Brevet FR2109018A1 — publié le 19720526

La présente invention concerne des méthodes de traitement électrolytique de matériaux et, plus particulièrement, l'application de revetements de chrome par galvanisation sur des surfaces métalliques dans un flux d'électrolyte. On connait un procédé de chromage électrolytique de surfaces métalliques dans un flux d'electrolyte suivant lequel il est prévu de faire passer, sous forme de jets multiples,de l'électrolyte dans l'espace situé entre les électrodes, ceci étant réalisé par l'intermédiaire d'une anode d'un type à jets. Suivant ce procédé connu, le chromage est réalisé dans un électrolyte ayant la composition suivante (en grammes par litre): Cr03 - 150-250, H2S04- 1,5-2,5, H20 - le reste. La vitesse moyenne du flux d'électrolyte est de 0,1 à 0,5 m/s. La densité du courant de polarisation, qui peut être obtenue en faisant appel aux vitesses mentionnées de l'électrolyte, varie de 100 à 300 A/dm . La tempéråture de chromage est de 50 à 6SOC. Au-cours du procédé de chromage mentionné, l'application des dépôts, notamment de dépôts de forte épaisseur (100 à. 200 ji et plus), s'effectue d'une façon relativement lente car la vitesse moyenne de transfert du dépôt est de 60 à 200 p/h. Etant donné que le processus de précipitation électrolytique du chrome sur la cathode (la pièce) est également accompa-... gné d'un dégagement intense d'hydrogène sur celle-ci, le débit de chrome suivant le courant n'est pas important - jusqu'à 30%. Cela entraine une saturation du métal de base et du métal de revêtement en hydrogène et provoque la formation de contraintes internes dans le métal, en rendant le métal fragile et en affectant l'adhérence entre le métal de la pièce et le dépôt appliqué. L'invention a pour but de procurer un procédé permettant d'intensifier le processus de précipitation électrochimique du chrome sur la pièce. Le chromage électrolytique de surfaces métalliques dans un flux d'électrolyte est amélioré, conformément à l'invention, en ce que le processus de chromage s.' opère à une vitesse du flux de 1 à 50 m/s, avec une densité de courant de 200 à 1200 A/dm, le rapport entre la vitesse du flux et la densité du courant étant alors maintenu entre 1:24 eut 1:200. L'intensification du processus de chromage est obtenue grâce à l'accroissement de la vitesse du flux d'électrolyte dans l'es- pace compris entre les électrodes, ce qui permet d'améliorer la densité du courant de,polarisation et d'accroître la vitesse d'application du revêtement jusqu'à 2000 p/h. L'application du chrome sur, la pièce suivant le procédé proposé permet a'obtenir un dépôt résistant à l'usure, avec une é paisseur atteignant jusqu'à 200 ce dépôt étant réalisée dix à vingt fois plus rapidement que dans le cas du procédé connu. En outre, dans ce procédé selon l'invention, en raison de l'accroissement de la densité du courant, de polarisation, le débit du chrome, en fonction de l'intensité, augmente. I1 en résulte une réduction relative de la quantité d'hydrogène dégagée sur la cathode (la pièce), ainsi que de la saturation enhydro- gène du métal de dépôt et.du métal de basei ce qui-accroit l'adhérence entre les métaux considérés tout en réduisant leurs contraintes internes. L'accroissement du débit de chrome suivant l'intensité réduit, en outre, les dépenses d'énergie électrique pendant le déroulement du processus. La qualité des revêtements de chrome obtenus avec le procédé selon l'invention est conforme aux prescriptions imposées. Pour une meilleure compréhension du procédé selon l'invention, on va donner ci-après une description détaillée de ce procédé en référence au dessin ci-annexé, sur lequel sont montrés schématiquement les éléments essentiels d'une installation pour la mise en oeuvre du susdit procédé. La pièce 1'à chromer est placée dans une céllule électrochimique 2 et on la branche au pôle négatif de la source de