Institute, ont montré que<br />

des panneaux <strong>émaillé</strong>s pouvaient rester pendant 30 ans sans<br />

apparition de corrosion du métal support.<br />

7.3 La résistance chimique des émaux<br />

L’analyse chimique des émaux est adaptée selon les milieux<br />

dans lesquels ils sont utilisés. Ainsi, ils offrent une très bonne<br />

résistance aux agents chimiques : acides (en dehors de l’acide<br />

fluorhydrique), bases, détergents, solutions organiques. Dans<br />

la cuisine ou la salle de bain, le contact avec les divers aliments,<br />

parfums, cosmétiques, produits de n<strong>et</strong>toyage n’altérera aucunement<br />

la surface.<br />

Par ailleurs, l’acier <strong>émaillé</strong> est extrêmement résistant vis-àvis<br />

des agressions atmosphériques. C’est <strong>pour</strong>quoi la pluie, la<br />

pollution atmosphérique (dioxyde de soufre, oxyde d’azote),<br />

l’atmosphère marine chargée en sel, le rayonnement ultraviol<strong>et</strong>,<br />

les brusques variations de température ne modifieront ni<br />

l’aspect, ni la teinte <strong>et</strong> la brillance de la surface <strong>émaillé</strong>e.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

7.4 La résistance mécanique de la surface<br />

La surface de l’acier <strong>émaillé</strong>, à l’instar du verre, est très dure, ce<br />

qui lui confère une très bonne résistance aux rayures, à l’abrasion,<br />

aux chocs <strong>et</strong> à l’usure. La dur<strong>et</strong>é est classée entre 5 <strong>et</strong> 7<br />

selon l’échelle de Mohs.<br />

Une des conséquences de la dur<strong>et</strong>é de surface des <strong>aciers</strong><br />

<strong>émaillé</strong>s est qu’elle leur confère une très grande résistance<br />

à l’abrasion. C’est <strong>pour</strong>quoi, ils ont naturellement leur place<br />

dans un grand nombre de secteurs tels que le ménager ou le<br />

sanitaire.<br />

La résistance à l’abrasion est déterminée au travers d’un test<br />

de friction.<br />

7.5 La résistance à la chaleur <strong>et</strong> au froid<br />

Du fait de leur nature vitreuse, les surfaces <strong>émaillé</strong>es offrent<br />

une très bonne résistance à la température. Certaines applications,<br />

notamment dans l’électroménager (four auton<strong>et</strong>toyant<br />

à pyrolyse) <strong>et</strong> l’industrie, nécessitent des températures de<br />

fonctionnement de l’ordre de 450 à 500°C.<br />

Au contraire, l’acier <strong>émaillé</strong> peut être soumis à des températures<br />

de -60°C sans altération de l’émail (nous sommes en<br />

mesure de fournir des <strong>aciers</strong> offrant une bonne résilience à<br />

c<strong>et</strong>te température).<br />

7.6 La résistance aux chocs thermiques<br />

<strong>Les</strong> émaux peuvent subir sans dommage d’importantes variations<br />

de température de plus de 100°C. C’est <strong>pour</strong>quoi ils<br />

peuvent être utilisés <strong>pour</strong> des applications présentant ce type<br />

de variation : appareils de cuisson, ustensiles ménager, échappement.<br />

7.7 La résistance au feu<br />

En présence d’une flamme ou d’une autre source de chaleur,<br />

une surface <strong>émaillé</strong>e ne sera en aucun cas dégradée. Par<br />

ailleurs, elle ne sera source d’aucun dégagement toxique en cas<br />

d’exposition prolongée à la chaleur.<br />

Le classement au feu des panneaux <strong>émaillé</strong>s est A1.


7.8 Hygiène <strong>et</strong> n<strong>et</strong>toyabilité<br />

La surface vitrifiée lisse <strong>et</strong> dure de l’acier <strong>émaillé</strong> ne présente<br />

pas de pores ou de crevasses. C’est <strong>pour</strong>quoi elle ne perm<strong>et</strong><br />

pas la fermentation des bactéries <strong>et</strong> l’accumulation de poussières.<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> peut donc être utilisé dans des endroits<br />

sensibles tels que les salles blanches ou les cuisines.<br />

De plus, il est bien connu, au travers de ses utilisations quotidiennes,<br />

que l’acier <strong>émaillé</strong> est un matériau alimentaire qui ne<br />

dégage pas d’odeurs.<br />

<strong>Les</strong> surfaces <strong>émaillé</strong>es se n<strong>et</strong>toient très facilement, notamment<br />

dans le cas où des tags viendraient à les souiller. En eff<strong>et</strong>, leur<br />

surface lisse <strong>et</strong> fermée, ainsi que la composition exclusivement<br />

minérale de l’émail, autoriseront, <strong>pour</strong> le n<strong>et</strong>toyage, l’utilisation<br />

de solvants que l’on trouve très aisément dans le commerce.<br />

Il en sera donc largement facilité <strong>et</strong> moins coûteux. L’économie<br />

réalisée peut s’avérer très importante. L’acier <strong>émaillé</strong> est<br />

ainsi un matériau pouvant être utilisé soit dans les lieux où la<br />

propr<strong>et</strong>é de surface revêt une grande importance (tunnel par<br />

exemple), soit dans des endroits où il peut subir des agressions<br />

de type graffitis.<br />

7.9 Stabilité des couleurs<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> offre une gamme presque infinie de coloris, motifs<br />

<strong>et</strong> textures possibles dans des aspects brillants, semi-mats<br />

ou mats. De plus, la reproduction de n’importe quelle image<br />

est réalisable par sérigraphie avec une extrême précision. Il est<br />

ainsi possible de reproduire des enseignes, affiches, œuvres<br />

d’art ou des photographies. Celle-ci, effectuée à haute température,<br />

aura les mêmes propriétés de durabilité que l’ensemble<br />

du panneau <strong>émaillé</strong>.<br />

<strong>Les</strong> couleurs étant obtenues à l’aide de pigments minéraux,<br />

elles présentent une très grande stabilité dans le temps, en<br />

particulier, elles sont insensibles au rayonnement ultraviol<strong>et</strong>.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

