Brevet FR2103611A1 — publié le 19720414

La présente invention concerne un procédé et un appareil d1 électrodéposition. Il existe deux procédés principaux d1êlectrodéposition de petites pièces couramment utilisés. Suivant le premier procédé, 5 les pièces sont montées individuellement et trempent dans un bain ou solution d'électrodéposition au moyen de crochets suspendus à une barre principale. Suivant le deuxième procédé, les pièces sont libres dans un tonneau qu'on fait tourner dans un bain d'une solution d'êlectrodéposition. Ces procédés souffrent de l'incon-10 vénient d'un prix de revient élevé dans le premier cas et de risque d'endommagement des pièces dans le deuxième cas. L'invention a pour but un procédé et un appareil permettant d'effectuer un traitement d'êlectrodéposition avec les avantages combinés des deux procédés classiques, c'est-à-dire un prix de 15 revient relativement faible et un risque minime ou nul d'endommagement des pièces. Le procédé d'êlectrodéposition suivant la présente invention consiste à plonger les pièces dans une solution d'êlectrodéposition, à soumettre les pièces à un mouvement vibratoire qui sert 20 à les faire progresser dans la solution tandis qu'elles suivent un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux et à appliquer, simultanément, un potentiel électrique négatif aux pièces et un potentiel électrique positif à un élément en contact avec la solution. 25 On peut avantageusement contraindre les pièces à suivre, dans la solution d'électrodéposition, un trajet spiral allant d'une zone d'admission située à un niveau inférieur à une zone d'évacuation située à un niveau supérieur. La solution d'êlectrodéposition est avantageusement chauffée. 30 L'invention a également pour objet un appareil d'électro déposition qui comprend : une chambre destinée à recevoir une solution d'êlectrodéposition et les pièces à traiter ; des organes pour imprimer à la chambre un mouvement vibratoire ayant pour but de faire progresser les pièces dans la solution en les soumettant 35 à un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux ; et des organes pour appliquer un potentiel électrique négatif aux pièces et un potentiel électrique positif à un élément en contact avec la solution. La chambre présente avantageusement en plan une forme annu 71 31120 2 2103611 laire, avec un fond incliné de section sensiblement semi-circu-laire et des côtés verticaux de sorte que les pièces sont obligées par l'action vibratoire de progresser vers le haut et autour de la chambre d'une zone inférieure d'admission vers une zone 5 supérieure d'évacuation. Du fait de la pente du fond de la chambre, la solution d'êlectrodéposition reste dans les zones inférieures et les pièces se déplacent vers le haut et sortent de la solution avant d'avoir atteint la zone d'évacuation. Si on le désire, leur trajet peut suivre plusieurs circonvolutions en 10 spirale, ce qui prolonge la durée du traitement. Des moyens peuvent être prévus pour une remise en circulation répétée des pièces avant leur évacuation. Dans ce cas, pendant la remise en circulation des pièces, on maintient avantageusement le niveau de la solution au-dessus du niveau de l'extrémité supérieure du 15 fond de la chambre, de façon que les pièces restent immergées en permanence jusqu'à leur évacuation. Les organes utilisés pour appliquer un potentiel électrique négatif aux pièces peuvent avantageusement comprendre une bande d'un matériau conducteur disposée dans le plancher de la chambre, 20 l'élément auquel un potentiel positif est appliqué comprenant une série d'électrodes suspendues au-dessus de la chambre et plongeant à l'intérieur. Les électrodes peuvent être pleines ou peuvent comprendre des paniers pour recevoir le matériau d'êlectrodéposition. 25 Le mouvement vibratoire est avantageusement fourni par un moteur orienté verticalement et comportant un arbre muni de poids excentrés. Il est préférable que l'excentricité des poids soit réglable pour permettre de contrôler le mouvement vibratoire. L'appareil comprend également avantageusement des organes pour 30 chauffer la chambre. L'appareil peut comprendre un vibreur et une enceinte, sépa-rables, montés l'un sur l'autre. L'invention vise donc également une enceinte pour le traitement d'êlectrodéposition de pièces, qui comprend une chambre destinée à recevoir une solution d'élec-35 trodéposition et les pièces à traiter, des électrodes plongeant dans la chambre de manière à venir en contact avec une solution d'électrodéposition pendant lé traitement et auxquelles on peut appliquer un potentiel électrique positif, ainsi que d'autres électrodes en contact avec le fond de la chambre et auxquelles 71 31120 3 2103611 on peut'appliquer un potentiel électrique négatif ^ La chambre comprend avantageusement un conduit spiral ouvert vejrs le haut, de section sensiblement en forme de U et comprenant une zone inférieure d'admission et une zone supérieure d'évacua-5 tion, que les pièces sont amenées à gravir sous l'effet du mouvement vibratoire. De préférence, 1'enceinte comporte également des organes pour le chauffage de la chambre. La zone d'évacuation peut être amovible afin de permettre aux pièces d'être remises en circulation dans le conduit autant de fois que nécessaire avant 0 mise en place de la zone d'évacuation pour recevoir et évacuer les pièces de l'extrémité supérieure du conduit. