Brevet FR2075972A1 — publié le 19711015

A L'application de couches métalliques sur des bases conductrices ou non conductrices s'éffectue surtout en projetant le métal pulvérisé à l'aide de vistolets» Mais ce mode de travail présente, à côté d'avantages indubitables, également des inconvénients. Avant 5 tout, les particules métalliques fondues dans la flamme ou dans l'arc électrique sont oxydées, si bien qu'elles présentent beaucoup plus les propriétés des oxydes métalliques que celles des métaux. L'adhésivité des couches sur les bases s'en ressent naturellement beaucoup. 10 D'autre part, la projection de métaux est relativement onéreuse parce qu'une partie non négligeable de la poudre métallique à projeter est perdue. Ceci est notamment le cas lorsque les objets à traiter ont des surfaces relativement petites ou lorsque leurs formes sont compliquées. 15 Dans le brevet anglais 884 979, est décrit un procédé pour appli quer par d'autres moyens une poudre métallique sur une base métallique. Dans ce but, de la poudre d'aluminium est agitée dans de l'alcool auquel on ajoute encore une petite quantité d'un sel d'aluminium (1 m mole) et elle est déposée par électrophorèse sous une 20 tension de 200 volts sur une base conductrice. Cette couche ainsi appliquée est alors laminée à température élevée et elle est ainsi intimement liée à la base. Certes ce procédé permet d'appliquer des revêtements de poudre métallique sur des matériaux. Mais il implique au préalable que la 25 diffusion des deux métaux l'un dans l'autre soit possible et il nécessite par ailleurs uxl chauffage avant le laminage. On connait également des procédés pour revêtir selon une autre méthode des surfaces métalliques avec des substances non conductrices telles que des métaux durs comme le carbure de titane, le car-30 bure de tantale ou le carbure de tungstène, ou de la poudre de diamant. Dans ce cas, on répand la poudre sur une surface plane conductrice et cette poudre est alors liée par galvanisation à la base dans un bain d'électrolyte de cuivre ou de nickel dans lequel elle est maintenue horizontale. -3n orposition à ce procédé d'application 35 de substances non conductrices, on ne codait pas jusqu'à maintenant de procédé permettant de lier d'une façon analogue des particules métalliques à une base métallique conductrice. On s'est désintéresse de telles recherches parce que l'on pensait qu'une couche à appliquer par galvanisation sur la poudre métallique précipiterait et 40 que, en conséquence, la liaison entre la poudre et la base conduc- _ V BAD ORIGINAL ; COPY 71 00306 2 2075972 trice ne pourrait pas avoir lieu. Le but de l'invention est de procurer un procédé permettant de lier des particules métalliques à la surface d'une base métallique conductrice sans employer de pulvérisation ni de laminage. j - - . ' ~ -. • " 5 Contre toute attente, les recherches ont montré que des poudres métalliques et des poudres d'alliages (tels qu'aluminium et ses alliages, tungstène, molybdène et autres), lorsqu'elles sont répandues de la façon citée plus haut sur des bases métalliques (planes) ou si, de façon encore plus avantageuse, elles sont déposées par 10 électrophorèse sur la surface des pièces à usiner comme il a été décrit plus haut, peuvent être.liées à la base conductrice en adhérant fortement du fait que, conformément à l'invention, la poudre est intimement liée à la base conductrice au moyen d'un métal susceptible d'être séparé d'un électrolyte, ou au moyen d'un alliage . 15 de métal susceptible d'être séparé d'un, électrolyte. Comme métaux, on peut envisager le nickel, le cuivre, le plomb, le zinc, l'or, l'argent, le fer, le cobalt, et comme électrolytes à base d'alliages, ceux dont on peut séparer des alliages tels que les alliages de laiton, de bronze ou de métaux précieux ou autres. 20 II peut être avantageux dans certains cas de revêtir d'abord la surface conductrice d'un métal qui diffère du métal servant à fizsr la poudre ; par exemple, dans le cas d'aciers inoxydables, il est avantageux d'effectuer un nickelage préalable. Il; arrive que la fixation de poudre métallique sur la base con-25 - ductrice ne peut pas être, réalisée de la façon décrite ci-dessus ou ne peut l'être qu'imparfaitement. Dans ce cas, on peut y remédier en ajoutant à 1'électrolyte dont est séparé le métal servant à fixer la poudre un agent dispersant. L'action d'un tel agent dispersant n'est pas complètement éclaLr-30 cie. Elle faciliterait la formation de fines bulles d'hydrogène dans les pores de la couche de poudre métallique, de sorte que ces bulles pourraient