Brevet FR2259917A1 — publié le 19750829

La présente invention concerne des procédés de revêtement superficiel d'une pièce métallique. Parmi les procédés de revêtement superficiel d'une pièce métallique, certains sont destinés à améliorer les caractéristiques mécaniques de la pièce, telles que la dureté ou la résistance à l'abrasion. On connaît un procédé de ce genre consistant à déooser une couche de céramique sur la surface de la pièce métallique, cette couche pouvant être constituée d'un mélange d'alumine, de silice et de sesquioxyde de chrome. La pièce ainsi revêtue est très résistante à l'abrasion, mais présente l'inconvénient d'avoir une faible résistance au choc. On connaît aussi un autre procédé de ce genre, consistant à effectuer sur la pièce métallique un dépôt électrolytique d'un métal tel que le chrome. On obtient ainsi une pièce dont la résistance au choc est beaucoup plus forte que celle de la Dièce revêtue de céramique, mais dont la résistance à l'abrasion est très inférieure. La présente invention a oour but de pallier les inconvénients des pièces réalisées par ces procédés connus et de mettre en oeuvre un procédé de revêtement superficiel d'une pièce métallique permettant d'obtenir-à la fois une granderésistance à l'abrasion et une bonne résistance au choc. La présente invention a pour objet un orocédé de revêtement superficiel d'une nièce métallique, ce procédé comportant un dépôt d'une couche de céramique poreuse sur la surface de cette oièce métallique, la porosité de cette couche étant ouverte, caractérisé par le fait qu'il comporte, après le dépot de cette couche de céramique, un dépôt électrolytique d'un métal, ce dépôt remplissant les pores de ladite couche. La orésente invention sera mieux comprise au cours de la description suivante donnée à titre illustratif mais nullement limitatif. Selon un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on dépose d'abord une couche de céramique ocreuse sur la surface d'une pièce métallique à traiter, cette pièce étant en acier, telle qu'une filière d'extrusion de matières plastiques. La oorosité de cette couche est ouverte, c'est-à-dire que chaque pore s'étend sur toute l'énaisseur de la couche de manière à mettre en communication la surface de la pièce avec la face de la couche en contact direct avec l'air ambiant. Les Propriétés mécaniques du revêtement dépendent du taux de porosité de cette couche, ce taux étant de oréférence compris entre 30 et 70 %. Le dépôt de la couche céramique peut être effectué par tous moyens, en particulier suivant une méthode qui sera décrite ultérieurement. Après le dépôt de cette couche, on effectue le dépôt électrolytique d'un métal. Ce métal doit, bien entendu, nouvoir être déposé par électrolyse, comote-tenu de la nature de la pièce métallique et du dépôt céramique. Ce métal peut être choisi en fonction des prooriétés mécaniques ou physico chimiques désirées pour le.revêtement : ilil peut être par exemple le chrome lorsque la nièce métallique est en acier. Au début de l'-électrolyse, le dépôt s'effectue sur les oortions de surface de la pièce métallique en communication par les pores de la couche céramique avec la surface extérieure de cette couche. On arrête le dépôt au moment où le métal remplit les pores de la couche. Le dépot de la couche de céramique poreuse peut etre affectée par exemple selon une méthode comportant successivement les étapes suivantes dépôt au pistolet d'une couche superficielle d'une suspension d'alumine et de silice dans une solution aqueuse d'anhydride chromique Cr 03, cette couche superficielle pouvant avoir une épaisseur comprise entre 30 et 100 microns, les proportions étant les suivantes en poids Alumine 25 Silice 25 Eau 40 a Anhydride chromique 10 % - séchage de cette couche superficielle dans un séchoir à circulation d'air chaud, - et chauffage de la couche séchée dans un four à une temoérature de l'ordre de 5000C de-manière à transformer l'anhydride chromique en sesquioxyde de chrome Cr203. On obtient ainsi une couche réfractaire poreuse dont la porosité peut être par exemple de l'ordre de 50 t. Pour abaisser le taux de porosité d'une couche réfractaire jugée troo poreuse, la nièce recouverte de la couche peut être soumise à un ou plusieurs traitements successifs comportant chacun une imprégnation par une solution aqueuse d'anhydride chromique Cr 03 et un chauffage à une température de l'ordre de 500"C de manière à transformer l'anhydride chromique en sesquioxyde de chrome. Les pores de cette couche réfractaire sont obturés ensuite par un dépôt électrolytique de chrome par exemple, obtenu en plongeant la pièce revêtue de céramique dans un bande chromage contenant en solution de l'anhydride chromique, à la concentration de 250 g/litre et de l'acide sulfurique à 2,5 g/litre. Pour une densité de courant de 2 à 5 A/dm2, on ob-tient un dévêt de chrome d'épàisseur 50 microns au bout de 10 à 15 heures. Le procédé selon l'invention présente par raoport auxoroçédés cités selon l'art antérieur les avantages suivants : D'une part, la résistance au choc est très supérieure à celle des pièces comportant un revêtement exclusivement céramique. Toutes choses étant égales par ailleurs, les résistances au choc respectives exprimées en kg/cm2, sont, pour une surface d'impact de 5 mm2, dans un rapport de 10 à 1. D'autre part, la résistance à l'abrasion, bien qu'un peu rnrtsr-eure 3 celle des nièces protégées par un revêtement exclusivement céramique reste malgré tout du meme ordre de grandeur. On peut estimer que l'excellence des caractéristiques mécaniques des pièces revêtues par le procédé selon l'invention résulte essentiellement du fait que les deux phases métallique et céramique du revêtement sont étroitement imbriquées l'une dans l'autre tout en étant chacune continues sur toute l'épaisseur du revêtement. Les pièces métalliques munies d'un revêtement obtenu par le procédé selon l'invention peuvent être appliquées à la réalisation des dispositifs soumis à des frottements importants et à des chocs répétés, tels que paliers et pistons de pompe, buses d'extrusion de métaux ou de matières plastiques, pièces de moules. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exmple. En particulier, on peut,.sans sortir du cadre de l'invention, changer certaines dispositions et remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Procédé de revêtement superficiel d'une pièce métallique, ce procédé comportant un dépôt d'une couche de céramique poreuse sur la surface de cette pièce métallique, la porosité de cette couche étant ouverte, caractérisé par le fait qu'il comporte, après le dépôt de cette couche de céramique, un dépôt électrolytique d'un métal, ce dépôt remplissant les pores de ladite couche. 2/ procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit métal est du chrome. 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le taux de porosité de ladite couche de céramique est compris entre 30 et 70 pour cent. 4/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dépôt d'une couche de céramique poreuse comporte successivement les étapes suivantes - dépôt d'une couche d'une suspension d'alumine et de silice dans une solution aqueuse d'anhydride chromique, - séchage de ladite couche de ladite suspension, - chauffage de la couche séchée de manière à transformer l'anhydride chromique en sesquioxyde de chrome.