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Sur cette page : Alliages courants pour résistances
 
 
Les Alliages Courants pour Résistances

par Smart.Conseil

 
 
 
 
Les alliages qui servent à faire les résistances boudinées des petits fours électriques sont en majeure partie constitués de Fer, de Chrome et d'Aluminium. Ce sont des inox réfractaires qui ont la particularité d'être très résistifs, avec des valeurs de résistivité à température ambiante (à 20°C) se situant entre 1,39 et 1,45 W.mm²/m et pouvant convenir pour des températures maximales de 1300 à 1320°C.
 
Précautions pour le façonnage des éléments :
 
Généralement utilisés dans les petits fours électriques sous forme de fil produit par étirage à froid et de diamètre allant de 1,5 à 3,0 mm, la mise en forme de ces alliages (le boudinage…) peut se faire à température ambiante, par enroulement à spires jointives sur un mandrin tel qu'un tube d'acier utilisé en plomberie industrielle. Prendre le soin de guider et tendre le fil avec un outil non métallique pendant le boudinage (un outil en bois par exemple…), car le frottement sur du métal pourrait inclure des particules dans la surface du fil et contribuer à sa dégradation ultérieure lors des mises en chauffe à haute température.
Une fois le boudinage à froid terminé, l'étirage des boudins se fait dans les mêmes conditions de température en procédant par tractions aux extrémités de l'enroulement jusqu'à obtenir la longueur souhaitée et une répartition la plus homogène possible de l'écartement des spires.
Les fils de sorties des résistances qui doivent disperser le moins d'énergie possible dans les parois du four doivent avoir une section plus importante de l'ordre de 2 à 3 fois celle du fil du boudinage. Ces sorties peuvent être faites par plusieurs fils torsadés ensemble ou par une tige de forte section soudée aux extrémités du boudinage. Dans tous les cas les parties constituant les sorties devront être de même nature métallique que le boudinage (même alliage).
 
Comportement de l'alliage à la chauffe :
 
Dès la première chauffe à haute température, le fil perd tout ou partie de sa ductilité et devient cassant à température ambiante. La cassure d'un tel fil montre très visiblement la structure cristallisée du métal transformé par une chauffe élevée. Toute intervention nécessitant une modification de la mise en forme du fil doit être faite à chaud, en réchauffant le fil au rouge à l'aide d'un chalumeau et en le travaillant avec des pinces non coupantes. Il redevient ainsi facile à déformer sans se casser, ce qui permet de remédier aux désordres survenant sur les résistances usagées présentant des amas de spires et des déformations gênantes dans le four.
 
Au fur et à mesure des chauffes le fil se recouvre progressivement d'une couche de calamine de couleur grise très adhérente constituée en majeure partie d'alumine (oxyde d'aluminium, Al2O3). Cette " gangue " d'oxyde constitue une protection du fil métallique contre les agressions chimiques de faible amplitude (très faibles effets réducteurs dus aux matières organiques contenues dans les argiles par exemple). Cette couche est également isolante d'un point de vue électrique.
 
Atmosphère de cuisson :
 
Les alliages utilisés pour les résistances boudinées (type Fer-Chrome-Aluminium) ne doivent être employés que sous atmosphère neutre à oxydante (dans l'air). Ils ne supportent pas la réduction surtout lorsque l'atmosphère est fortement chargée en gaz à base de monoxyde de carbone, d'hydrogène et d'hydrocarbures.
Seuls des fours équipés de ce type de résistances et enveloppées dans des tubes étanches peuvent permettre des réductions sans risques de dégradation du matériel.
 
Durée de vie :
 
Elle dépend des conditions d'utilisation. Selon les températures de travail et l'allure de chauffe (une chauffe par impulsions est mieux supportée qu'une chauffe continue), le taux de charge appliqué (en watts émis par cm² de surface de fil), le diamètre du fil, les possibilités de rayonnement (un montage sur tube est le plus favorable), la taille des éléments (il faut favoriser les éléments à plusieurs raies pour limiter le nombre de sorties de connexion), leur montage, la corrosion due à la pollution superficielle des résistances (projections d'émail, poussières d'émail, vapeurs…).
Un excès de température lors d'une cuisson d'essai plus haute de quelques dizaines de degrés au-dessus du domaine habituellement utilisé est souvent fatal sur un jeu de résistances usagées (Ex : un essai de cuisson à 1320°C sur des résistances usagées n'ayant jamais dépassé 1280°C).
 
Cuisson de grès ou de porcelaine :
 
Ce n'est généralement pas l'usage de cuire du grès ou de la porcelaine dans un four électrique, à moins de faire des glaçures particulières ne nécessitant pas d'effets réducteurs (ex : glaçures macro-cristallines). Les cuissons de grès ou de porcelaine se situent dans le domaine extrême des températures supportables par les alliages courants pour résistances et les éléments chauffants ainsi sollicités se dégradent assez rapidement.
Pour que les résistances de tels fours puissent avoir une durée de vie la plus importante, il est nécessaire de veiller aux points suivants :
- Le diamètre du fil ne doit pas être inférieur à 2 mm
- Le taux de charge (en watts émis par cm² de surface de fil) ne doit pas dépasser 1 watt/cm² (voir : calculer une résistance )
- Les résistances doivent être montées sur tubes d'alumine
- Choisir l'alliage pour ses performances de tenue aux températures élevées  
 
 
 
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