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des figures jointes, données dans un but non limitatif, et qui représentent plusieurs modes 15 de réalisation de l'invention. Sur ces dessins ; la figure 1 est une vue en coupe verticale d'un mode de réalisation d'un appareil d'êlectrodéposition suivant l'invention; la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de la figure 1; 20 la figure 3 est une vue en coupe verticale d'un autre mode de réalisation d'un appareil suivant l'invention ; la figure 4 est une vue en plan de l'appareil de la figure 3; la figure 5 est une vue en élévation latérale d'encore un autre mode de réalisation de l'invention, avec certaines parties 25 arrachées pour montrer les détails de structure ; la figure 6 est une vue en plan de l'appareil de la figure 5; la figure 7 est une vue en coupe transversale développée du conduit de l'appareil des figures 5 et 6 montrant différentes positions du dispositif d'évacuation. 30 L'appareil représenté sur les figures 1 et 2 comprend un socle cylindrique 5 qui supporte, par l'intermédiaire d'une série annulaire de ressorts de compression 6, un dispositif vibratoire constitué par une chambre de traitement 7 et un vibreur 8. La chambre 7 a un fond spiral 9. Elle est annulaire en plan et sa 35 section a sensiblement la forme d'un U sur toute sa longueur annulaire. Les parois internes de la chambre sont garnies d'un revêtement qui est imperméable à la solution d'êlectrodéposition, et le fond de la chambre est incliné vers le.haut d'une zone inférieure d'admission 7a vers une zone de niveau supérieur 7b. 71 31120 4 2103611 Un plateau amovible d'évacuation 7c peut être monté de façon amovible dans la position représentée pour recevoir les pièces provenant de la zone de niveau élevé 7b. Lorsque le plateau d'évacuation n'est pas monté, les pièces sont remises en circu-5 lation par une rampe (non représentée) qui relie la zone de niveau élevé 7b à la zone d'admission 7a de la chambre. Des éléments chauffants 10 sont disposés autour de la région inférieure de la chambre afin de chauffer la solution d'êlectrodéposition. Un manchon cylindrique 11 est suspendu à l'intérieur du socle 10 5 et est fixé à la base de la chambre annulaire par des organes de fixation 12. A l'intérieur du manchon 11, un moteur vibreur 13 est supporté par des bagues annulaires supérieure et inférieure 14 et 15. L'arbre du moteur 16 dépasse verticalement de chaque extrémité du carter du moteur et est muni de poids excentrés 17, 15 18 qui sont relativement réglables angulairement. Du fait de la présence de ces poids et du montage élastique de la chambre 7, la rotation du moteur imprime à la chambre une action vibro-giratoire sous forme d'une oscillation circulaire haute fréquence autour de l'axe central du moteur et de la chambre avec une composante 20 vers le haut et vers le bas dans le mouvement. Il en résulte une progression des pièces vers le haut autour du fond spiral de la chambre, tandis que les pièces subissent un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux, comme indiqué par le trajet 19 sur la figure 1. 25 Dans le fond de la chambre est disposée une bande 20 en ma tériau êlectroconducteur qui, pendant le traitement des pièces, est recouverte par la solution d'électrodéposition et à laquelle on applique un potentiel électrique négatif. Dans la chambre plonge une série d'électrodes constituées par des tiges ou barres 30 métalliques 21 qui sont suspendues à une barre principale 21a de manière à être immergées dans la solution d'êlectrodéposition pendant le traitement des pièces et auxquelles on applique un potentiel électrique positif. Les électrodes 21 et la bande 20 constituent ainsi respectivement une anode et une cathode et 35 permettent à 1'électrodéposition de s'effectuer. On procède de la façon suivante : On verse dans la chambre une solution d'êlectrodéposition jusqu'à un niveau supérieur aux extrémités inférieures des électrodes 21, puis on introduit dans la solution les pièces à traiter. Lorsque 71 31120 5 2103611 le