45


8 Acier<br />

<strong>émaillé</strong> <strong>et</strong> environnement<br />

8.1 Le processus de production 48<br />

8.1.1 Risques environnementaux liés au traitement de surface 48<br />

8.1.2 Risques environnementaux liés à l’<strong>émaillage</strong> 48<br />

8.1.3 Risques environnementaux liés à la cuisson de l’émail 48<br />

8.2 Le cycle de vie <strong>et</strong> la destruction du produit <strong>émaillé</strong> 48<br />

47


48<br />

8<br />

Acier <strong>émaillé</strong> <strong>et</strong> environnement<br />

<strong>Les</strong> critères liés au développement durable imposent que,<br />

<strong>pour</strong> caractériser la valeur écologique d’un produit quelconque,<br />

il faut non seulement prendre en considération les<br />

matériaux nécessaires à sa fabrication ainsi que les rej<strong>et</strong>s<br />

liés à celle-ci, mais encore tenir compte de l’impact environnemental<br />

du produit lui-même au cours de sa durée de vie <strong>et</strong><br />

lors de sa destruction.<br />

L’influence sur l’environnement des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s doit donc<br />

être considérée à deux niveaux :<br />

• lors de la fabrication de la pièce <strong>émaillé</strong>e ;<br />

• au cours du cycle de vie <strong>et</strong> de destruction<br />

des pièces <strong>émaillé</strong>es.<br />

8.1 Le processus de production<br />

L’<strong>émaillage</strong> sur acier est une opération relativement compliquée<br />

<strong>et</strong> les risques liés à l’environnement sont présents à chaque<br />

étape. <strong>Les</strong> progrès effectués à tous niveaux tendent à une<br />

réduction de ces risques.<br />

8.1.1 Risques environnementaux liés au<br />

traitement de surface<br />

Le traitement de surface peut, dans certains cas, être très<br />

complexe <strong>et</strong>, <strong>pour</strong> l’<strong>émaillage</strong> blanc direct, comprendre des<br />

étapes de dégraissage, décapage, nickelage <strong>et</strong> rinçage. Ces<br />

diverses opérations sont fortement consommatrices d’eau,<br />

d’énergie <strong>et</strong> de produits chimiques qui généreront des vapeurs<br />

<strong>et</strong> des déch<strong>et</strong>s devant être traités.<br />

La mise en conformité d’une telle ligne de traitement de surface<br />

avec la législation en vigueur nécessite des investissements<br />

dans une installation de traitement des rej<strong>et</strong>s, ce qui peut doubler<br />

le coût d’exploitation de la préparation de surface.<br />

La préoccupation d’<strong>ArcelorMittal</strong> est de développer des produits<br />

respectueux de l’environnement <strong>et</strong> plus simples à m<strong>et</strong>tre<br />

en œuvre. C’est la raison <strong>pour</strong> laquelle nous m<strong>et</strong>tons actuellement<br />

au point des revêtements de surface qui perm<strong>et</strong>tront<br />

de simplifier, ou éventuellement de supprimer, le traitement de<br />

surface avant <strong>émaillage</strong>.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

8.1.2 Risques environnementaux liés à l’<strong>émaillage</strong><br />

Lorsque l’émail est livré sous forme de fritte à l’émailleur, celuici<br />

doit la broyer <strong>et</strong> la m<strong>et</strong>tre en suspension dans de l’eau après<br />

avoir ajouté les éléments d’addition nécessaires (agents de<br />

suspension, réfractaires, électrolytes, opacifiants <strong>et</strong> colorants).<br />

C<strong>et</strong>te façon de faire impose que les déch<strong>et</strong>s produits lors de<br />

c<strong>et</strong>te opération soient traités de même que l’eau utilisée.<br />

C’est <strong>pour</strong>quoi les fabricants d’émaux ont mis au point des<br />

émaux prêts à l’emploi, livrés sous forme de poudre, perm<strong>et</strong>tant<br />

la suppression de c<strong>et</strong>te opération. Ces émaux sont<br />

mélangés avec de l’eau avant leur application. Leur utilisation<br />

nécessite que les cabines d’<strong>émaillage</strong> soient, après chaque<br />

campagne d’application, parfaitement n<strong>et</strong>toyées. <strong>Les</strong> résidus<br />

obtenus doivent être mis en décharge.<br />

Le développement de l’application de l’émail par poudrage<br />

électrostatique perm<strong>et</strong> de pallier c<strong>et</strong> inconvénient. En eff<strong>et</strong>,<br />

99% de l’émail utilisé va sur la pièce <strong>et</strong> le reste peut être récupéré<br />

<strong>pour</strong> être réutilisé. D’autre part c<strong>et</strong>te méthode, du fait de la régularité<br />

d’épaisseur de l’émail déposé, autorise, par rapport aux<br />

procédés d’application par voie liquide, une économie d’émail de<br />

20 à 30%.<br />

8.1.3 Risques environnementaux liés à la cuisson de l’émail<br />

<strong>Les</strong> risques les plus importants sont liés au dégagement de<br />

p<strong>et</strong>ites quantités de fluor au cours de la cuisson d’<strong>émaillage</strong>.<br />

C<strong>et</strong> élément corrosif est cependant de moins en moins présent<br />

dans les émaux modernes.<br />

De plus, les fours de cuisson sont maintenant équipés de systèmes<br />

de traitement de fumées qui limitent considérablement<br />

les émissions polluantes vers l’extérieur.<br />

8.2 Le cycle de vie <strong>et</strong> la destruction du produit <strong>émaillé</strong><br />

<strong>Les</strong> qualités de l’acier <strong>émaillé</strong> en font un matériau très moderne<br />

vis-à-vis des critères de respect de l’environnement. L’émail<br />

va donner de la valeur à l’acier de façon à augmenter considérablement<br />

sa durée de vie. Aucun autre revêtement sur l’acier<br />

(métallique, organique) ne lui perm<strong>et</strong> d’atteindre ce niveau de<br />

durabilité.<br />

En outre, l’acier <strong>émaillé</strong> est un matériau très facile à recycler.<br />

Il présente l’avantage par rapport à d’autres matériaux d’être<br />

classé comme matériau récupérable <strong>et</strong> non comme déch<strong>et</strong>.<br />

Sa destruction ne produira ni de fumées toxiques ni d’autres<br />

sub stances dangereuses. Il est 100% recyclable sans qu’un<br />

traitement préalable ne soit nécessaire.


