Brevet FR2032422A1 — publié le 19701127

La présente invention concerne une méthode permettant de traiter simultanément une grande quantité de pièces de forme allongée pour obtenir un dépôt électrolytique particulier sur une partie adjacente à me extrémité de chaque pièce, cette méthode pouvant être utilisée pour revêtir d'une couche d'or les extrémités 5 de contact des ressorts utilisés, par exemple, dans les relais à contacts scellés. De tels ressorts de contact doivent être revêtus d'une couche d'or près de l'extrémité d'une partie en forme de lame qui établit m contact électrique avec le ressort associé, tandis qu'une autre partie en forme de tige doit rester nue pour permettre le scellement dans l'enveloppe du relais. Pour remplir ces exigences, 10 une méthode courante consiste à charger manuellement les ressorts un par un dans un appareil de montage qui est ensuite renversé et descendu à la surface d'un bain électrolytique de façon que seules les lames pénètrent dans le bain. Il est évident que cette méthode entraîne un temps de chargement des ressorts trop élevé et elle présente un inconvénient supplémentaire qui tient au fait que la limite de la 15 couche à l'endroit où la lame coupe la surface de l'électrolyte forme une marque de "niveau". La méthode conforme à la présente invention consiste à traiter les pièces longilignes tandis qu'elles sont complètement immergées dans un électrolyte et placées dans un logement comportant une ouverture par laquelle sortent les extrénités 20 des pièces à revêtir, la majeure partie de ces pièces étant protégée du courant électrolytique par des parois isolantes du logement. Plus particulièrement, le logement comporte au moins une cathode en contact électrique avec le groupe de pièces et, lorsque les pièces sont complètement immergées dans l'électrolyte, une différence de potentiel est appliquée entre la 25 cathode et une anode située à l'extérieur du logement, le montage étant tel que la majeure partie des pièces est protégée du courant électrolytique par les parois isolantes du logement à l'exception de l'extrémité à revêtir, et les pièces sont agitées pour les exposer uniformément au courant électrolytique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va 30 suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent i - la figure 1, le schéma d'un ressort de contact à tige -, - la figure 2, une vue en coupe d'un appareil convenant au revêtement électrolytique des extrénités de contact d'un groupe de ressorts du type représenté 35 figure 1 ; - la figure 3, une vue selon la ligne 3-3 de la figure 2 ; - la figure 4, un schéma indiquant l'orientation des ressorts dans le3 logements isolants de l'appareil des figures 2 et 3 ; - la figure 5, un ressort de contact revêtu par la méthode décrite. 40 Le ressort de contact représenté figure 1 est constitué par une lame 1 et 70 06893 2 2032422 une tige 2, et la partie à recouvrir d'une couche d'or est adjacente à l'extrémité 3 de la lame. La tige 2 ne doit pas comporter de revêtaient car elle sert au scellement du ressort dans une enveloppe. En se reportant aux figures 2 et 3, on peut constater que l'appareil 5 permettant d'appliquer la méthode de l'invention comprend plusieurs logements ou bacs 4, dans le cas décrit, six, montés sur un bâti 5. Chaque bac 4 comporte des parois latérales 6 et une base 7 entre lesquelles est située une cathode 8 en forme de disque, maintenue par un épaulement annulaire 9 des parois. Une autre cathode 10, constituée par une boucle de fil rond, est maintenue près du sommet des parois 6 à 10 l'intérieur du bac. Les parois et la base du bac sont en matériau isolant. La boucle 10 et le disque 8 peuvent être en cuivre, ce dernier comportant une couche électrolytique d'or afin d'empêcher toute contamination de l'électrolyte dans le bac. Le bâti 5 portant les bacs 4 est lui-même supporté par une pièce 15 tubulaire 11. Le bâti 5 et la pièce 11 sont également en matériau isolant. Une extrémité de chaque boucle de fil conducteur traverse la paroi 6 respective et la paroi de la pièce 11 à l'intérieur de laquelle elle est soudée à un conducteur respectif 12. Ce dernier s'étend jusqu'en haut du tube 11 où il est connecté à une borne de cathode 13. 