moteur est mis en marche, le mouvement vibratoire fait progresser les pièces vers le haut autour de la chambre 7, tandis qu'elles subissent un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux. Les pièces viennent fréquemment en contact avec 5 la bande 20 et la charge nécessaire à 1'êlectrodéposition est ainsi appliquée aux pièces de sorte que 1'électrodéposition s'effectue pendant le trajet des pièces vers le haut de la chambre. Du fait de l'inclinaison du fond de la chambre, la solution d' êlectrodéposition reste dans les zones inférieures et les pièces 10 émergent de la solution avant d'atteindre l'extrémité d'évacuation 7b de la chambre et sont remises en circulation par la rampe précitée. Après le laps de temps voulu, on met en place le plateau d'évacuation 7c et les pièces sortent de l'appareil. Les pièces évacuées peuvent ensuite être lavées et séchées ou soumises 15 à tout autre traitement de finissage approprié. Les figures 3 et 4 représentent une variante dans laquelle le vibreur est le même mais la_chambre de traitement différente. La chambre comprend un carter cylindrique 25 dans lequel est disposé un conduit spiral à dessus ouvert 26. Le conduit s'élève 20 du fond du carter sur un tour et demi jusqu'à une ouverture d'évacuation 27 située à un niveau supérieur (figure 4), les parois du carter et du conduit étant garnies d'un revêtement en matériau imperméable à la solution d'êlectrodéposition. Un tube central 28 porte une série d'électrodes orientées vers le bas qui sont cons-25 tituées par des tiges ou barres 29 et une bande 30 en matériau électroconducteur est disposée dans le fond du conduit. Une chambre de chauffage 31 est située sous le carter et peut être chauffée de toute façon appropriée pour assurer le chauffage de la solution d'êlectrodéposition. 30 Dans ce mode de réalisation des figures 3 et 4, on procède de la façon suivante : On applique un potentiel électrique négatif à la bande 30 et un potentiel électrique positif aux électrodes 29. On remplit le carter de solution d'êlectrodéposition jusqu'à un niveau immédiatement inférieur à celui de l'ouverture d'éva-35 cuation, puis on introduit les pièces à traiter dans l'extrémité inférieure du conduit 26. Sous l'effet du mouvement vibratoire, les pièces gravissent le conduit et sont chargées négativement par contact avec la bande 30, de sorte que 1'êlectrodéposition s'effectue. La solution d'êlectrodéposition reste dans le fond du .71 31120 6 2103611 fait de l'inclinaison du conduit 26 et les pièces émergent de la solution pour être évacuées par l'ouverture 27 et subir un traitement ultérieur. Les figures 5 à 7 représentent un appareil suivant l'inven-5 tion dans lequel les pièces peuvent être remises en circulation sans qu'elles émergent de la solution d'êlectrodéposition. Le vibreur est sensiblement identique à celui décrit précédemment, et la chambre de traitement est analogue à celle du mode de réalisation des figures 1 et 2, sauf en ce qui concerne le mode d'êva-10 cuation des pièces. La chambre est donc annulaire en plan, et en forme de U en coupe transversale, avec un fond spiral qui s'élève d'une zone inférieure d'admission 37a à une zone supérieure d'évacuation 37b qui comporte un dispositif réglable d'évacuation 37c. Les pièces sont électriquement chargées par une série 15 de goujons 40 auxquels on applique un potentiel électrique négatif et les électrodes servant d'anode comprennent une série de paniers 41 suspendus à des supports 41a et destinés à recevoir le matériau à électrodéposer sur les pièces. L'utilisation de paniers servant d'anode facilite le rechargement en matériau d'électrodéposition 20 par rapport aux électrodes du type représenté sur les figures 1 à 4, bien que ces dernières puissent également être employées à la place des paniers, et vice versa à volonté. Le dispositif d'évacuation 37c comprend un tube perforé dont une extrémité coopère avec l'extrémité supérieure étroite 37b du 25 fond spiral (figure 6) et dont l'autre extrémité dépasse de la paroi externe de la chambre. Le tube est monté pivotant dans un palier 42 porté par la paroi externe de la chambre, son pivotement s'effectuant à la main au moyen d'une poignée 43 (figure 7). Ce pivotement pourrait bien entendu être assuré automatiquement 30 par une source d'énergie si nécessaire. Une partie du tube est découpée en 44, près de son extrémité interne et lorsque le tube est en position de remise en circulation, comme représenté sur le côté gauche de la figure 7, le lot de pièces peut tomber de l'extrémité supérieure 3 7b dans l'extrémité inférieure 37a de la 35 chambre. Lorsqu'on fait pivoter le tube d'évacuation en position d'évacuation, comme représenté à l'extrémité droite de