Brevet FR2005529A1 — publié le 19691212

La présente invention concerne le dépôt électrolytique des métaux à partir de solutions non aqueuses. Le dépôt électrolytique de l'aluminium sur différents supports à partir d'un bain non aqueux, de préférence volatil, est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2.651.608 et aussi dans le Journal of the Electro chemisai Society, volume 99 (1952), pages 234 et suivantes, volume 103, 1956, pages 657 et suivantes et volume 106, 1959 pages 654 et suivantes. Ces textes montrent qu'avec un procédé de dépôt électrolytique suivant lequel un support en titane ou en aluminium est anodisé dans un bain de dépôt électrolytique ou un bain similaire, si la pellicule anodisée est enlevée iar exemple par agitation) avant le dépôt électrolytique, il en résulte un dépôt adhérent. Cependant, quand un dépôt d'aluminium ainsi formé est exposé à l'air et ensuite immergé à nouveau dans le bain, un nouveau dépôt n'adhère pas au premier si l'opération d'anodisation n'est pas répétée. I1 est connu aussi que les acides gras et d'autres acides organiques en solution dans de l'éther appliqués sur un support en acier "après nettoyage" permettent une amélioration de l'adhérence du dépôt d'aluminium, l'éther s'évaporant avant ltimmersion de la pièce dans le bain, de sorte que la réaction moussante entre l'acide organique non dissous et le bain peut être au moyen de nettoyage de la surface Un nettoyage classique suivi d'un rinçage à l'eau pure et dtun rinçage dans de l'alcool et de l'acide oléique permet le dépôt d'aluminium d'une adhérence assez bonne. I1 a été constaté conformément à l'invention qu tune meilleure adhérence plus uniforme de l'aluminium déposé sur du cuivre, du nickel et de l'acier est obtenue en traitant la surface du support, après un nettoyage classique, avec un acide minéral dilué dans l'eau, par exemple de l'acide chBoydrique et ensuite, sans rinçage à l'eau, en rinçant la surface pour supprimer l'acide avec une solution d'un acide gras, par exemple d'acide oléique, dans un solvant organique, tel que de l'2cool isopropylique, miscible en toutes proportions à l'eau et au solvant du bain organique, c'est-à-dire de l'éther. Ce rinçage est répété plusieurs fois, par exemple trois fois ou plus de trois fois.La pièce encore mouillée par la solution d'acide gras est ensuite immergée dans le bain où il se produit une certaine réaction avec l'acide. L'anodisation préliminaire et l'interruption du courant pour la dissolution du revêtement anodique sont suivies par le dépôt électrolytique. Bien qu'il n'y ait pas de procédé facile pour mesurer quantitativement l'adhérence, il a été constaté au cours d'essaiseffectuésdans des conditions identiques dans les deux cas que le procédé selon l'invention permet une meilleure adhérence que les procédés classiques. Une théorie du mécanisme apportant cette amélioration de l'ahdérence est que l'acide minéral en contact avec le support préalablement nettoyé supprime tous les oxydes superficiels produits par l'oxygène atmosphérique en contact avec le support ou par ltoxygène dissous dans la solution aqueuse, mais que le rinçage consécutif à l'eau cIaire selon la technique antérieure permet la formation d'oxydes qui ne sont pas dissous. Par contre, un rinçage répété avec une solution d'un acide gras suffisant pour éliminer complètement l'acide aqueux assure automatiquement la fixation de l'acide organique-à la surface pendant l'élimination de la solution aqueuse.La présence d'un alcool comme solvant permet la continuité de la pellicule protectrice sur la surface jusqu'à l'immersion dans le bain (dans le solvant duquel l'alcool est miscible en toutes proportions). Il est possible aussi que l'alcool modère toute réaction entre le bain et l'acide organique.L'invention est illustrée plus particulière- ment par les exemples suivants EXEMPLE 1 Une pièce en cuivre préalablement nettoyée par un bain alcalin dégraissant ou par abrasion est immergée dans un bain de brillantage classique (par exemple contenant en volume une partie datiinittLciueconcentré, deux parties diacide sulfurique concentré et un vingtième de partie d'acide chlorhydrique concentré, entre 20"C et 30"C), puis est rincée à l'eau pour éliminer le résidu acide. La pièce est ensuite immergée pendant 30 secondes dans un mélange en parties égales d'acide chlorhydrique concentré et d'eau à 23"C. La pièce est ensuite immédiatement transférée dans un bain contenant 60 Z en poids d'acide oléique dans de l'alcool isopropylique et elle est trempée dans ce bain au moins trois fois (il est préférable d'effectuer plusieurs immersions dans une telle solution pour que la contamination par l'acide chlorhydrique et l'eau soit principalement limitée au premier récipient, et quand le contenu de ce premier récipient est rejeté de faire descendre chaque fois d'un rang les