9 <strong>Les</strong><br />

utilisations de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

9.1 <strong>Les</strong> utilisations domestiques de l’acier <strong>émaillé</strong> 50<br />

9.1.1 <strong>Les</strong> chauffe-eau électriques 50<br />

9.1.2 L’électroménager <strong>et</strong> les ustensiles de cuisine 50<br />

9.1.3 Le sanitaire 50<br />

9.2 L’acier <strong>émaillé</strong> <strong>et</strong> la construction 51<br />

9.2.1 <strong>Les</strong> applications extérieures 51<br />

9.2.2 <strong>Les</strong> applications intérieures 51<br />

9.2.3 <strong>Les</strong> préconisations de montage 51<br />

9.3 <strong>Les</strong> autres applications de l’acier <strong>émaillé</strong> 52<br />

9.3.1 <strong>Les</strong> applications dans l’industrie 52<br />

9.3.2 La signalétique 52<br />

9.4 Résumé des principales utilisations des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 53<br />

49


50<br />

9<br />

<strong>Les</strong> utilisations de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

9.1 <strong>Les</strong> utilisations domestiques de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

9.1.1 <strong>Les</strong> chauffe-eau électriques<br />

Le chauffe-eau électrique, aussi appelé boiler, est constitué<br />

d’une enveloppe de protection externe, d’une isolation, de la<br />

cuve intérieure contenant l’eau à chauffer <strong>et</strong> d’un corps de<br />

chauffe. Le corps de chauffe transforme l’énergie électrique<br />

en chaleur qui est transmise à l’eau froide située dans la partie<br />

inférieure du chauffe-eau. Par convection une circulation d’eau<br />

se fait dans la cuve <strong>et</strong> toute l’eau est chauffée à une température<br />

réglée par un thermostat.<br />

L’émail recouvre la paroi interne de la cuve <strong>et</strong> ainsi la protège<br />

contre la corrosion. De plus, étant alimentaire, il offre un avantage<br />

supplémentaire <strong>pour</strong> c<strong>et</strong> usage.<br />

Compte tenu des épaisseurs nécessaires à utiliser (la cuve<br />

est considérée comme un appareil à pression <strong>et</strong> elle doit être<br />

testée en moyenne à 12 bars), les <strong>aciers</strong> mis en œuvre <strong>pour</strong><br />

la cuve sont des <strong>aciers</strong> laminés à chaud : les qualités S240EK<br />

<strong>et</strong> S300EK.<br />

9.1.2 L’électroménager <strong>et</strong> les ustensiles de cuisine<br />

L’électroménager est le premier marché consommateur d’acier<br />

<strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong>. En eff<strong>et</strong>, l’acier <strong>émaillé</strong> est le seul produit capable<br />

de résister aux multiples contraintes auxquelles sont soumis<br />

les appareils, en particulier dans le domaine de la cuisson. C’est<br />

<strong>pour</strong>quoi il a su se rendre indispensable <strong>pour</strong> certaines applications<br />

où aucun autre matériau ne peut le concurrencer : tables<br />

de cuisson, cavités de four, lèchefrites, plaques à pâtisserie,<br />

<strong>et</strong>c.<br />

Ses multiples propriétés sont ainsi mises en valeur :<br />

• résistance à la rayure <strong>et</strong> à l’abrasion beaucoup plus élevée<br />

que <strong>pour</strong> d’autres matériaux ;<br />

• l’acier <strong>émaillé</strong> ne r<strong>et</strong>ient ni n’absorbe les odeurs <strong>et</strong> ainsi ne<br />

les transm<strong>et</strong> pas ;<br />

• il résiste aux produits généralement utilisés dans la cuisine,<br />

qu’ils soient acides – vinaigre, jus de citron – ou basiques,<br />

tels que les détergents. Il offre une excellente résistance à<br />

la corrosion ;<br />

• il résiste aux flammes <strong>et</strong> supporte les hautes températures ;<br />

• il est alimentaire <strong>et</strong> ne favorise pas la prolifération<br />

des bactéries ;<br />

• il est très résistant à la vapeur d’eau, ce qui le rend<br />

utilisable <strong>pour</strong> ce type de cuisson ;<br />

• enfin, il montre des qualités esthétiques indéniables.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

<strong>Les</strong> développements des émaux ces dernières années ont permis<br />

la mise au point des cavités de four auton<strong>et</strong>toyantes :<br />

• four auton<strong>et</strong>toyant à pyrolyse : le principe consiste à<br />

chauffer à haute température, aux environs de 500°C,<br />

la cavité de four, de façon à brûler les graisses <strong>et</strong> résidus<br />

qui se sont déposés sur les parois pendant la cuisson des<br />

aliments ;<br />

• four auton<strong>et</strong>toyant à catalyse : dans ce cas, le n<strong>et</strong>toyage<br />

s’opère aux températures normales de cuisson des<br />

aliments. L’émail contient un catalyseur qui perm<strong>et</strong><br />

l’oxydation accélérée des graisses <strong>et</strong> la décomposition des<br />

résidus ;<br />

• utilisation d’émaux Easy-to-Clean (ETC) : l’absence de<br />

microporosités dans la surface totalement lisse de l’émail<br />

empêche définitivement toute incrustation de salissures.<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> est également utilisé <strong>pour</strong> les articles culinaires<br />

<strong>et</strong> la batterie de cuisine : les casseroles <strong>émaillé</strong>es empêchent<br />

la fermentation des bactéries, n’absorbent pas les odeurs, ne<br />

sont pas attaquées par les acides alimentaires <strong>et</strong> supportent<br />

sans problème la flamme directe. Leur surface étant très lisse<br />

<strong>et</strong> très résistante à l’abrasion <strong>et</strong> à l’action chimique des détergents<br />

habituels, leur n<strong>et</strong>toyage s’opère sans difficulté. De plus,<br />

elles sont compatibles avec le procédé de cuisson par induction,<br />

dont le développement est promis à un grand avenir.<br />

9.1.3 Le sanitaire<br />

Le marché du sanitaire m<strong>et</strong> également en valeur les qualités<br />

de l’acier <strong>émaillé</strong>. Grâce aux caractéristiques des <strong>aciers</strong> qui<br />

