Brevet FR2288795A1 — publié le 19760521

L'invention concerne un procédé pour réaliser en métal des décors de différentes structures et couleurs sur un substrat métallique; ce procédé convient particulièrement pour permettre le dépolissage ou le sablage de surfaces nettement délimitées. Sur; des objets tels que des briquets de poche, des bijoux, des plaques de recouvrement d'appareils ou des boîtiers de montre, on applique souvent des décorations en modifiant partiellement par des moyens mécaniques la structure de la surface métallique à décorer de telle sorte Qu'elle ressort relativement à la structure primitive de cette surface métallique, ce qui est le cas par exemple pour différents ciselages sur des briquets de poche. La plupart des difficultés se rencontrent lors du dépolissage ou du sablage de surfaces nettement délimitées, en particulier de surfaces situées dans un même plan, car il faut pour cela travailler avec des masques ou des peintures de masquage qui donnent des lignes limites insuffisamment nettes ou même partiellement enlevées par la brosse ou I'abrasif, en particulier quand on utilise des peintures de masquage. B'invention a pour but d' indiquer un procédé qui élimine les inconvénients ci-dessus et qui permette en particulier d'effectuer le dépolissage ou le sablage de surfaces nettement délimitées dans un m & e plan. Ce but est atteint par un procédé dans lequel on applique galvaniquement, sur un substrat préparéS au moins une couche de métallisation, et on enlève celle-ci partiellement par des moyens chimiques ou électrochimiques suivant un dessin déterminé, la couche restante servant de dsscora- tion ou de masque résistant au travail. Dans un mode d'exécution, on travaille la couche de métallisation avant de la corroder. Les exemples suivants permettront de bien comprendre les avantages de l'invention et l'art de la réaliser. SEE 1 Sur une surface métallique, par exemple d'acier inoxydable poli ou d'or, on applique galvaniquement une couche de nickel d'environ 20 microns. Sur cette couche de nickel séchée on imprime un dessin,par un procédé dtinpression connu, au moyen d'une peinture de masquage. Après séchage de la peinture impri- mée, on plonge la surface métallique dans de 1' acide nitrique et on l'y laisse jusqu' à ce que la partie de surface non recouverte de la peinture de masquage soit complètement dénicke idée. Ensuite, on dissout la peinture dans un solvant, on sèche la surface métallique puis on la dépolit à la brosse eu on la sabie.Les portions de surface encore recouvertes de nickel empêchent que la surface métallique sous-jacente ne prenne la nouvelle structure, tandis que les portions de surface qui ont été dénickelées prennent la nouvelle structure. En pareil cas, la couche de nickel sert donc de masque nettement délimité, résistant à l'abrasion c'est-à-dire résistant au travail. Après finissage de la portion de la surface dépolie, on place à nouveau la surface métallique dans l'acide nitrique et on dissout également le reste du nickel. La surface métallique obtenue est composée de deux structures différentes, 1 'une polie qui est la structure primitive de la surface métallique, l'autre brossée ou sablée. Par ce procédé, on peut réaliser des lignes ou points très fins, de sorte que l'on peut m8me ainsi réaliser des images formées d'une trame photographique. Bien entendu, dans ce procédé, il faut veiller à ce que l'agent de corrosion, dans le cas présent l'acid itrique, dissolve la couche de métal appliquée galvaniquement sans attaquer le métal sous-jacent. On voit facilement que l'on peut perfectionner encore ce procédé; plus précisément on peut nickeler à nouveau la nouvelle surface métallique obtenue, formée de deux structures différentes, imprimer à nouveau au moyen de peinture de nouvelles portions de surface, corroder à nouveau et appliquer sur les portions de surface nickelées une troisième structure, par exemple polir la structure de fond, brosser la nouvelle structure appliquée la première et sabler la nouvelle structure appliquée la deuxième. Après la réalisation de la troisième structure, on plonge à nouveau toute la surface métallique dans de l'acide nitrique et on dénickèle à nouveau les surfaces nickelées restantes. On obtient alors une surface métallique présentant trois structures situées dans le même plan. Bien entendu, le procédé permet encore un plus grand nombre de structures dans le même plan. Un perfectionnement du procédé consiste à réaliser différentes structures dans différents plans. E5EEP1E 2 Ou polit une plaque de base formée par exemple d'acier inoxydable et on y applique ensuite une couche de nickel de 20 microns. On applique