20 Chaque disque 8 est connecté à sa boucle respective 10 par un fil conducteur isolé 14 soudé à une de ses extrénités sur la surface inférieure du disque et à l'autre extrémité sur le prolongement radial de la boucle, ce fil 14 traversant des trous correspondants dans la base 7 et le bâti 5. Les connexions soudées du fil 14 avec le disque et la boucle sont, de préférence, recouvertes par 25 un matériau conducteur. Pour effectuer leur revêtement électrolytique, les groupes respectifs de ressorts de contact sont placés dans les bacs 4 de façon que leurs lames se trouvent au-dessus. Le nombre optimal de ressorts dans chaque groupe est atteint quand les ressorts occupent environ le tiers de la section du bac lorsqu'ils se tiennent 30 verticalement en un groupe compact. L'appareil est alors descendu, en le maintenant par sa partie tubulaire 11, dans un bain électrolytique d'or 15 de façon que les ressorts et les bacs soient complètement immergés et entourés par une anode cyTi.nd3ri.que 16, conformément à la disposition indiquée par la figure 2. Une différence de potentiel appropriée est appliquée entre la borne 35 cathodique 13 et l'anode 16, et les bacs sont soumis à un mouvement orbital horizontal à très grande vitesse. Cette vibration est obtenue par déplaçaient transversal de la pièce 11 sur une orbite circulaire. Ainsi agités, les ressorts de contact prennent dans chaque bac des orientations schématisées par la figure 4. La dimension des bacs est telle que les 40 extrémités 3 des lames se trouvent au-dessus du bord supérieur des bacs, les lames 70 06893 3 2032422 2 dépassant ce bord sur environ de leur longueur. La vibration orbitale des bacs agite les ressorts de contact et les oblige à se répartir autour des bacs dans une direction identique à celle de la vibration (indiquée par une flèche sur la figure 4). Cette agitation assure l'élimination des bulles de gaz constituées sur les 5 ressorts de contact et expose uniformément ces derniers au courant électrolytique, ce qui favorise l'obtention d'un revêtement électrolytique valable sur chaque lame. De manière typique, 250 ressorts de contact sont chargés dans chaque bac, permettant le traitement de 1500 ressorts à la fois. L'axe des bacs peut osciller sur un cercle de diamètre égal à mm à la fréquence de 1000 tours par minute» La 10 valeur de la différence de potentiel appliquée entre l'anode et la cathode, et celle du temps de traitement, dépendent évidemment de caractéristiques particulières telles que l'épaisseur de revêtement désirée. La position de l'anode 16 est choisie de façon que les tiges des ressorts de contact ainsi que la partie inférieure de leurs lames soient protégées du courant 15 électrolytique directionnel par les parois isolantes des bacs. Sur la figure 5, des hachures plus ou moins serrées indiquent l'épaisseur de la couche d'or déposée sur une lame de ressort. On constate que par suite de l'effet d'écran apporté par les bacs, le dépôt électrolytique est plus épais à l'extrémité de contact, cette épaisseur décroissant rapidement vers le bas de la 20 lame» A l'extrémité inférieure des tiges, on peut cependant constater un léger dépôt dû aux trous d'évacuation dans la base des bacs 4« Il n'y a pas d'inconvénient à cela puisque la partie centrale la plus importante des tiges, par laquelle les ressorts de contact sont ensuite scellés dans une enveloppe, reste libre de tout dépôt en raison de l'effet d'écran apporté par les parois 6. 25 La méthode de l'invention ne se limite pas au revêtaient électrolytique de ressorts de contact, ni au dépôt d'or. Bien que l'appareil décrit précédemment donne entière satisfaction pour appliquer cette méthode, d'autres réalisations sont possibles. Par exemple, on peut utiliser soit une cathode en forme de disque 8 à la base des bacs, soit une cathode circulaire 10 au voisinage du bord supérieur, 30 bien qu'un meilleur contact avec les ressorts soit obtenu quand les deux cathodes sont utilisées. Ces cathodes peuvent avoir une forme différente de celle décrite en métallisant la base et le bord des bacs, et il faut noter que des ensembles anode-cathode différents sont valables^ Dans certaines circonstances, il est aussi possible que des vibrations des bacs autres qu'un mouvement orbital donnent 35 satisfaction, par exemple, des vibrations transversales aléatoires. Une variante peut consister à utiliser des bacs reposant sur le côté et s'ouvrant horizontalement. Dans ce cas, les ressorts de contact sont placés horizontalement le long de la paroi inférieure des bacs et peuvent être agités convenablement par rotation des bacs. Des moyens doivent être prévus pour éviter 40 que les ressorts ne soient projetés hor3 des bacs. Ce problème ne se pose pas si 70 06893 4 2032422 les bacs font un angle aigu avec le plan horizontal. En résumé, la méthode de revêtaient électrolytique décrite présente les avantages suivants : a) les lames sont revêtues par groupe (pas de montage individuel dans 5 des appareils de montage ou bâtis) ; b) les lames sont complètement immergées dans la solution pendant le processus de revêtement (ce qui évite la contamination et le dégagement gazeux se produisant toujours à la surface du bain), mais ne sont revêtues que sur la zone de contact, ce qui limite la dépense 10 d'or j c) opération peu coûteuse. 