sont offertes aujourd’hui, il est possible de concevoir <strong>et</strong> proposer<br />

des gammes de baignoires, de vasques, d’éviers ou de<br />

lavabos de formes <strong>et</strong> de dimensions répondant aux désirs des<br />

consommateurs les plus exigeants. <strong>Les</strong> nombreuses possibilités<br />

de décoration de l’émail perm<strong>et</strong>tent d’obtenir des aspects très<br />

variés. Mais c’est dans le domaine de l’hygiène <strong>et</strong> des qualités<br />

sanitaires que le produit donne sa pleine mesure. Il est parfaitement<br />

inerte, tant chimiquement que mécaniquement. Outre<br />

le fait qu’elle ne r<strong>et</strong>ient pas les bactéries, la surface <strong>émaillé</strong>e se<br />

n<strong>et</strong>toie <strong>et</strong> s’entr<strong>et</strong>ient sans effort avec n’importe quel produit,<br />

même le plus agressif. Bien entr<strong>et</strong>enue, elle gardera éternellement<br />

l’aspect du neuf.


9.2 L’acier <strong>émaillé</strong> <strong>et</strong> la construction<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> a de multiples applications dans le domaine de<br />

la construction. Il peut aussi bien être utilisé <strong>pour</strong> habiller des<br />

façades d’immeuble ou des tunnels qu’à l’intérieur de lieux<br />

publics tels que gares, aéroports, stations de métro <strong>et</strong> d’autres<br />

bâtiments <strong>pour</strong> revêtir des murs, faux plafonds, cloisons ou<br />

ascenseurs.<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> offre également une réponse pertinente <strong>pour</strong><br />

l’aménagement de salles blanches.<br />

9.2.1 <strong>Les</strong> applications extérieures<br />

Grâce à ses propriétés de résistance au rayonnement ultraviol<strong>et</strong>,<br />

aux intempéries ainsi qu’à ses possibilités quasi illimitées de<br />

décoration, l’acier <strong>émaillé</strong> est une solution idéale <strong>pour</strong> ce type<br />

d’application.<br />

<strong>Les</strong> panneaux <strong>émaillé</strong>s se prêtent particulièrement bien au<br />

montage de murs rideaux ou à l’habillage de façades plus traditionnelles<br />

en maçonnerie. Ils sont préfabriqués chez l’émailleur<br />

à la mesure exacte du bâtiment à habiller. Cela présente, par<br />

rapport aux modes construction habituels, un avantage évident<br />

sur le plan économique. Ils peuvent être mis en place par<br />

n’importe quel temps, quelle que soit la température extérieure.<br />

Du fait de l’inaltérabilité des couleurs (la tenue des teintes<br />

des panneaux <strong>émaillé</strong>s peut être garantie 40, voire 50 ans),<br />

l’utilisation de panneaux <strong>émaillé</strong>s perm<strong>et</strong> leur remplacement<br />

en phase de réhabilitation ou d’extension d’une construction<br />

sans qu’il ne soit constaté de différences de teintes. Ainsi, le<br />

bâtiment ne paraîtra pas avoir été fait en deux fois.<br />

La simplicité de n<strong>et</strong>toyage des graffitis est mise en évidence<br />

lorsque le bâtiment est construit dans une zone sensible.<br />

L’utilisation d’acier <strong>émaillé</strong> <strong>pour</strong> l’habillage des tunnels peut être<br />

préconisée <strong>pour</strong> des raisons de n<strong>et</strong>toyage simplifié <strong>et</strong> moins<br />

coûteux, de meilleure luminosité (la surface <strong>émaillé</strong>e réfléchit<br />

bien la lumière, ce qui perm<strong>et</strong> de limiter les investissements en<br />

terme d’éclairage) <strong>et</strong> de meilleure résistance au feu.<br />

Enfin, d’autres applications peuvent être envisagées telles<br />

que la fabrication de murs antibruit, réservoir d’eau, canalisations<br />

ou stations d’épuration où seront mises en évidence<br />

les propriétés de résistance aux agents corrosifs <strong>et</strong> de nonprolifération<br />

des bactéries de l’acier <strong>émaillé</strong>.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

9.2.2 <strong>Les</strong> applications intérieures<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> est très apprécié <strong>pour</strong> l’aménagement de lieux<br />

recevant du public. Ininflammable, résistant au vandalisme,<br />

facile d’entr<strong>et</strong>ien, offrant des possibilités de décoration illimitées,<br />

il est à même d’habiller murs, plafonds, cloisons, cabines<br />

d’ascenseurs, <strong>et</strong>c.<br />

C’est <strong>pour</strong>quoi il est présent :<br />

• dans les stations de métro ;<br />

• dans les gares ;<br />

• dans les aéroports ;<br />

• dans la décoration intérieure des navires.<br />

De plus, bactériologiquement propre <strong>et</strong> ne craignant pas l’humidité,<br />

sa présence est justifiée dans les hôpitaux, les salles<br />

blanches <strong>et</strong> les installations sanitaires.<br />

9.2.3 <strong>Les</strong> préconisations de montage<br />

La mise en place de cass<strong>et</strong>tes <strong>émaillé</strong>es, aussi bien <strong>pour</strong> l’habillage<br />

de façades que <strong>pour</strong> la décoration intérieure, nécessite qu’un<br />

certain nombre de précautions soient prises.<br />

Compte tenu des propriétés de l’émail, il est en général impossible<br />

de modifier un panneau <strong>émaillé</strong>. <strong>Les</strong> pliages, découpages<br />

<strong>et</strong> perçages sont impossibles car ces opérations détérioreront<br />

la surface <strong>émaillé</strong>e. Cela montre l’importance <strong>pour</strong> l’architecte<br />

ou le maître d’œuvre de la préparation du chantier. Un calepinage<br />

très précis de la surface à habiller est un gage de réussite<br />

<strong>et</strong>, contrairement à l’utilisation d’autres types de panneaux tels<br />

que les panneaux laqués, la tolérance d’assemblage est très<br />

faible. Il est donc impératif que soient prévus à l’avance non<br />

seulement les dimensions exactes de tous les panneaux, mais<br />

également le positionnement de l’ensemble des trous qui vont<br />

perm<strong>et</strong>tre leur accrochage sur la façade ou le mur à habiller.<br />

