Brevet FR2386383A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne un proodé pour ébavurer élec trolytiquement des pièces métalliques dont les bavures sont concentrées dans une partie extrême de chaque pièce. C'est le cas notamment de certaines pièces métalliques de matériel électromécanique, par exemple de matériel téléphonique, en particulier de pièces de circuits magnétiques.On sait en effet que les pièces des circuits magnétiques subissent d'abord une opération de rectification au droit des entrefers, pour leur conferer la planéité souhaitée, puis une qoération d'ébavurage, c'est-à-dire d'enlèvement des bavures résultant de la précédente opération de rectification, en particulier sur les arêtes d'inter- section des surfaces de référence desdites pièces au droit des entrefers r dans les parties extrêmes desdites pièces. A l'ébavurage mécanique, généralement long et onéreux, on préfère souvent recourir à une opération d'ébavurage électrolytique, notablement plus rapide. Ce procédé connu d'ébavurage, qui donne de bons résultats, notamment pour les pièces comportant des bavures dirigées vers l'extérieur, était jusqu'à présent mis en oeuvre dans les conditions suivantes : les pièces à ébavurer étaient tout d'abord soumises à une opération préalable de dégraissage poussé, notamment avec des solvants chlorés, en phase liquide, puis en phase vapeur; pour les pièces présentant éventuellement des taches de rouille, un décapage correspondant était en outre nécessaire.Les pièces dégraissées étaient ensuite fieees à des cadres conducteurs appropriés, sur lesquels elles étaient ensuite soumises à une opération de dégraissage tique à chaud, combinée avec un traitement par des ultra-sons, au bien avec un dégraissage électro lytique anodique.Les pièces fixées aux cadres mentionnés étaient ensuite sournises à une première opération de rinçage à froid, puis à une seconde opération de rinçage, vers 70 à 800C, et enfin à une opération d'étuvage avec de l'air sec pulsé, vers 70 à 800C. C'est seulement après avoir traverse oette série de traitements complexes et coûteux que les pièces fixées aux cadres étaient immergées, entièrement, avec ceux-ci, pendant une durée déterminée, dans un bain d'ébavurage, de composition appropriée, contenu dans une cLx?e d'électrolyse.Cette cuve était genéraleeent en un matériau isolant, et des cathodes étaient Ùrinergées dans le bain, de même que, éventuellement, des résistances de chauffage, et des rampes pour l'insufflation d'air comprimé, des cloisons étant en outre interposées entre certains de ces différents organes. Il était en outre préférable d'utiliser des bains, coûteux, de composition complexe, choisie de façon à éviter que l'opération d'ébavurage électrolytique ne mette à nu la structure superficielle du matériau métallique constituant chaque pièce. Les densités de courant nécessaires étant de l'ordre de 20 à 30 A/dm2, une telle opération-d'ébavurage électrolytique consommait une énergie électrique d'autant plus impor- tante que la totalité de la surface s, de chaque pièce à ébavurer était immergée, et que, pour certaines compositions du bain d'ébavurage, une fraction importante de cette énergie électrique devait etre consommée dans les résistances de chauffage mentionnées pour élever la température du bain jusque par exemple 50 à 900 C, suivant la composition choisie.Par ailleurs, des moyens auxiliaires ,consommant également une certaine énergie, devaient étire prévus pour communiquer aux cadres immergés, et aux pièces fixées à ceux-ci, des vibrations, destinées à faciliter l'échappement des bulles gazeuses formées au sein du bain, et à éviter en particulier l'apparition, sur les pièces ébavurées, de défauts superficiels, dus aux traces des bulles gazeuses ayant émigré au contact desdites pièces Le procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention est du type indiqué initialement, mais ses modalités diffèrent de celles du procédé utilisé jusqu'à présent, de manière à en éviter les inconvénients mentionnés; le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que, pour une pièce à ébavurer de surface totale s, dont 1 'ébavurage par le procédé connu d'immersion totale dans le bain correspondant, nécessiterait le passage d'un courant électrique d'intensité I pendant une durée t, on procède seulement à une immersion partielle de ladite pièce, limitée à sa partie extrême à ébavurer, de surface s', et l'on fait passer un courant d'intensité I', pendant