la figure 7, les pièces passent de l'extrémité supérieure de la chambre dans le tube et hors de 1'appareil. Près de son extrémité externe, le tube d'évacuation comporte 71 31120 7 2103611 deux plaques de déversement espacées 45a et 45b. La plaque interr 45a sert à fixer le niveau de 1'électrolyte dans la chambre pendant 1'électrodéposition, et la plaque externe 45b forme avec la plaque interne une cwette dans laquelle le trop-plein de la pla-5 que 45a est recueilli. De cette façon, on peut maintenir la quantité d'électrolyte à un niveau d1 électrodéposition P supérieur à l'extrémité supérieure du fond de la chambre de façon que.les pièces à traiter soient toujours immergées dans la solution pendant leur remise en circulation. Lorsqu'on fait pivoter le tube 10 d'évacuation vers sa position d'évacuation, 1'électrolyte qui se trouve au-dessus du niveau de la zone d'évacuation 37b s'écoule 1 long du tube et est recueilli dans un entonnoir 46 (figure 5) à l'extrémité de sortie et il est acheminé par un tuyau de trop-pie 47 dans un réservoir (non représenté) adjacent à l'appareil. Le 15 niveau de la solution d'électrodéposition tombe alors à un niveau d'évacuation D. Lorsqu'on fait de nouveau pivoter le tube à sa position de remise en circulation, avant de traiter un autre lot de pièces, on pompe dans la chambre l'excès de solution recueilli dans le réservoir par un tube d'aspersion 48 (figure 5) pour ra-20 mener la solution au niveau d'êlectrodéposition P. Ainsi, le tube d'évacuation étant en position de remise en circulation, on remplit la chambre avec 1'électrolyte ou la solution d'êlectrodéposition jusqu'au niveau d'êlectrodéposition P puis on remplit les paniers servant d'anode avec des pellets, des 25 cubes ou analogues du métal à déposer sur les pièces. On charge positivement les paniers-anodes 41 et on charge négativement les goujons-cathodes 40. On introduit alors les pièces dans la chambrt en un point approprié éloigné des anodes. Du fait du mouvement vibratoire imprimé à la chambre, les pièces gravissent le fond 30 spiral de la chambre tout en subissant un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux. Les pièces deviennent négativement chargées par contact avec les goujons 40 et sont recouvertes par le métal déposé à partir de l'anode. Chaque fois qu'elles atteignent l'extrémité supérieure de la chambre, les pièces retom-35 bent dans son extrémité inférieure, restant en permanence immergées dans 1'électrolyte qui est au niveau d'êlectrodéposition P. Lorsque les pièces ont circulé dans la chambre, le nombre de fois voulu, on fait pivoter le tube d'évacuation à la position d'évacuation, le niveau de 1'électrolyte tombe comme indiqué précédem 71 31120 8 2103611 ment et les pièces sont évacuées de l'appareil par le tube. L'appareil suivant l'invention peut être incorporé dans une chaîne de traitement continu comprenant un appareil de nettoyage spiral vibratoire qui fournit les pièces à un appareil d'électro-5 déposition suivant l'invention qui, à son tour, fournit les pièces plaquées à un autre appareil spiral vibratoire où elles sont lavées et/ou séchées. De cette façon, les opérations de nettoyage préalables, d'électrodéposition et de lavage et/ou de séchage peuvent être effectuées automatiquement sur la base d'un cycle 10 continu sans nécessiter de manipulation des pièces entre les différentes étapes de traitement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses autres variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant 15 les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. C'est ainsi que la nature et la disposition des électrodes peuvent être modifiées et que la chambre peut comprendre n'importe quel nombre voulu de spires. En outre, l'effet vibratoire pourrait être ,obtenu par des moyens autres qu'un 20 moteur à poids excentrés et la chambre d'électrodéposition pourrait être de forme droite plutôt que spirale. Le mouvement imprimé aux pièces par effet vibratoire est tel que les pièces sont déplacées sans se heurter les unes les autres, ce qui réduit les risques d'éraflures ou autres dommages. Dans 25 certains cas, on peut mélanger aux pièces dès articles inertes, réguliers et de préférence sphëriques pour les espacer les unes des autres, afin de réduire encore les risques d'éraflures et éventuellement pour produire une action de polissage. 71 31120 9 2103611 REVENDICATIONS 1.- Procédé d'êlectrodéposition de pièces par immersion des pièces dans une solution d'êlectrodéposition, caractérisé en ce qu'il consiste : à soumettre les pièces à un mouvement vibratoire 5 destiné à les faire progresser dans une solution tout en leur imprimant un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux ; et simultanément, à appliquer un potentiel électrique négatif aux pièces et un potentiel électrique positif à un élément en contact avec la solution. 