<strong>Les</strong> épaisseurs généralement mises en œuvre sont comprises<br />

entre 1,5 <strong>et</strong> 3 mm <strong>et</strong> les largeurs de l’ordre de 1500 mm<br />

(les dimensions faisables sont limitées par les dimensions du<br />

four de cuisson de l’émail). Il est possible d’utiliser des épaisseurs<br />

plus faibles jusqu’à 0,3 mm. Dans ce cas, le panneau est<br />

collé sur un support plus rigide (acier, aluminium, <strong>et</strong>c.). Pour<br />

la fabrication des cass<strong>et</strong>tes, il est recommandé que les rayons<br />

de pliage soient d’environ 3 mm. <strong>Les</strong> coins peuvent être soit<br />

emboutis (emboutissage «coin de valise»), soit soudés. C<strong>et</strong>te<br />

dernière technique présente l’inconvénient qu’il est toujours<br />

plus difficile d’émailler sur une soudure. En eff<strong>et</strong>, des défauts<br />

de surface ou des porosités dans l’émail peuvent apparaître sur<br />

le cordon de soudure ou la zone affectée thermiquement si elle<br />

a été mal maîtrisée.<br />

La cuisson des cass<strong>et</strong>tes <strong>émaillé</strong>es à haute température<br />

peut engendrer leur déformation. C’est la raison <strong>pour</strong><br />

laquelle il peut être nécessaire de contrecoller des rai-<br />

51


52<br />

9<br />

<strong>Les</strong> utilisations de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

disseurs à l’intérieur de ces panneaux de façon à les rendre<br />

plans. Ces raidisseurs peuvent être de différentes natures<br />

: feuilles en aluminium ou en acier galvanisé, bois,<br />

structure en nid d’abeille aluminium, carton ou polymère.<br />

Le choix du matériau utilisé dépend de l’utilisation, extérieure<br />

ou intérieure, <strong>et</strong> de l’épaisseur du panneau initial.<br />

Il est possible, enfin, <strong>pour</strong> l’habillage de colonnes ou de piliers,<br />

de fabriquer des panneaux présentant un profil semi-circulaire.<br />

Dans ce cas, le panneau obtenu étant plus rigide, il n’est plus<br />

nécessaire d’apporter un raidisseur.<br />

Compte tenu de leur épaisseur <strong>et</strong> des matériaux éventuellement<br />

contrecollés, le poids des panneaux <strong>émaillé</strong>s varie de 15 à<br />

30 kg/m 2 . Toutes les précautions nécessaires doivent être donc<br />

prises <strong>pour</strong> leur manipulation, notamment lors du montage sur<br />

les façades ou les parois.<br />

Le montage des cass<strong>et</strong>tes <strong>émaillé</strong>es sur une paroi est identique<br />

à celui de tout autre parement métallique. La pose se fait sur<br />

une ossature horizontale <strong>et</strong>/ou verticale constituée de profilés<br />

en acier galvanisé, en acier inoxydable ou en aluminium, solidaire<br />

de la paroi à habiller, sur laquelle seront fixés les panneaux<br />

par vissage. <strong>Les</strong> fixations peuvent être ou non visibles. Des entr<strong>et</strong>oises<br />

<strong>et</strong> rondelles en matière plastique protégeront l’émail<br />

contre un serrage des vis trop important. L’espace créé ainsi<br />

entre le mur <strong>et</strong> le panneau perm<strong>et</strong>tra également, <strong>pour</strong> les applications<br />

extérieures, l’écoulement des eaux de ruissellement,<br />

évitant ainsi les phénomènes de corrosion. De plus, Il est nécessaire<br />

qu’un espace suffisant soit ménagé entre les cass<strong>et</strong>tes<br />

<strong>pour</strong> perm<strong>et</strong>tre leur dilatation. L’étanchéité du système peut<br />

enfin être améliorée, si cela s’avère nécessaire, par la mise en<br />

place de joints en silicone.<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

9.3 <strong>Les</strong> autres applications de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

9.3.1 <strong>Les</strong> applications dans l’industrie<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> a également sa place au cœur des processus<br />

industriels, là où l’on va trouver les milieux les plus corrosifs<br />

comme dans l’industrie chimique ou agroalimentaire.<br />

Sa résistance aux produits chimiques <strong>et</strong> à la fermentation lui<br />

perm<strong>et</strong> de revêtir cuves de silo, de réacteurs chimiques, sécheurs,<br />

citernes <strong>et</strong> autres réservoirs de stations d’épuration.<br />

Par ailleurs, ses qualités de résistance aux hautes températures<br />

<strong>et</strong> de réflexion de la chaleur lui perm<strong>et</strong>tent de trouver<br />

sa place dans les colonnes <strong>et</strong> échangeurs thermiques. Enfin,<br />

sa résistance à l’agression des fumées de combustion font<br />

de lui un excellent candidat <strong>pour</strong> la fabrication de tuyaux de<br />

cheminée ou de tubulures d’échappement.<br />

9.3.2 La signalétique<br />

L’acier <strong>émaillé</strong> est la solution idéale <strong>pour</strong> la signalisation <strong>et</strong> la<br />

communication aussi bien intérieure qu’extérieure.<br />

La pollution urbaine, les intempéries, les rayonnements ultraviol<strong>et</strong>s,<br />

les tags n’altèrent en aucun cas sa surface. Il est<br />

résistant au feu <strong>et</strong> la multiplicité des possibilités de décoration<br />

perm<strong>et</strong> d’en faire le meilleur support <strong>pour</strong> les créations graphiques<br />

les plus sophistiquées.