courant 3 ; elle fonctionne alors en tant que cathode. Dans la cellule 2, on dispose l'anode 4 qui est branchée au pôle positif de la source de courant 3. A ltentrée de la cellule 2 se trouve une pompe 5 qui, après avoir rempli la cellule 2 en électrolyte, pompe d'une façon continue sous'pression l'électrolyte à travers l'espace compris entre la cathode 1 et l'anode 4, électrolyte qui est ensuite recyclé à l'aspiration de la pompe. La vitesse du flux d'électrolyte est de l'ordre de 1 à 50 m/s. L'électrolyte contient (en grammes par litre) Cor03 200 à 300, H2S04 - 2-3, H20 - le reste. On fait ensuite passer un courant électrique à travers la cellule 2 remplie d'électrolyte. Lorsque le courant passe par l'électrolyte, les ions chrome, en se déchargeant sur la cathode 1 sous forme de métal, constituent le revêtement. I1 se produit alors simultanément, sur la cathode 1, un dégagement d'hydrogène gazeux et, sur l'anode 4, un. dégagement d'oxygène gazeux. Le transfert des dépôts de chrome aux vitesses considérées du flux s'opère à des densités de courant comprises entre 200 et 1200 A/dm. La température de l'électrolyte pour la composition indiquée plus haut est maintenue dans une plage de 50 à 70 C. Dans le cas où l'on utilise des électrolytes d'une autre composition, la température de chromage peut différer. Par exemple, pour un électrolyte ayant la composition suivante (en gramles par litre) Cr03 - 200-400, NaOH - 40- 60, H2S04- 2- 4, H20 - le reste, la température de l'électrolyte doit être de 20 à 30 C. Ci-dessous, on donne des exemples de valeurs de paramètres opératoires convenant pour le procédé proposé. Exemple 1.- Chromage de la surface extérieure de tiges cylindriques. Composition Densi- Vites- Vites- Débit - Temps Tempéra- de l'élec- té de se du se de suivant de ture de trolyte, courant flux précipi- l'inten- préci- chromage g/h A/dm m/s tation sité pita- C de chro- A% tion me /h mn CrO3-250 300 2,5 250 33 2S04-2, 5 H20 - le reste Exemple 2.- Chromage de la surface extérieure de débouchés de fiiières. Composition Densi- Vites- Vites- Débit Temps Tempéra de l'-élec- té de se du se de suivant de ture de trolyte, courant flux précipi- l'inten préci- chromage q/h A/dm2 m/s tation sité pita- "C de chro- A% tion me ;;/h mn CrO3 -250 500 3 520 35 20 50-70 H2SO4-2,5 H2O - le reste Exemple-3.- Chromage de la surface interne de débouchés de filières. Composition Densi- Vites- Vites- Débit Temps Tempéra- de l'élec- té de se du I se de suivant de ture de trolyte courant flux précipi- l'inten- préci- chromage g/h A/dm2 m/s tation sité pita- OC de chro- A% tion me /h mn Cr03-250 1000 5-10 1500 42 3 50-70 H2SO4-2,5 H2O-le reste Tous les revêtements obtenus suivant le procédé considéré dans les exemples 1-3 présentent des propriétés mécaniques proches, mais, par contre, différentes de celles des revêtements connus. La dureté Brinell des revêtements connus est de l'ordre de 2 1200 kg/mm , tandis que celle des dépôts obtenus suivant le procédé proposé est de 900 à 1100 kg/mm. Les essais de flexion statique réitérative, de traction statique réitérative et de résistance (flexion-torsion), après le chromage réalisé suivant le procédé proposé, ont démontré que le revêtement, tout en disposant d'une bonne adhérence avec le métal de base, réduit seulement de 4% la limite de résistance statique de l'acier à haute résistance, tandis que, suivant les procédés antérieurs, cette limite était réduite de 15%. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède,- l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATION Procédé de chromage électrolytique de surfaces métalliques dans un flux d'électrolyte, caractérisé par le fait que le processus de chromage a lieu à une vitesse du flux de 1 a' 50 m/s, avec une densité du courant de 200 à 1200 A/dm , le rapport entre a vitesse du flux et la densité du courant devant alors être compris entre 1:24 et 1:200.