Brevet FR2053182A1 — publié le 19710416

L'invention concerne un procédé de traitement de surfaces d'aluminium ou d'alliages d'aluminium par formation anodique de couches d'oxyde suivie d'une densification au moyen d'eau ou de vapeur d'eau, la formation de revêtements d'hydroxyde d'aluminium étant empêchée. 5 Sur des surfaces d'aluminium, en vue de la protection contre la cor rosion, on applique souvent des couches d'oxyde formées anodiquement. Ces couches d'oxyde protègent les surfaces d'aluminium contre l'influence des intempéries et d'autres agents de corrosion. En outre, on applique aussi les couches anodiques d'oxyde pour obtenir une surface plus dure et donner ainsi à 10 l'aluminium line plus grande résistance à l'usure. La couleur des couches d' oxyde ou la facilité de coloration qu'elles présentent dans certains cas permettent d'obtenir des effets décoratifs particuliers. Pour l'application de couches anodiques d'oxyde sur l'aluminium, on connaît une série de procédés. Par exemple, on effectue la formation des cou-15 ches d'oxyde au moyen de courant continu dans des solutions d'acide sulfurique (procédé à courant continu à l'acide sulfurique). Mais, souvent, on emploie aussi des solutions d'acides organiques, notamment d'acide sulfophtalique ou d' acide sulfanilique ou encore des mélanges de ceux-ci et d'acide sulfurique. Les procédés cités en dernier lieu sont appelés, en particulier, procédés d'a-20 nodisation en dur. Mais ces couches d'oxyde appliquées anodiquement ne remplissent pas toutes les conditions en ce qui concerne la protection contre la corrosion car elles ont une structure poreuse. Pour cette raison, il est nécessaire de soumettre les couches d* 25 oxyde à une densification ultérieure. Cette densification s'effectue au moyen d'eau chaude ou bouillante ou de vapeur d'eau et s'appelle souvent "bouchage". Elle a pour effet de boucher les pores et d'augmenter ainsi notablement la protection contre la corrosion. 30 Toutefois, la densification de couches d'oxyde appliquées anodique ment n'a pas seulement pour effet de boucher les pores mais aussi de former, sur toute la surface, un revêtement plus ou moins velouté, dit revêtement de bouchage. Celui-ci est formé d'hydroxyde d'aluminium amorphe et ne résiste 3'5 pas aux manipulations, ce qui nuit à l'effet décoratif de la couche. Pour cette raison, il était nécessaire, antérieurement, d'enlever mécaniquement ce revêtement à la main. 70 27364 2 2053182 On a trouvé maintenant qu'il est possible d'éviter ces inconvénients si l'on applique le procédé décrit ci-après pour traiter la surface de l'aluminium ou des alliages d'aluminium par oxydation anodique suivie d'une densification à la vapeur d'eau. Le procédé nouveau est caractérisé par le 5 fait qu'avant la densification on applique un traitement intermédiaire par des solutions qui ont une température de 15-95°C et qui contiennent 0,01-10 g/1 d'acide acrylique et/ou de produits de polymérisation de l'acide acrylique, de l'acide méthacrylique ou de l'acide maléique ayant des viscosités spécifiques qui vont jusqu'à.ri = 0,75 cPo en solution à 0,7% dans une lessive de soude 2n 10 à 20°C. Pour la pratique de ce procédé, on peut utiliser l'acide acrylique et des produits de polymérisation des acides acrylique, méthacrylique et maléique. Les produits de polymérisation d'acide maléique peuvent être des polymères purs ou des copolymères formés, par exemple, avec l'éthylène ou l'alcool 15 vinylique. Il est apparu avantageux d'utiliser des .produits de polymérisation dont la viscosité spécifique ne dépasse pas 0,75 cPo. On mesure toujours ici la viscosité spécifique d'une solution à 0,7% dans une lessive de soude 2n à '20°C. De préférence, on pratique le traitement intermédiaire avec des so— 20 lutions qui contiennent un acide polyacrylique et/ou un acide polyméthacryli— que ayant des viscosités spécifiques qui vont de r) = 0,05 jusqu'à 0,25 cPo. La solution de traitement intermédiaire