9.4 Résumé des principales utilisations des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

Gamme d’acier Processus<br />

Aciers laminés à<br />

chaud<br />

Emaillage sur laminé<br />

à chaud<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Aciers dédiés <strong>pour</strong> le<br />

processus<br />

S240EK<br />

S300EK<br />

Aciers laminés à froid Emaillage masse DC01EK<br />

DC03EK<br />

DC04EK<br />

DC06EK<br />

DC07EK<br />

Emaillage deux<br />

couches<br />

/ deux cuissons<br />

DC01EK<br />

DC03EK<br />

DC04EK<br />

DC05EK<br />

DC06EK<br />

DC07EK<br />

Emaillage direct Solfer ®<br />

Solfer ® +<br />

Emaillage deux<br />

couches / une<br />

cuisson<br />

Autres qualités<br />

possibles<br />

Solfer ®<br />

Solfer ® +<br />

DC04ES<br />

Solfer ®<br />

Solfer ® +<br />

DC04ES<br />

DC04ES Solfer ®<br />

Solfer ® +<br />

DC06EK<br />

DC07EK<br />

Utilisation<br />

Cuves de chauffe-eau<br />

Cavités de four<br />

Contreportes<br />

Lèchefrites<br />

Baignoires<br />

Bacs à douche<br />

Architecture<br />

Signalisation<br />

Tables de cuisson<br />

Couvercles<br />

Portes<br />

Architecture<br />

Aciers aluminiés Emaillage sur Alusi ® Alusi ® BEC Cavités auton<strong>et</strong>toyantes<br />

catalytiques<br />

Alusi ® BEA Tables de cuisson<br />

Couvercles<br />

Portes<br />

<br />

53


54<br />

9<br />

<strong>Les</strong> utilisations de l’acier <strong>émaillé</strong><br />

Marché Pièce fabriquée Résistance à la corrosion<br />

Electroménager Intérieurs de fours<br />

auton<strong>et</strong>toyants<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Résistance à la chaleur<br />

Résistance à l’abrasion<br />

Résistance aux chocs<br />

Résistance aux changements de température<br />

Résistance aux acides<br />

Résistance aux bases<br />

Résistance aux produits de lavage<br />

Stabilité de la couleur<br />

Hygiène <strong>et</strong> facilité de n<strong>et</strong>toyage<br />

Luminosité<br />

Pouvoir catalytique<br />

N<strong>et</strong>toyabilité des graffitis<br />

Résistance au feu<br />

• • • • • • • •<br />

à pyrolyse • • • • • •<br />

catalytiques • • • • • • •<br />

Tables de cuisson • • • • • • • • • • • •<br />

Intérieurs de lave-linge • • • • • • • •<br />

Ustensiles de cuisine • • • • • • • •<br />

Industrie Chauffe-eau • • • •<br />

Baignoires • • • • • • • •<br />

Construction Conduits de cheminée • • • • •<br />

Tuiles (US) • • • • •<br />

Architecture Murs-rideaux • • • • • • • •<br />

Habillage de murs de façade • • • • • • • •<br />

Signalétique (routière,<br />

publicitaire, <strong>et</strong>c.)<br />

• • • • • •<br />

Art • • •<br />

Divers Pots d’échappement hauts de<br />

gamme<br />

• • • • •<br />

Longévité


10 Annexes<br />

10.1 <strong>Les</strong> caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> 56<br />

10.2 <strong>Les</strong> performances des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s 58<br />

10.3 <strong>Les</strong> préconisations de montage des panneaux <strong>émaillé</strong>s<br />

dans l’architecture 60<br />

55


10<br />

56<br />

Annexes<br />

10.1 <strong>Les</strong> caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

<strong>Les</strong> caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong> laminés à froid, laminés à chaud <strong>et</strong> aluminiés <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> sont présentées dans les<br />

tableaux ci-dessous.<br />

<strong>Les</strong> valeurs sont données <strong>pour</strong> des mesures en sens travers.<br />

Caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong> laminés à froid <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

DC01EK<br />

DC03EK<br />

DC04EK<br />

DC04ES<br />

DC05EK<br />

DC06EK<br />

Epaisseur (mm) R e (MPa) R m (MPa) A (%) r 90 r moyen n 90<br />

0,4 - 0,5 140 - 310<br />

0,5 - 0,7 140 - 290 270 - 390 ≥ 28<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

≥ 26<br />

0,7 - 3 140 - 270 ≥ 30<br />

0,4 - 0,5 140 - 280<br />

≥ 28<br />

0,5 - 0,7 140 - 260 ≥ 30<br />

270 - 350<br />

≥ 1,4<br />

0,7 - 2<br />

140 - 240 ≥ 32<br />

2 - 3 ≥ 1,2<br />

0,4 - 0,5 140 - 260<br />

≥ 32<br />

0,5 - 0,7 140 - 240 ≥ 34<br />

270 - 340<br />

≥ 1,6<br />

0,7 - 2<br />

140 - 220 ≥ 36<br />

2 - 3 ≥ 1,4<br />

0,4 - 0,5 140 - 260<br />

≥ 34<br />

0,5 - 0,7 140 - 240 270 - 340 ≥ 36<br />

0,7 - 3 140 - 220 ≥ 38<br />

0,7 - 2<br />

≥ 2<br />

140 - 190 270 - 320<br />

2 - 3 ≥ 1,8<br />

0,4 - 0,5 120 - 210<br />

≥ 36<br />

≥ 0,17<br />

≥ 0,17<br />

≥ 1,6 ≥ 0,18<br />

0,5 - 0,7 120 - 190 ≥ 38<br />

270 - 320<br />

≥ 1,6<br />

0,7 - 2<br />

120 - 170 ≥ 40<br />

2 - 3 ≥ 1,4<br />

DC07EK ≤ 3 80 - 160 270 - 350 ≥ 40 ≥ 0,20<br />

Solfer ®<br />

Solfer ® +<br />

0,4 - 0,5 140 - 280<br />

≥ 30<br />

0,5 - 0,7 140 - 260 270 - 370 ≥ 32<br />

0,7 - 2 140 - 240 ≥ 34<br />

0,4 - 0,5 140 - 250 270 - 350 ≥ 34<br />

0,5 - 0,7 140 - 230 ≥ 36<br />

0,7 - 2 140 - 210 ≥ 38<br />

≥ 0,18


Caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong> laminés à chaud <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

S240EK<br />

S300EK<br />

Alusi ® BEC<br />

Alusi ® BEA<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Epaisseur (mm) R e (MPa) R m (MPa) A (%)<br />

1,5 - 3<br />

≥ 27<br />

≥ 240 360 - 430<br />

3 - 6 ≥ 34<br />

1,5 - 3 ≥ 280<br />

≥ 25<br />

330 - 450<br />

3 - 4,5 ≥ 260 ≥ 30<br />

Caractéristiques mécaniques des <strong>aciers</strong> aluminiés <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong><br />