10 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces sont obligées de suivre un trajet spiral dans la solution d'une zone d'admission située à un niveau inférieur à une zone d'évacuation située à un niveau supérieur. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en 15 ce que la solution d'êlectrodéposition est chauffée. 4.- Appareil d'êlectrodéposition qui comprend une chambre destinée à recevoir une solution d'êlectrodéposition et des pièces à traiter, et des organes pour appliquer un potentiel électrique négatif aux pièces et un potentiel électrique positif à un élément 20 en contact avec la solution, ledit appareil étant caractérisé par des organes (6,8) pour imprimer à la chambre (7) un mouvement vibratoire qui provoque le déplacement des pièces dans la solution tout en les soumettant à un mouvement orbital dans des plans sensiblement verticaux. 25 5.- Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les organes pour appliquer un potentiel électrique négatif aux pièces comprennent des électrodes (20,30,40) qui sont en contact avec le fond de la chambre (7). 6.- Appareil suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en 30 ce que le potentiel électrique positif est appliqué à une série d'électrodes (21,29,41) qui plongent dans la chambre à partir du dessus de ladite chambre. 7.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la chambre précitée (7) est de forme 35 annulaire en plan, avec un fond incliné allant d'une zone inférieure d'admission (7a, 37a) à une zone supérieure d'évacuation (7b, 37b), et de section sensiblement semi-circulaire avec des côtés verticaux. 71 31120 10 2103611 8.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la chambre (25) est de forme sensiblement cylindrique en plan et comprend un conduit ouvert sur le dessus (26) de section sensiblement en U et ayant un fond spiral 5 allant d'une zone inférieure d'admission à une zone supérieure d'évacuation. 9.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que des organes (7c, 37c) servent à remettre les pièces en circulation avant de les évacuer. 10 10.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les organes précités comprennent un dispositif amovible d'évacuation (7c, 37c) qui coopère avec la zone supérieure d'évacuation (7b, 37b) de la chambre et qui peut être déplacé entre une position de remise en circulation dans la-15 quelle les pièces peuvent tomber par le dispositif d'évacuation de la zone supérieure (7b, 37b) à la zone inférieure (7a, 37a) de la chambre et une position d'évacuation dans laquelle le dispositif d'évacuation intercepte les pièces à la sortie de l'extrémité supérieure de la chambre et les dirige hors de la chambre (7). 20 11.- Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation est un tube perforé (37c) monté rotativement à l'extrémité supérieure (37b) du fond de la chambre et ayant une partie découpée pour former une ouverture (44) dans le tube à son extrémité adjacente à ladite extrémité supérieure 25 du fond de la chambre, des organes (42,43) permettant de faire pivoter le tube entre une position d'évacuation dans laquelle les pièces circulent le long dudit tube à partir de 1'extrémité supérieure du fond de la chambre et une position de remise en circulation dans laquelle les pièces tombent par ladite ouverture de 30 la zone supérieure à la zone inférieure de ladite chambre. 12.- Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que, en position d'évacuation, le tube (37c) constitue un prolongement de l'extrémité supérieure (37b) du fond de la chambre, ledit tube comprenant des organes de déversement (45a, 45b) qui, 35 dans la position de remise en circulation, servent à maintenir le niveau de la solution d'êlectrodéposition dans la chambre (7) au-dessus du niveau de ladite extrémité supérieure (37b) du fond de la chambre. 13.- Appareil suivant la revendication 12, caractérisé par 71 31120 11 2103611 des organes (46,47) destinés à recueillir le trop-plein de la solution d'êlectrodéposition lorsque le tube précité (37c) a été amené par pivotement de sa position de remise en circulation à sa position d'évacuation, et par des organes (48) pour renvoyer 5 dans la chambre le trop-plein recueilli. 14.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé par des organes (10,31) de chauffage pour chauffer la chambre (7). 15.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 4 10 à 14, caractérisé en ce que le mouvement vibratoire est produit par un moteur vibratoire orienté verticalement (13) comportant un arbre muni de poids excentrés (17,18).