une durée déterminée t', de telle façon que (I'.t')/s' soit sensiblement égal à (It)/s. Par suite, à égalité des durées de passage du courant électrique (t' = t), I'ébavurage électrolytique d'une pièce de surface totale s, par le procédé selon la présente invention, nécessite le passage d'un courant électrique d'intensité I' = I' = I x (s'/s), s' désignant la surface de la partie extrême, immergée, de la piece à ébavurer ; l'intensité du courant électrique nécessaire est donc réduite, selon la présente invention, dans le rapport s'/s,qui peut être par exemple de l'ordre de 1/25 à 1/100 selon le type de pièce à ébavurer. On pourra cependant choisir une durée de traitement électrolytique t', inférieure à la durée de traitement t, par le procédé antérieurement connu dans tous les cas, cependant,l'énergie électrique consommée par le procédé selon la présente invention,tIt.t'),sera également réduite dans le rapport s'/s. Non seulement le procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention permet une très importante économie d'énergie électrique, mais il permet en outre de réduire, éga lement dans un rapport élevé, le volume nécessaire du bain d'ébavurage ; l'économie ainsi faite est particulièrement importante dans la mesure où les bains d'ébavurage doivent être renou velés assez fréquemment ; il s'y ajoute une réduction des investissements pour les cuves électrolytiques, dont le volume peut être réduit dans la même proportion ; enfin, dans le cas des bains d'ébavurage qui doivent être chauffés electriquement jusqu'à une température appropriée, le procédé selon la présente invention permet également une importante économie sur l'énergie électrique de chauffage, dans une proportion égale à la réduction du volume du bain d'ébavurage.Il s'y ajoute encore les avantages suivants : avant de les soumettre au procéde d'ébavurage électrolytique selon la présente invention, il suffit de faire subir aux pièces métalliques à ébavurer un simple traitement de dégraissage, à l'exclusion de tout traitement superficiel poussée appli qué à l'ensemble de la pièce. D'autre part, le procédé selon la présente invention peut être mis en oeuvre avec un bain d'ébavurage de composition simple, donc peu coûteux, puisqu'il n'y a pas à craindre qu'un tel bain mette à nu la structure superficielle du matériau métallique sur toute la surface de la pièce; les légères différences d'aspect qui apparaissent sur une pièce ébavurée par le procédé selon la présente invention, entre la partie extrême, qui a été-seule immergée dans le bain d'ébavurage, et le reste de la pièce, sont généralement peu importantes; elles peuvent en tout cas être éliminées par un traitement ultérieur de finition, par exemple un zingage électrolytique, qui est souvent prévu dans la gamme de fabrication des pièces considérées. L ' importante réduction du volume nécessaire du bain d'ébavurage, que permet le procédé selon la présente invention, se traduit évidemment par une réduction dans le méme rapport des volu'es. de liquides usés, à traiter puis à évacuer, donc des coûts de traitement et de la pollution qui peut encore résulter de l'évacuation des liquides traités. Bien croie la mise en oewre du nrocedé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention soit compatible avec la transmission aux pièces,partiellement immergées, de vibrations, destinées à favoriser l'échappement des bulles gazeuses formées dans le bain, cette procédure n'est pas indispensable dans la mesure où lesdites bulles, formées au contact de la partie extrême, immer géie, de chaque pièce, c'est-à-dire à peu de distance en dessous de la surface libre du bain, peuvent s'en échapper d'autant plus facilement, sans risquer de créer, par leurstraces,des défauts superficiels sur l'ensemble de la surface de la pièce. Par ailleurs, dans un mode d'exécution préféré du procédé selon la présente invention, les pièces à ébavurer sont suspendues à un transporteur, servant d'amenée de courant, et disposé audessus de la surface libre du bain d'ébavurage de façon que seules les parties extrêmes, à ébavurer, des pièces soient immergées dans ledit bain. De préférence, le transporteur, constitué par exemple essentiellement par un câble électriquement conducteur, est aménagé et animé d'une vitesse sensiblement uniforme, de telle façon que chaque pièce à ébavurer soit immer- gée partiellement dans le bain d'ébavurage seulement pendant la durée déterminée t'. Dans ces conditions, le déplacement de chaque pièce à ébavurer dans le bain favorise encore davantage le dégagement des bulles gazeuses éventuellement formées.Il s'y ajoute les importants avantages liés à la suppression des cadres utilisés jusqu'à présent pour la fixation des pièces et leur immersion dans le bain d'ébavurage ; l'économie ainsi réalisée est d'autant plus substantielle que ces cadres étaient soumis à une forte érosion dans le bain d'ébavurage. Bien entendu, le transporteur, notamment le cable électriquement conducteur, prévu selon la présente invention, étant disposé entiènement au-dessus de la surface libre du bain d'ébavurage, n'est soumis à aucune action directe de corrosion. