Brevet FR2096872A1 — publié le 19720303

La présente invention est relative à l'oxydation de l'aluminium et de ses alliages en vue d'obtenir des revêtements durs sur des pièces mécaniques de précision nécessitant une bonne résistance au frottement, à l'usure et à la corrosion. On sait que par traitement électrolytique la surface métallique des pièces est 5 transformée en une couche homogène et compacte d'alumine plus ou moins colorée par les oxydes des métaux d'addition de l'alliage. Cette couche est très dure et peut atteindre une épaisseur de 100 à 180 microns suivant l'alliage et les paramètres de l'électrolyse. Actuellement, dans les procédés classiques d'oxydation anodique dure, on utili-10 se comme électrolyfe une solution d'acide sulfurique de 10 à 20 $ et divers additifs. Pendant l'électrolyse il se passe un phénomène bien connu, l'oxydation de la surface des pièces constituant l'anode, par l'oxygène naissant provenant de la décomposition de l'eau par le courent et un phénomène chimique plus complexe qui est l'attaque du revêtement d'alumine par l'acide sulfurique. 15 Pour qu'il y ait revêtement il faut que la vitesse d'oxydation soit supérieure à la vitesse de dissolution par l'acide sulfurique. Dans les procédés connus pour diminuer la vitesse de dissolution on refroidit l'électrolyte et on doit maintenir la température de - 5 à 0°, ce qui nécessite des installations importantes et coûteuses. De plus les revêtements obtenus dans ces conditions sont fissurés, craque-20 lés, cette structure discontinue explique leur fragilité au choc. Ces inconvénients ont réduit considérablement le développement industriel de l'anodisation dure. D'autre part les alliages utilisés pour la confection des pièces mécaniques contiennent des éléments d'addition qui augmentent leurs caractéristiques mécaniques. Les constituants des alliages qui donnent des solutions solides s'oxydent uni-25 formément et ne nuisent pas à la qualité des revêtements, mais les éléments hors solution précipitent aux joints de grains, ils sont attaqués par l'acide sulfurique constituant la base des électrolytes utilisés habituellement et il se produit une attaque intergranulaire. Le procédé faisant l'objet de l'invention permet d'obtenir des revêtements ano-30 diques durs dont l'épaisseur peut atteindre et dépasser 170 microns d'épaisseur en opérant à la température ambiante par exemple au voisinage de 15°C. Avec ce nouveau procédé non seulement on n'attaque pas l'alumine formée ce qui permet de travailler à la température ambiante mais les éléments constituant l'alliage même hors solution solide ne sont pas attaqués, l'électrolyte ne contenant 35 pas d'acide fort. La structure du revêtement obtenu est plus fine, plus homogène, la dureté au moins égale et la résistance à la corrosion supérieure. 70 25414 2096872 10 15 20 La présente invention a pour objet un électrolyte pour traitement anodique de l'aluminium et de ses alliages comprenant : (S04)3 Al2 18 H20 250 à 300 gr/litre (COOH)2 2 H20 30 à 40 gr/litre CH20H - CH0H - CH20H 7 à 20 gr/litre L'invention a également pour objet un traitement d'oxydation anodique avec l'électrolyte ci-dessus, à une température comprise entre 15° et 20° avec une densité de courant entre 2,5 et 3»5 ampères/dm2, pendant une durée comprise entre 1 h et 2 h 30. La présente invention a également pour objet un procédé d'oxydation anodique de l'aluminium et de ses alliages comportant les opérations suivantes j - dégraissage des pièces par dissolution dans un solvant organique classique, liquide ou gazeux, - décapage par un bain aqueux alcalin détergent de EH inférieur à 12, - traitement par de l'acide nitrique à 40° Baumé et à 50 $, pendant 3 à 5 minutes, suivi d'un rinçage à froid, - oxydation anodique avec l'électrolyte ci-dessus, à une température comprise entre 15 et 20°, avec une densité de courant comprise entre 2,5 et 3»5 ampères/dm2, pendant une durée comprise entre 1 h et 2 h 30, - rinçage à froid. L'invention a également pour objet les produits obtenus par traitement par l'électrolyte ci-dessus. A titre d'exemple non limitatif, on a indiqué dans le tableau ci-dessous, les résultats obtenus par application de l'invention, avec quelques alliages usuels : 25 30 Alliage Duretés en Vickers Epaisseur en M pour une durée d'anodisation de 1 H 30 à 15° Tension de claquage en volts Résistance au brouillard salin suivant norme AFHCR EUX 41002 A 99 470 - 520 115 - 120 2200 - 2500 Plus de 200 jours AG 5 410 - 480 110 - 112 2150 - 3000 ♦I AZ5 G1 422 - 470 105 - 108 2500 - 2800 H J ASGM 396 - 450 102 - 105 2300 - 2500 ■ 35 40 Il est possible d'obtenir des revêtements d'une épaisseur supérieure en prolongeant le temps d'anodisation. Un traitement de 2 heures à 2 h 30 donne des couches anodiques de 130 à 180 microns suivant les alliages. Les revêtements ainsi obtenus ont une structure très fine, sans craquelure ni pulvérulence star les arêtes des pièces qui peuvent être obtenues aux cotes demandées ou rectifiées par rodage permettant de réaliser des pièces mécaniques de grand^ 70 25414 3 2096872 précision. L'application de l'invention doit permettre un développement industriel rapide de pièces mécaniques en alliage d'aluminium lorsqu'on recherche à la fois la légèreté, la dureté superficielle et une parfaite résistance à la corrosion. 5 La présente invention offre les avantages suivants : 1- Toutes les installations rationnelles d'oxydation anodique ordinaire doivent permettre d'obtenir des revêtements durs de 50 à 180 microns sur les alliages d'aluminium 2- Electrolyte très stable constitué avec des produits commerciaux peu coûteux, 10 non toxiques, plus facile à manipuler que l'acide sulfurique utilisé habituellement 3- Revêtements de meilleure qualité, très durs, non craquelés, peuvent être obtenus aux cotes désirées ou rectifiées par rodage. 70 25414 4 2096872 -REVENDICATION S - 1 - Electrolyte pour le traitement anodique de l'aluminium et de ses alliages comprenant : 2 - Procédé d'oxydation anodique de l'aluminium et de ses alliages, utilisant de l'électrolyte conforme à 1, à une température comprise entre 15 et 20°C, avec une densité de courant comprise entre 2,5 et 3,5 ampères/dm2, pendant une durée comprise entre 1 et 2 h 30. 3 - Procédé d'oxydation anodique de pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium comprenant : - un dégraissage des dites pièces au moyen d'ion solvant organique classique, liquide ou gazeux - un décapage au moyen d'un bain aqueux alcalin détergent de FH inférieur à 12 - un traitement par de l'acide nitrique à 433 gr/litre pendant 4 à 5 minutes suivi d'un rinçage à froid - une oxydation anodique conforme à 2 - un rinçage à froid 4 - Pièces en aluminium ou en alliage d'aluminium ayant subi un traitement d'oxyda tion anodique selon 2 ou 3. (S04)3 Al2 18 H20 (C00H)2 2H20 (CH20H - CHOH - CH2OH 250 à 300 gr/litre 30 à 40 gr/litre 7 à 20 gr/litre