sortir plus facilement. L'une.ou l'autre méthode décrites ci-dessus donnent l'assurance .qu'un revêtement adhérant intimement et d'épaisseur voulue de la 35 poudre métallique à appliquer est solidement fixé sur la base métallique. Dans ce cas l'opération est la suivante : le métal se séparant de .1*électrolyte se dépose sur la base métallique et dans les pores de la poudre métallique. Lorsque les pores sont remplis ..et que la couche métallique déposée est plus épaisse que la couche 40 de poudre appliquée, la couche métallique provenant de l'électro- 71 00306 3 2075972 lyte s'étend sur les côtés et recouvre la poudre déposée. Dans les cas - et ce sont les plus nombreux - où cette couche recouvrant la poudre métallique n'est pas souhaitée, 1*opération de galvanisation doit être terminée avant que la couche métallique dé-5 posée dépasse en épaisseur la couche de poudre appliquée. Ce déroulement de l'opération de galvanisation ne peut pas encore être expliqué de façon certaine ; Mais l'on suppose que la résistance de la poudre métallique considérée provoquée par la résistance de contact entre les particules de poudre est telle qu'elle empêche le 10 métal de se déposer sur les particules de poudre. Sur les surfaces qui comportent une couche passive, il faut effectuer un traitement préalable approprié. TiXrfl'IPLES - 1.- Pour recouvrir des plaques de laiton de 20 cm2, on les dégraisse cathodiauement pendant 30 s à une tension de 6 volts 15 et ensuite anodiquement pendant 10 s, puis on leur fait subir un nickelage préalable pendant 30 s à une intensité de courant de 1 A/dm2 dans un bain constitué par 240 g/l de chlorure de nickel et 45 ml/l d'acide chlorhydrique (densité = 1,19), puis on les place dans un bain électrophorétique qui contient un litre d'alcool, 25 ml 20 de chlorure de nickel et 20 g de poudre de tantale. Un agitateur magnétique tournant à 200 tours/minute assure une vitesse d'écoulement dans le liquide suffisamment grande sans être trop intense. ïîntre l'éprouvette reliée au pôle négatif et "une électrode de nickel, on fait passer une tension de 200 volts. Après le 25 premier revêtement qui dure 7 minutes, les plaques sont séchées et elles sont traitées encore une fois de la même façon pendant 3 minutes. L'application par électrophorèse a déposé 1,2 g de poudre de tantale. La plaque ainsi préparée est cuivrée dans un électrolyte au sulfate de cuivre. 30 Pour préparer cette solution, on utilise 250 g de sulfate de cuivre.SHgO. Le pH est ajusté à 4. Du fait qu'il n'y a pas eu addition d'acide, l'intensité du courant est limitée à 0,5 A/dm2. On a en effet constaté que, pour des pH inférieurs à 2, les couches de tantale se soulèvent de la base lors de l'introduction dans l'élec-35 trolyte. Au bout de 10 minutes, l'éprouvette est sortie et, après séchage, elle est examinée sous un grossissement de 200. On n'a pas pu observer tout de suite le dépôt de cuivre parce que ce dépôt s'effectue dans les couches inférieures voisines de la surface du laiton 40 et de ce fait invisibles. C'est seulement lorsque les couches infé 71 00306 4 2075972 rieures ont été rempiles que.le cuivre sortant des pores du revêtement a été observé. Après quelques heures de traitement, une couche dense de cuivre s'était formée sur la poudre de tantale. 2.- De façon analogue, on a fixé de la poudre de tantale sur une plaque de laiton par dépôt galvanique de nickel, le dépôt de nickel s'effectua dans un bain contenant : 340 g de nickel 45 g EjBQj 15 g UiCl2 et des additifs de brillantage. le revêtement s'effectua à un pH de 6 et une intensité de courant de 0,5 A/dm2 à la température ordinaire. Ici également on n'observa pas au début de dépôt de nickel, parce que celui-ci s'effec- . tua également dans les couches voisines de la surface du laiton. 71 00306 5 2075972 R S 7 E H B I 0 A I I 0 H S 1«- Procédé pour fixer des métaux pulvérulents sur des surfaces conductrices, la poudre étant appliquée sur la base métallique ou étant déposée par ëlectrophorèse sur celle-ci, caractérisé en ce que la poudre est intimement liée à la base conductrice au moyen d'un 5 métal susceptible d'être séparé d'un électrolyte, ou au moyen d'un alliage de nétal susceptible d'être séparé d'un électrolyte. 2.- Procédé selon la revendication"1, caractérisé en ce que l'on ajoute à 11électrolyte un agent, dispersant. 3.- Procédé selon l'une des revendications 'i et 2, caractérisé 10 en ce que l'on utilise un électr:lyte dont le pH est d'au moins 2. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise vol électrolyte dont le pH est compris entre 2 et 6.