Brevet FR2194800A1 — publié le 19740301

La présente invention concerne un procédé de traitement non électrique d'une surface métallique pour produire des fissures ou interstices disçersés uniformément. L'invention se rapporte aussi à la création de fissures ou interstices distribués uniformément par action acide réglée et localisée sans électrolyse pour remédier aux résultats non uniformes des variations de densité de courant. Plus particulièrement, le procédé se rapporte en outre a l'utilisation d'un bain acide dans lequel l'action fissurante de l'acide est réglée par la présence de sels ajoutés. Il est connu dans la technique antérieure de produire des fissures en attaqua-nt une surface métallique par diverses solutions acides. Cependant, ces procédés d'attaque produisent des fissures de dimension non uniforme qui ne sont pas distribuées uniformément sur la surface métallique. De plus, il est difficile de contrôler et de reproduire ces procédés. in outre, ces procédés impliquent un taux élevé d'enlèvement de métal, ils produisent des craquelures dans la surface en relief du fait de contraintes comme dans le cas de la galvanoplastie et ils créent une surface à contour irrégulier avec des zones locales de grands vides dus à l'attaque non uniforme du métal. De plus, lorsque la surface est soumise à la galvanoplastie, il existe fréquemment une pénétration par les craquelures ou les piqûres à travers la surface revêtue par galvanoplastie jusqu'à la matière de base. Ces surfaces sont poreuses et affaiblies structuralement par l'attaque non réglée. Il est donc désirable de mettre au point un procédé par lequel on peut produire, dans une surface métallique, des fissures et interstices de dimension et distribution uniformes sans perte de résistance mécanique et autres propriétés souhaitables dans la surface métallique. Une utilisation particulière des surfaces présentant des fissures et interstices distribués uniformément réside dans l'incorporation de particules finement divisées de matières métalliques et non métalliques, comme décrit dans les brevets des Etats-Unis a eAmérique nO 3 279 936 et 3 502 493. 3elon la présente invention, il est possible de produire une multitude de fissures ou pores dans une surface métallique comme le chrome, le nickel, etc. que la surface soit revêtue par galvanoplastie d'un tel métal ou qu'elle soit un article consistant entièrement en ce métal, par l'action d'une solution acide contenant des sels métalliques dissous. Il semble que la présence des sels métalliques produise des attaques localisées désirables, pour produire les fissures ou les pores, au lieu d'une attaque générale que produirait la solution acide en l'absence des sels métalliques dissous. De cette manière, les fissures sont réparties uniformément, sont en grand nombre, et sont de dimension réglée au iieu de l'attaque générale produite par l'acide seul. En produisant des fissures ou pores dans une surface de chrome, une solution d'acide sulfurique de 20 à 30, en poids, contenuant de 75 à 120 g/l, et de préférence de 90 à 105 g/l de sulfate de chrome, de 0,75 à 4,5 g/i, et de préférence de 1,5 à 3 g/l de sulfate ferreux et environ 3 à 9 g/l, de préférence de 4,5 à 7,5 g/l de sulfate d'aluminium est particulièrement efficace. les concentrations préférées sont de 22 à 26% en poids de solution d'acide sulfurique contenant 97,5 g/l de sulfate de chrome, 2,2 g/l de sulfate ferreux et 6 g/l de sulfate d'aluminium. On effectue la fissuration réglée en précbauffant le bain à une température de 630 à 79 C, et de préférence d'environ 710 à 76,70G. article métallique est de préférence préchauffé à environ la mAeme température que le bain de sorte que l'immersion de l'article ne provoque pas de,ciiangement instable de la température. le temps de séjour de la surface métallique dans le bain dépendra quelque peu de la température utilisée, avec des pé iodes plus courte pour des températures plus élevées et des périodes plus longues pour des températures plus basses. En générai, une imnersion de 70 s pour une température du bain de 74 C est satisfaisante. A 79 C, 45 s suffisent. Pour des températures plus basses, des périodes plus longues sont désirables, allant jusqu a environ 2 minutes. Avec les températures préférées de 710 à 76,7 C, des périodes de 55 à 85 s, et