Epaisseur (mm) R e (MPa) R m (MPa) A (%) r 90 n 90<br />

0,5 - 0,7<br />

≥ 28<br />

0,7 - 3<br />

< 260 < 380<br />

≥ 30<br />

0,5 - 0,7 < 240<br />

≥ 30<br />

< 370<br />

0,7 - 1<br />

≥ 31<br />

< 230<br />

1 - 3 < 365 ≥ 32<br />

≥ 1,3 ≥ 0,18<br />

≥ 1,3 ≥ 0,18<br />

57


10<br />

58<br />

Annexes<br />

10.2 <strong>Les</strong> performances des <strong>aciers</strong> <strong>émaillé</strong>s<br />

Dans le tableau ci-dessous vous trouverez les performances des panneaux <strong>émaillé</strong>s utilisés dans le domaine de l’architecture, qui<br />

doivent être en conformité avec l’Euronorme EN 14431.<br />

Critère Norme de<br />

référence<br />

Acier support EN 10209 L’EN 10209 décrit les critères auxquels doivent<br />

répondre les qualités d’acier <strong>pour</strong> être définies<br />

aptes à l’<strong>émaillage</strong> par vitrification ainsi que<br />

les méthodes d’essai perm<strong>et</strong>tant d’apprécier<br />

l’aptitude à l’<strong>émaillage</strong> (perméation hydrogène,<br />

perte en fer <strong>pour</strong> les <strong>aciers</strong> destinés à<br />

l’<strong>émaillage</strong> direct <strong>et</strong> test d’adhérence de<br />

l’émail).<br />

Application de l’émail ISO 2178 Application d’au minimum deux couches<br />

d’émail sur la face visible du panneau <strong>et</strong> d’une<br />

couche d’émail sur l’autre face. La température<br />

de cuisson doit être au moins de 500°C.<br />

L’épaisseur de l’émail déposé est mesurée avec<br />

l’aide d’un elcomètre (mesure par courants de<br />

Foucault).<br />

Adhérence de l’émail EN 10209<br />

(annexe D)<br />

Porosité de l’émail ISO 8289<br />

(méthode A)<br />

ISO 2746<br />

Résistance à<br />

l’abrasion<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Description succincte Exigence de qualité<br />

L’échantillon de tôle <strong>émaillé</strong>e est déformé<br />

par un poinçon à extrémité hémisphérique<br />

sur lequel tombe une masse de 1,5 kg<br />

lâchée d’une hauteur choisie en fonction de<br />

l’épaisseur du support.<br />

Le niveau d’adhérence est déterminé par<br />

comparaison avec des images types <strong>et</strong> varie<br />

de 1 (adhérence bonne) à 5 (adhérence<br />

mauvaise).<br />

Une différence de potentiel (1000 v) est<br />

appliquée entre la surface <strong>émaillé</strong>e <strong>et</strong> une<br />

électrode. L’apparition d’une étincelle indique la<br />

présence d’une porosité dans l’émail.<br />

ASTM C501 L’objectif de ce test est de déterminer la perte<br />

en poids d’un échantillon soumis à la friction<br />

d’une roue abrasive chargée d’une masse<br />

constante.<br />

Abrasif : papier émeri S33<br />

Poids : 1 kg<br />

Résistance aux chocs ISO 4532 L’essai se fait à l’aide d’un pistol<strong>et</strong> à choc réglé<br />

à 20 N avec lequel la tôle est percutée.<br />

Dur<strong>et</strong>é de surface<br />

(Mohs)<br />

EN 101 La dur<strong>et</strong>é de surface est estimée par rapport à<br />

l’échelle de Mohs qui classe les minéraux selon<br />

leur dur<strong>et</strong>é de 1 (calcite) à 10 (diamant).<br />

Essai à la rayure ISO 15695 La surface est rayée à l’aide d’aiguilles sur<br />

lesquelles est appliquée, par l’intermédiaire<br />

d’un bras, une force variant de 1 à 20 N.<br />

Planéité La planéité est déterminée par mesure de la<br />

déflexion du panneau entre l’état non <strong>émaillé</strong><br />

<strong>et</strong> l’état après cuisson.<br />

La mesure est effectuée sur la grande<br />

diagonale.<br />

Acier laminé à froid à basse teneur en carbone,<br />

apte à l’<strong>émaillage</strong><br />

L’épaisseur déposée sur la face visible varie<br />

de 75 à 275 µm si l’épaisseur du support est<br />

inférieure à 0,75 mm <strong>et</strong> de 180 à 500 µm si<br />

l’épaisseur du support est supérieure à 0,75 mm.<br />

Cotation 1, 2 ou 3<br />

Maximum : 5 défauts/m 2<br />

La perte de poids maxi après 1000 tours doit être<br />

au maximum 0,1 g/m 2 .<br />

24 heures après le test, il ne doit pas y avoir au<br />

droit de l’impact de saute d’émail de diamètre<br />

supérieur à 2 mm.<br />

La dur<strong>et</strong>é minimum doit être égale à 5.<br />

La surface <strong>émaillé</strong>e doit pouvoir supporter une<br />

force de 7 N sans apparition de rayure.<br />

Epaisseur support > 0,75 mm :<br />

Déflexion maximum : 0,5% dans la direction<br />

convexe <strong>et</strong> 0,25% dans la direction concave<br />

Epaisseur support < 0,75 mm :<br />

Déflexion maximum : 0,15% dans les deux<br />

directions


Critère Norme de<br />

référence<br />

Résistance à la<br />

corrosion<br />

Résistance aux<br />

acides<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Description succincte Exigence de qualité<br />