sur cette couche de nickel, par exemple par brossage, une structure déterminée. Ensuite, on imprime avec de la peinture de masquage une surface partielle du nickel brossé et on dénickèle dans l'acide nitrique la partie non imprimée. Après enlèvement de la peinture de masquage, la pièce est finie. EXEMPLE 3 La matière de base est formée d'acier inoxydable (par exemple d'acier Ri-Cr), la couche de métallisation galvanique est formée d'or. Pour assurer une adhérence parfaite de la couche d'or à l'acier inoxydable, on procède comme suit 1) dégraisser électrolytiquement le bottier en acier; 2) rincer, plonger pendant 3 minutes dans uLe solution à 50% de EGl et 50% d'eau pour éliminer les cristaux de chrome de a surface; 3) nickeler pendant 3 minutes dans un bain de nickelage contenant 60g/l de HO1 à 200 Baumé, 90g/l de BiC12.6E20, tension de bain 6 volts; 4) après rinçage, dorer à l'épaisseur de couche désirée; 5) traiter thermiquement pendant environ 5 minutes à environ 4800a pour éliminer du dépôt d'or toute tension interne afin que les traits fins du dessin ne se brisent pas par la suite; 6) appliquer les dessin à la peinture par l'un des procédés mentionnés plus haut et attendre que la peinture ait une adherence optimale; 7) enlever par corrosion la couche de dorure de bottier en acier inoxydable; cela se fait électrolytiquement dans une solution comprenant 10g/l de cyanure de potassium (goy) dans de l'eau distillée, température environ 60 C, densité -- de courant 10 à 12 A/dm. 8) éliminer lapeinture au moyen d'acétone. EXEMPLE 4 La matière de base est formée d'acier inoxydable (par exemple d'acier Ni-Cr). Couche de métallisation galvanique, chrome noir (couche de chrome noir brillante déposée électrolytiquement à partir d'un bain de chromage spécial qui se trouve dans le commerce). 1) Prétraiter l'acier comme dans exemple 1 mais appliquer du chrome noir au lieu d'or; 2) au besoin, traiter thermiquement la couche de chrome noir comme dans l'exemple précédent, 3) appliquer le dessin a la peinture par l'un des procédés décrits plus haut et attendre que la peinture ait une adhérence optimale; 4) corroder la couche de chrome noir pendant environ 2 à 3 minutes dans une solution de 10 /l de soude (NaOH) dans l'eau distillée, température environ 60 C, densité de courant 10 à 12 A/dm2; 5) enlever la peinture au moyen d'acétone. EXEMPLE 5 Matière de base du bottier de montre: or ou placage d'or. Couche de métallisation galvanique : chrome ou chrome noir. On corrode chimiquement la couche de chrome ou de chrome noir pendant 2 à 3 minutes dans une solution comprenant 60% d'acide chlorhydrique (ROI), qui n'attaque pas l'or, et 40 doleau distillée. Température environ 4000. Pour dissoudre la couche d'or sur l'acier avec un dessin à faible relief, par exemple de 2 à 5 microns, on peut aussi utiliser des produits qui se trouvent dans le commerce sous le non, de la marque "Enstripn (acide sec, c ' est-à-dire- sous forme cristalline, acide liquide). Les produits de ce genre démétallisent chimiquement sans l'aide de courant électrique. Ils ont une composition telle que l'un des métaux est toujours dissous et que l'autre matériau de base n'est pas attaqué. On obtient ainsi deux structures différentes dans deux plans différents. On peut encore perfectionner ces procédés et plus précisément, obtenir différentes structures dans différents plans en différentes couleurs. EXEMPLE 6 Sur une plaque d'acier inoxydable, on applique de l'or jaune sous une épaisseur de 20 microns. La plaque de base est par exemple brossée horizontalement. On polit finement la couche d'or de 20 microns. Ensuite, on applique galvaniquenent sur la couche d'or jaune une couche de nickel également de 20 microns. On brosse la surface de la couche de nickel, cette fois verticalement. Sur cette couche de nickel, on applique une couche d'or rouge de 20 microns d'épaisseur. On peut par exemple sabler celle-ci. Sur cette couche d'or rouge, on applique à nouveau du nickel comme quatrième couche et, par exemple, on polit à nouveau la surface.On corrode alors graduellement la plaque ainsi prétraitée pour arriver à la couche qui suit immédiatement, bien entendu en masquant partiellement au préalable au moyen de peinture de masquage. Il faut veiller à utiliser toujours pour la corrosion un procédé ou une solution qui d'une part dissolve le métal à corroder et qui d'autre part n'attaque pas le métal sous-jacent. Une fois qu'une partie de la surface porte une peinture de masquage, on corrode la couche supérieure jusqu 'au métal sous-jacent de la deuxième couche en partant du haut. Puis on sèche la plaque sans dis soudre la première couche de peinture