récipients successifs, afin que le dernier récipient dans lequel est immergée la pièce ne soit pratiquement pas contaminé). La pièce en cuivre est ensuite enlevée du dernier bain pour être immergée immédiatement, encore mouillée par le bain, dans le bain d'électrolyse, de la façon décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2.651.608 précité.Un délai de 15 secondes est utilisé pour que le revêtement du dernier bain soit supprimé par le bain d'électrolyse, après quoi l'électrolyse est conduitede la façon normale avec 2 une densité de courant de l'ordre de 2,15 à 14 A/dm2. EXEMPLE 2 Une pièce en nickel préalablement nettoyée par dégraissage à la vapeur est immergée dans un bain de brillantage d'une composition classique (telle que celle indiquée dans l'exemple 1, mais chauffée à 900C) et elle est ensuite rincée à l'eau pour supprimer le résidu. La pièce est ensuite immergée dans un mélange en parties égales diacide chlorhydrique concentré ou d'eau (le même que dans l'exemple 1), après quoi, le traitement de l'exemple 1 est effectué. EXEMPLE 3 Une pièce surfacée en chrome est nettoyée avec de la pierre ponce et rincée à l'eau. La pièce est ensuite immergée encore mouillée pendant 30 secondes dans un mélange en volumes égaux d'acide chlorhydrique concentré et d'eau, puis elle est immergée au moins trois fois dans des bains formés en poids de 60 % d'acide oléique dans de l'alcool isopropylique. La pièce encore mouillée est ensuite immergée dans un bain de dépôt électrolytique d'aluminium de la façon décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 2.651.608 précité. La pièce est anodisée pendant 5 à 8 minutes avec une densité de A/dm2 courant de 0,14 à 0,54 A/dm2, après quoi, le circuit est ouvert pendant 15 à 30 secondes et finalement le dépôt électrolytique est démarré. EXEMPLE IV Une pièce en acier allié AISI 4130 contenant nominalement en poids 0,5 % de manganèse, 0,25 % de silicium, 0,95 % de chrome, 0,2 % de molybdène, 0,3 % de carbone, le reste étant du fer avec des impuretés éventuelles, est dégraissée, anodisée dans une solution d'acide sulfurique à 75 % en poids pendant 2 minutes avec une densité de courant de 10,7 à 32,5 A/dm2p puis elle est rincée à l'eau. La pièce est ensuite immergée pendant 10 secondes dans une solution d'vide chlorhydrique à 30 % en poids, après quoi elle est immédiatement trempée de façon répétée dans des solutions à 60 % en poids d'acide oléique dans de l'alcool isopropylique. La pièce est ensuite immédiatement immergée dans la solution de dépôt électrolytique d'aluminium décrite dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 2.651.608, et après 30 secondes d'immersion à circuit ouvert, le dépôt électrolytique est démarré. Le processus de l'exemple IV a été utilisé avec d'autres aciers, par+*gemple l'acier AISI 8740 avec des résultats analogues. Bien que la description précédente considère l'immersion de la pièce dans le bain de dépôt électrolytique comme procédé évidemment le plus simple, il est évident que n'importe quel procédé assurant un contact équivalent entre le bain et la pièce peut convenir. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitatiye et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. ND I CA T IONS I. Un procédé pour préparer une pièce métallique devant recevoir un dépôt d'aluminium- dans unS bain de dépôt électrolytique de l'aluminium contenant des composés de l'aluminium et d'autres métaux dissous dans un solvant constitué par un liquide organique non aqueux, par un traitement comportant le nettoyage de la surface de la pièce avec une solution aqueuse de nettoyage, l'élimination de la solution de la surface de la pièce et ensuite la mise en contact de la pièce nettoyée avec le bain de dépôt électrolytique de l'aluminium, caractérisé par l'élimination de la solution aqueuse de la surface de la pièce et l'exposition de la pièce à une solution d'un acide gras dans un solvant miscible en toutes proportions à l'eau et au solvant du bain, et ensuite pendant que la surface de la pièce est encore couverte par la solution de l'acide gras par la mise en contact de la pièce avec le bain de dépôt électrolytique de l'aluminium. 2. Le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant du bain est de l'éther. 3. Le procédé selon l'une des reFendications let 2, caractérisé en ce que l'acide gras est de l'acide oléique. 4. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la solution aqueuse de nettoyage de la surface est de l'acide chlorhydrique. 5. Le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en osque le solvant miscible en toutes proportions à l'eau et au solvant du bain est de l'alcool isopropylique. 6. Le procédé selon l'une des revenditations 1 à 5, caractérisé en ce que la mise en contact avec le bain de dépôt électrolytique de l'aluminium est effectué par immersion dans le bain.