contient 0,1-10 g/1 des composés cités, qui peuvent servir isolément ou en mélange. Il est naturellement possible aussi d'utiliser de plus grandes quantités mais cela ne procu-25 re pas de nouveaux avantages. Les solutions décrites ci-dessus pour le traitement intermédiaire ont un pH compris entre 5 et 6. Ce pH est apparu avantageux de sorte qu'il n'est pas nécessaire de régler ai outre le pH. Toutefois, il faudrait établir un tel pH si, dans la préparation de la solution, au lieu des acides, on 30 partait des sels hydrosolubles correspondants, comme les sels de potassium, de sodium ou d'ammonium." En général, un tel procédé n'est pas avantageux car des sels neutres passent ainsi dans les solutions. Pour la préparation des solutions, il est plutôt avantageux d'utiliser de l'eau entièrement débarrassée de sels ou distillée ou bien de l'eau de condensation. 35 On conduit le traitement intermédiaire à des températures de 15 à 95°Cr en particulier à des températures supérieures à 50°C, en plongeant dans les solutions les objets anodisés d'aluminium ou d'alliages d'aluminium ou en les arrosant de ces solutions. La durée du traitement est généralement inférieure à 10 minutes. Les temps de traitement plus longs n'ont pas d'inconvé-40 nients. Après le traitement intermédiaire par les solutions ci-dessus, on COPY 70 27364 3 2053182 peut effectuer un rinçage à l'eau pour éviter que des substances susceptibles d'élimination par lavage ne soient entraînées lors de la densification ultérieure. Toutefois, ce lavage n'est pas nécessaire. Il n'y a pas d'inconvénient a conduire les pièces d'aluminium à la densification ultérieure immédi-5 atement après le traitement intermédiaire. Selon un mode d'exécution particulier de ce procédé, on effectue en une seule étape la densification ultérieure au moyen d'eau et le traitement intermédiaire. En pareil cas, à l'eau prévue pour la densification, on ajoute les cctnposés mentionnés dans les quantités indiquées et on conduit ensuite la 10 densification de façon usuelle. Les solutions de densification peuvent, en outre, contenir aussi, en petites quantités, des additifs en eux mêmes connus à cet effet, comme 1' acétate de nickel. . Grâce au nouveau procédé, il est possible d'empêcher la formation 15 de revêtements de bouchage sans nuire à la couche anodique d'oxyde ni diminuer la qualité de la densification ultérieure. L'apparence de la surface n'est pas influencée par le procédé selon l'invention; les effets assurés par le prétraitement et 1'anodisation se conservent. Dans les exanples suivants, la qualité des couches d'oxyde est dé-20 terminée selon la norme DIN 50 949. Les valeurs qui sont supérieures à 15 dans ce test ne sont pas satisfaisantes techniquement. La désignation des alliages d'aluminium dans les exemples est conforme à la norme DIN 1725. Exemple 1 : On prend des profilés d1 aluminium (Al Mg Si 0,5) ayant subi, de façon usuelle, un dégraissage alcalin et un décapage et que l'on a 25 oxydés anodiquement par un procédé d1anodisation en dur (épaisseur de couche 29 jj.) et on les traite pendant 10 minutes, à 80°C, par une solution contenant 5,0 g/1 d'acide polyacrylique (n = 0,08 cPo en solution à 0,7% dans NaOH 2 n à 20°C) dans de l'eau entièrement débarrassée de sels. Après un rinçage intermédiaire, on soumet les pièces d'aluminium à une densification ultérieure dans 30 l'eau chaude (100°C, 60 minutes). Ensuite, les profilés ne présentent aucun revêtement de bouchage. L'épaisseur de couche, après la densification, est de 29 ji, la valeur de test est descendue de plus de 200 à 0,75. Exemple 2 : On prend des profilés d'aluminium (Al Mg 3) dégraissés de façon usuelle et que l'on a oxydés anodiquement par le procédé à courant conti— 35 nu à l'acide sulfurique (épaisseur de couche 20 p.) et on les traite pendant 5 minutes, à 50°C, par une solution contenant 0,2 g/1 d'acide polyacrylique (rj = 0,5 cPo en solution à 0,7% dans NaOH 2n à 20°C) dans