de masquage, et on masque ensuite au moyen de peinture une deuxième surface, le premier masquage subsistant. Puis on démétallîse alors jusqu'à la couche métallique de nature différente située immédiatement en dessous.On poursuit ce processus de masquage et de démétallisation jusqu'à la plaque de base. Une fois que la dernière corrosion est obtenue, on plonge la plaque dans un solvant tel que le trichloréthylène qui a pour r6le de dissoudre la peinture de masquage. Le décor ainsi obtenu porte différentes structures et couleurs dans différents plans. Il est évident que l'on peut appliquer un nombre de couches supérieur à cinq. Ce procédé convient particulièrement à la décoration de briquets et de bijoux, même dans certains cas de bottiers et cadrans de montre. Nais on peut aussi l'utiliser pour réaliser de grandes images, 11 artiste appliquant la peinture de masquage au moyen dtun pinceau et réalisant ainsi une inage en couleur à effet plastique. Comme on l'a encore mentionné plus haut, il faut que la solution de corrosion ou le procédé de corrosion appliqué soit choisi de manière à dissoudre réellement la couche métallique qu'il s'agit de dissoudre et à ne pas attaquer l'autre couche métallique sous-jacente. Cela s'effectue par exemple comme suit : dissoudre le nickel sur l'or et l'acier inoxydable au moyen d'acide nitrique concentré ou d'une solution comprenant 1/3 d'acide sulfurique à 660 Baumé + 1/3 d'eau + 1/3 d'eau oxygénée.Dissouire électrolytiquement ltor sur le nickel ou l'acier inoxydable au moyen d'une solution à 100 g/l de cyanure de potassium dans l'eau à 600C environ, la partie à dédorer étant branchée comme anode et la cathode étant formée d'acier inoxydable, densité de courant environ 10 A/dm . Le procédé décrit à l'exemple 1 a le net avantage que le masque formé de nickel dur permet une délimitation très nette, ce qui est notablement avantageux par exemple dans la réalisation d'images à partir de trames photographiques. Il faut encore ajouter, ce qui est particulièrement valable pour les autres exemples, que les structures des différentes couches ou portions de surface peuvent entre réalisées à volonté, indépendamment les unes des autres, ce qui est avantageux en particulier pour la réalisation d'inscriptions sur un substrat métallique, cas où l'on peut procéder selon les exemples 2 à 5; dans le mode de réalisation du troisième exemple, la décoration est particulièrement durable car elle est formée de couches galvaniques d'environ 20 microns d'épaisseur chacune. BEVI3DICdrClaEJS 1. Procédé pour réaliser en métal des décors de différentes structures et de différentes couleurs sur un substrat métallique, dans lequel les structures sont réalisées par voie mécanique, caractérisé en ce quton applique galvaniquement, sur un substrat préparé, au moins une couche de métallisation, et qu'on enlève,celle-ci partiellement par des moyens chimiques ou électrochimiques suivant un dessin déterminé. "a couche restante servant de décoration ou de masque résistant au travail. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on travaille la couche de métallisation avant de l'enlever. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prend comme modèle une trame photographique, qu'on effectue un travail aux emplacements où la couche de métallisation a été enlevée , on enlève ensuite la couche de métallisation restante, ce qui donne une image présentant des structures travaillées différemment dans un même plan. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le substrat est formé d'acier inoxydable et que la couche de métallisation est formée d'or. 5. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le substrat est formé d'acier inoxydable et que la couche de métallisation est formée de chrome noir. 6. Procédé selon les revendications I et 2, caractérisé en ce que le substrat est formé d'or et que la couche de métallisation est formée de chrome ou de chrome noir. '/. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur un substrat préparé, on applique successivement par voie galvanique différentes couches de métallisation, qu'on les travaille mécaniquement, et que l'on enlève partiellement et successivement ces couches. o. Procédé selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce qu'on utilise comme couches de métallisation des métaux ayant une réaction chimique ou électrochimique approximativement semblable, ces couches étant chaque fois séparées par une couche d'un métal qui réagit autrement que les premiers métaux. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les couches de métallisation sont formées d'or jaune ou rouge et sont séparées par une couche de nickel.