1500 lames peuvent être revêtues ensemble dans un bac de 25 cm de diamètre sur 12,5 cm de profondeur, en deux minutes. Cette quantité peut être considérablement augmentée sans accroissaient correspondant du volume du bac ; 15 d) dépôt d'épaisseur décroissante, sans marque de "niveau" ; e) le travail nécessaire est très réduit ; f) tous les travaux associés (préparation, etc.) peuvent être effectués dans les mânes bacs. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à 20 titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadré de l'invention. 70 06893 5 2032422 BEVEKIlICJffilOWS 1 • Méthode pour obtenir un dépôt électrolytique sélectif sur une grande quantité de pièces de forme allongée, chaque pièce devant être revêtue sur une partie adjacente à une extrémité, caractérisée par le fait que les pièces sont placées ensemble dans un logement avec une orientation telle que les parties à 5 revêtir font saillie à l'extérieur par une ouverture dudit logement tandis que les parties qui ne doivent pas être revêtues sont protégées par les parois dudit logement, ledit logement et lesdites pièces étant complètement immergés dans un bain électrolytique où seules les parties des pièces qui dépassent hors du logement sont revêtues»' - 10 2» Méthode pour obtenir un dépôt électrolytique sélectif sur une grande quantité de pièces de forme allongée, chaque pièce devant être revêtue sur une partie adjacente à une extrémité, caractérisée par le fait que les pièces sont placées dans un logement comportant des parois en matériau isolant et une ouverture d'où dépassent lesdites parties à revêtir, ledit logement ayant au moins une cathode 15 en contact électrique avec le groupe de pièces, le logement est plongé dans un bain électrolytique de façon à recouvrir complètement lesdites pièces et une différence de potentiel est appliquéeentre la cathode et une anode extérieure audit logement, le montage étant tel que la majeure partie des pièces est protégée du courant électrolytique par les parois isolantes du logement à l'exception de l'extrémité à 20 revêtir, et les pièces sont agitées pour les exposer uniformément au courant électrolytique» 3» Méthode selon la revendication 2, dans laquelle ledit logement est ouvert à sa partie supérieure et ladite extrémité à revêtir s'étend au-dessus de ladite partie supérieure» 25 4» Méthode selon la revendication 3, dans laquelle les pièces de forme allongée sont des ressorts de contact qui sont placés dans le logement avec l'extrémité de contact tournée vers le haut. 5» Méthode selon la revendication 4, dans laquelle lesdites extrémités de contact doivent être revêtues d'une couche d'or. 30 6. Méthode selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans laquelle ledit logement est à section transversale circulaire. 7» Méthode pour obtenir un dépôt électrolytique d'or sur une partie adjacente à l'extrémité de contact d'un grand nombre de ressorts de contact individuels, caractérisée par le fait que les ressorts de contact sont placés dans 35 un logement circulaire comportant une ouverture à sa partie supérieure et des parois en matériau isolant, de manière que leurs extrénités de contact dépassent de ladite ouverture, le logement ayant au moins une cathode en contact électrique avec le 06893 6 2032422 groupe de ressorts de contact, et, tandis que les ressorts de contact sont complètement immergés dans une solution électrolytique d'or, une différence de potentiel est appliquée entre la cathode et une anode située à côté dudit logement, de façon telle que la majeure partie des ressorts de contact est protégée du courant 5 électrolytique par les parois isolantes du logement mais non leur extrémité de contact, et ledit logement est soumis à des vibrations pour agiter lesdits ressorts de contact afin de les exposer uniformément au courant électrolytique. 8. Méthode selon la revendication 7, dans laquelle le logement vibre horizontalement à grande vitesse selon un mouvement orbital. 10 9» Méthode selon la revendication 7, dans laquelle une cathode est située à la base dudit logement. 10. Méthode selon la revendication 7, dans laquelle une cathode est située à l'intérieur du logement au niveau ou à proximité de son ouverture.