ISO 7253 Test de brouillard salin : un échantillon est<br />

exposé à un brouillard salin pendant une<br />

période de temps définie. L’importance de<br />

la délamination du revêtement ainsi que la<br />

proportion de surface rouillée définissent le<br />

niveau de corrosion.<br />

ISO 2722 La résistance aux acides est déterminée<br />

par mise de l’échantillon dans une solution<br />

aqueuse d’acide citrique à 10% à température<br />

ambiante pendant 15 mn.<br />

La mesure est effectuée selon un référentiel<br />

type.<br />

ISO 2742 La résistance aux acides est déterminée<br />

par mise de l’échantillon dans une solution<br />

aqueuse d’acide citrique à 6% à ébullition<br />

pendant 150 mn.<br />

La résistance aux acides est déterminée par la<br />

perte de poids.<br />

Aspect de surface La surface <strong>émaillé</strong>e est observée en lumière<br />

naturelle à 1,5 m.<br />

Brillance ISO 2813 Mesure de la réflexion spéculaire du produit<br />

revêtu à l’aide d’un brillancemètre :<br />

- aspect mat : angle de mesure 85° ;<br />

- aspect brillant : angle de mesure 60°.<br />

Couleur ISO 7724 Mesure de l’écart de teinte d’un échantillon par<br />

comparaison à un standard de référence :<br />

- soit visuellement ;<br />

- soit au moyen d’un colorimètre.<br />

Résistance aux UV ISO 4892 L’échantillon est soumis à un rayonnement<br />

UV cyclique pendant 1000 heures (le cycle<br />

consiste en une exposition de 4 heures à<br />

un rayonnement UV à une température de<br />

60°C suivi de 4 heures de condensation sans<br />

radiation à une température de 40°C).<br />

Pas de défaut en pleine face après 500 h de<br />

brouillard salin<br />

Classe A minimum selon le référentiel type<br />

Perte de poids maximum : 18,5 g/m 2<br />

La surface <strong>émaillé</strong>e doit être exempte de défauts<br />

susceptibles d’altérer l’aspect général de la pièce<br />

<strong>émaillé</strong>e.<br />

Généralement, les variations au sein du<br />

panneau ne doivent pas excéder 10 unités de<br />

brillance (accord préalable entre les parties<br />

intéressées).<br />

La méthode de mesure ainsi que l’écart de teinte<br />

toléré font l’obj<strong>et</strong> d’un accord préalable entre les<br />

parties intéressées.<br />

Mesure de la teinte <strong>et</strong> de la brillance avant <strong>et</strong><br />

après le test<br />

Résistance aux graffiti N<strong>et</strong>toyage de la surface <strong>émaillé</strong>e <strong>Les</strong> encres, vernis, laques ou peintures doivent<br />

être facilement lavables, après 8 jours de<br />

vieillissement, avec les solvants adaptés sans<br />

variation de teinte ou de brillance de la surface.<br />

Réaction au feu CSTB Essais normalisés de réaction au feu Classement A1 (ex M0)<br />

Résistance au froid Tenue au froid -60°C (dans la mesure où l’acier est<br />

suffisamment résilient à c<strong>et</strong>te température)<br />

Résistance à la<br />

chaleur<br />

Tenue à la chaleur 450°C<br />

59


10<br />

60<br />

Annexes<br />

10.3 <strong>Les</strong> préconisations de montage des panneaux <strong>émaillé</strong>s dans l’architecture<br />

Quelques exemples de systèmes de fixation :<br />

Système de fixation Omeras<br />

Fixation d’une façade en applique<br />

avec ventilation arrière<br />

Fixation utilisée <strong>pour</strong> le nouveau bâtiment Girod<br />

A<br />

A<br />

écrou Girod<br />

entr<strong>et</strong>oise aluminium<br />

renfort Rizoux<br />

vis M8x60 sans tête<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

Support en acier galvanisé ou en acier inoxydable,<br />

jointoiement variable, panneaux d’émail épaisseur<br />

1,5 mm + panneau raidisseur<br />

Coupe A-A<br />

Echelle 1:12<br />

B<br />

Détail B<br />

Echelle 1:3<br />

entr<strong>et</strong>oise nylon<br />

rondelles nylon<br />

plot inox<br />

panneau émail<br />

Fixation de panneaux <strong>émaillé</strong>s plans<br />

dans un tunnel.<br />

Support en acier inoxydable


Système de fixation PMA <strong>pour</strong> les Cass<strong>et</strong>tes BS<br />

Le système Cass<strong>et</strong>tes BS comprend une ossature porteuse sur laquelle se fixent le parement <strong>et</strong> les accessoires spécifiques.<br />

C<strong>et</strong>te ossature étant «calepinée» aux dimensions des cass<strong>et</strong>tes, aucune dimension standard n’est imposée.<br />

ossature Y<br />

vue de face Y 1<br />

Guide d’utilisation – <strong>Les</strong> <strong>aciers</strong> <strong>pour</strong> <strong>émaillage</strong> <strong>et</strong> l’acier <strong>émaillé</strong> – <strong>ArcelorMittal</strong><br />

patte de<br />

fixation<br />

ossature X<br />

vue de face X 1<br />

vue de face<br />

coupe<br />

vue de côté<br />

ossature intermédiaire<br />

verticale<br />

joint d’étanchéité<br />

couvre joint<br />

61


Références<br />

Couverture : Tom D’Haenens, Philippe Vandenameele<br />

• p. 5 : Philippe Vandenameele<br />

• p. 7 : Station de métro «Heysel», Bruxelles (Belgique),<br />

artiste Jean-François Octave<br />

• p. 13 : Université de Pavie (Italie)<br />

– architecte Giancarlo De Carlo<br />

• p. 21 : Tom D’Haenens<br />

• p. 31 : Jacques Van den Berghe<br />

• p. 37 : PolyVision<br />

• p. 43 : Tom D’Haenens<br />

• p. 47 : PolyVision<br />

• p. 49 : PolyVision<br />

• p. 55 : PolyVision<br />

Copyright<br />

Tous droits réservés. Aucun extrait de la présente publication ne<br />

peut être reproduit, sous quelque forme <strong>et</strong> de quelque manière<br />

que ce soit, sans l’accord préalable d’<strong>ArcelorMittal</strong>.<br />

Une attention particulière a été portée quant à l’exactitude des<br />

informations communiquées dans c<strong>et</strong>te publication, mais ni<br />

<strong>ArcelorMittal</strong>, ni toute autre compagnie du Groupe <strong>ArcelorMittal</strong><br />

ne sauraient être tenues responsables d’éventuelles erreurs.<br />

Ce document pouvant faire l’obj<strong>et</strong> de modifications,<br />

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Brochures».<br />

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63


<strong>ArcelorMittal</strong> Flat Carbon Europe<br />

19, avenue de la Liberté<br />

L-2930 Luxembourg<br />

fce.technical.assistance@arcelormittal.com<br />

www.arcelormittal.com/fce<br />

PR-UM-EMA-FR – 08/2008

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