de l'eau distillée. Après un rinçage intermédiaire, on soumet les pièces d'aluminium à une densification de 60 minutes dans la vapeur d'eau. Ensuite, les profilés ne présentent aucun 40 revêtement de bouchage. L'épaisseur de couche après la densification est de C0PY 4 70 27364 2053182 20 )i et la valeur de test est descendue de plus de 200 à 6,0. Exemple 3 : On prend des tôles d'aluminium (Al Si 5) ayant subi, de façon usuelle, un dégraissage alcalin et un décapage et que l'on a oxydées anodiquement par un procédé à courant continu aux acides sulfurique et oxali-5 que (épaisseur de couche 15 p.) et on les soumet à la densification pendant 60 minutes, à 1000C, dans une solution contenant 1,0 g/1 d'acide polyméthacryli-que (r) = 0,10 cPo en solution à 0,7% dans NaOH 2n à 20°C) dans de l'eau entièrement débarrassée de sels. Les tôles ne présentent aucun revêtement de bouchage. L'épaisseur de couche après la densification est de 15 n, la va-10 leur de test est descendue de plus de 200 à 10,0. Exemple 4 î On prend des profilés d'aluminium (Al Mg Si 0,5) ayant subi, de façon usuelle, un dégraissage alcalin et un décapage et que l'on a oxydées anodiquement par un procédé à courant continu à l'acide sulfurique (épaisseur de couche 20-30 ji) et on les soumet à la densification, pendant 60 15 minutes, à 100°C, dans des solutions contenant 5 g/1 des agaits chimiques ci-après et ajustées à un pH de 5-6, ou bien on les prétraite 10 minutes dsns les solutions à 80°C et, après rinçage intermédiaire, on les densifie pendant 60 minutes à 100°C dans l'esu chaude.» L'épaisseur de couche reste inchangée après la densification pour les différents profilés. La formation eu la non 20 formation du revêtement de bouchage ainsi que la qualité variable de la densification, mesurées selon la norme DIN 50 949, sont récapitulées au tableau. C'est seulement lorsque l'on utilise les composés selon l'invention qu'il ne se forme pas de revêtement de bouchage et que la densification ultérieure ne subit aucune influence nuisible. 25 Tableau Agents chimiques utilisés Valeur de test Revêtement de bouchage (DIN 50 949) après densification acide tartrique 200,0 non empêché 30 acide méthacrylique acide itaconique acide polyacrylique (r) =0,9 en solution à 0,7% dans NaOH 2n à 20°C) 7,5 non empêché 9,0 non empêché 25,0 partiellement empêché 35 gluconate de sodium 70,0 empêché acide polyacrylique (rj=0,35 en solution à 0,7% dans NaOH 2n à 10,0 empêché 20 °C) produit de copolymérisation acide 8,0 empêché maléique /alcool vinylique (r)=0,18 en solution à 0,7% dans NaOH 2n à 20°C) 40 produit de copolymérisation acide 9,0 empêché maléique/éthylène (rj=0,12 en solution à 0,7% dans NaOH 2n à 20°C) acide acrylique 12,0 empêché 70 27364 5 2053182 REVENDICATIONS 1.- Procédé de traitement de surfaces d'aluminium ou d'alliages d'aluminium par oxydation anodique suivie d'une densification par l'eau ou la vapeur d'eau, caractérisé par le fait qu'avant la densification, on opère un traitement 5 intermédiaire par des solutions, qui ont une température de 15-95°C et qui contiennent 0,01-10 g/1 d'acide acrylique et/ou de produits de polymérisation de l'acide acrylique, de l'acide méthacrylique ou de l'acide maléique ayant des viscosités spécifiques qui vont jusqu'à t\ = 0,75 cPo en solution à 0,7% dans une lessive de soude 2n à 20 °C. 10 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on pratique le traitement intermédiaire au moyen de solutions qui contiennent un acide polyacrylique et/ou un acide polyméthacrylique ayant des viscosités spécifiques qui vont de T] = 0,05 jusqu'à 0,25 cPo. 3.- Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait 15 que l'on conduit le traitement intermédiaire avec des solutions dont le pH est de 5-6. 4.- Procédé selon les revendications 1 à 3, considérées dans leur ensemble, caractérisé par le fait que l'on opère la densification ultérieure au moyen d'eau et le traitement intermédiaire en une seule étape.