de préférence de 60 à 80 s sont appropriées. le pourcentage d'aire superficielle qui sera convertie en fissures ou interstices variera quelque peu avec la composition du bain, la température du bain et les quantités par litre de composés métalliques ajoutés. Gonéralement cependant, ce pourcentage sera dans l'intervalle de 10 à 50%, les fissures étant telles qu'elles ne diffèrent pas sensiblement des propriétés physiques et chimiques des surfaces traitées. La largeur et la longueur des fissures varieront de moins de un micron à 3 à 4 microns, la profondeur variant d'environ 3 microns à15 microns ou meme plus. les exemples non limitatifs suivants servent à illustrer l'invention, les parties et pourcentages étant en poids sauf spécification contraire. EXESLE 1. On prépare une solution d'acide sulfurique en mélangeant 75 parties en volume d'eau avec 25 parties en volume d'acide sulfurique à 969. On place cette solution dans un récipient approprié comportant des moyens chauffants réglés. On lui ajoute, par litre de solution, 97,5 g de sulfate de chrome, 2,2 g de sulfate ferreux et 6 g de sulfate d'aluminium. On maintient le bain à environ 740C. On immerge dans le bain, pendant 70 s, un article à surface de chrome, préchauffé à environ 740C. Après enlèvement et lavage de la surface à l'eau, l'examen de l'article indique que la surface est fissurée jusqu a environ 40% de l'aire, les fissures ayant une profondeur comprise entre 7,5 et 17,8 microns, et à raison de 45.000 fissures par cm2.Une photonicrographie montre que les surfaces entre fissures ne comportent pas les pores qui sont généralement créés par une attaque non réglée d'acide sous les additifs métalliques. On utilise ceci de manière très satisfaisante pour bloquer des particules de polytétrafluoréthylène d'environ 10 microns par introduction à interférence, en chauffant la surface jusqu'à 2040 EX22{PLE 2. On répète le processus de ltexemple 1, sauf que la température utilisée pour le bain et le préchauffage du métal est de 63 C et que l'article est immergé pendant 1 mn 35 s. La dimension et l'uniformité des fissures produites sont quelque peu semblables à celles produites dans l'exemple 1. EXEMPLE 3. On répète le processus de l'exemple 1 en utilisant de l'acide sulfurique à 26% et en ajoutant, par litre, 112,5 g de sulfate de chrome, 7 g de sulfate ferreux et 7,5 g de sulfate d'aluminium. On maintient le bain à la température de 76,70C pendant 50 s pour obtenir une profondeur et une uniformité satisfaisantes des fissures. REVENDICATIOBS 1. Procédé de production de fissures de dimension et uniformi té réglées dans une surface de chrome, caractérisé en ce qu'il consiste à immerger la surface de chrome dans une solution aqueuse contenant de 20 à 30% en poids d'acide sulfurique, et de 75 à 120 g/l de sulfate de chrome, de 0,75 à 4,5 g/l de sulfate ferreux et de 3 à 9 g/l de sulfate d'aluminium, à une température de 630 à 79 C pendant une période de 45 à 120 s, les périodes les plus longues étant utilisées avec les températures les plus basses et les périodes les plus courtes avec les températures les plus hautes dudit intervalle de températures s puis on enlève ladite surface de la solution et l'on élimine de ladite surface la solution qui y adhère. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle de température est compris entre 710et 76,7 C. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite période est de 55 à 85 s. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite solution contient de 22 à 265 en poids d'acide sulfurique, de 90 à 105 g/l de sulfate de chrome, de 1,5 à 7 g/l de sulfate ferreux et de 4,5 à 7,5 g/l de sulfate d'aluminium. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite température est comprise entre 710 et 76,70. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite période est de 55-85 s. 7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite solution contient environ 97,5 g/i de sulfate de chrome, environ 2,2 g/i de sulfate ferreux et environ 6 g/l de sulfate d'aluminium. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la température est d'environ 740C. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite période est de 70 s. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la concentration d'acide sulfurique est d'environ 249 en poids.