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé plusieurs modes d'exécution du procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention. La figure 1 représente en perspective une équerre d'un relais téléphonfque. La figure 2 montre la partie extrême de l'équerre de la figure 1, qui doit être ébavurée. La figure 3 est une vue schéatique,en élévation,d'une installation permettant d'appliquer le procédé selon la présente invention à l'bavurage électrolytique des pièces du type illustré sur les figures I et 2. La figure.4 est un diagramme destine à préciser les caractéristiques électriques d'une opération d'ébavurage électrolytique. L'équerre qui est représentée schématiquement sur la figure 1 est destinée à faire partie du circuit magnétique d'un relais téléphonique ; sa partie extrême, ou l'becquet", la, a subi des opérations de rectification au niveau des surfaces de référence sl, s2 et s3, et des opérations d'usinage au niveau de la croix, c ; cette pièce 1, généralement constituée en fer doux, doit être débarrassée des bavures ayant pu résulter desdites opérations de rectification et d'usinage, en particulier au niveau des arêtes d'intersection des surfaces de référence sl, s2 et s3. Le procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention est applicable non seulement à des équerres du type illustré sur les figures 1 et 2, mais également à d'autres pièces, non représentées, de relaistéléphoniques, par exemple les platines des relais multiples, dont les extrémités, de même que celles des noyaux correspondants, doivent être parfaitement ébavurées, des carcasses de relaisdoubles... etc. I1 s'agit dans chaque cas de pièces plus ou moins allongées, dont les bavures sont concentrées dans une partie extrême de chaque pièce. Pour appliquer le procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention par exemple à des équerres de relais téléphoniques du type illustré sur les figures 1 et 2, on les soumet tout d'abord à une simple opération de dégraissage, par exemple en vrac, ou bien au premier poste de la chaîne de traitement, dont la figure 3 représente schématiquement une fonte de reali- sation, supposée rectiligne, bien que des formes de réalisation circulaires ou en fonte de U puissent être également envisagées avantageusernsnt. L'installation illustrée sur la figure 3 comporte une cuve d'ébavurage électrolytique, X, de préfrrence métallique, car exemple en acier inoxydable, qui est suivie par une première cuve de rinçage,3a,et une seconde cuve de rinçage,3b. Les pièces à ébavurer, notamment les équerres de relais téléphoniques 1, sont suspendues à un transporteur, qui est disposé au-dessus des surfaces libres des liquides remplissant respectivement les différentes cuves 2, 3a et 3b.Dans la forme de réalisation considérée, ce transporteur est constitué essentiellement rar un câble 4, électriquement conducteur, par exemple un cable d'acier, qui est guidé en boucle ferrez, nar des galets tels que 5 ; on n'a pas représenté les moyens moteurs, bien connus, qui permettent de communiquer au câble 4 une vitesse sensiblement uniforme, v , dirigée, pour le brin inferieur, utile, du cable 4, de la cuve 2 vers les cuves 3a et 3b. L'installation comprend une source d'énergie électrique 6, dont sar exemple le pôle négatif est relié directement à l'une des parois, nétalliques, de la cuve d'ébavurage 2, tandis que son autre pâle, positif, -est relié à un balai fixe 7,aucontact duquel passe le câble 4. Les différents galets de guidage, tels que 5, du câble transporteur 4, sont disposés de telle manière;que chaque équerre 1, suspendue au brin inférieur du câble 4 par sa partie extrême coudée lb (voir aussi la figure 1), opposee au becquet la, décrit la trajectoire suivante. elle est pendue au cable tr3neDortaur en amont de la cuve d'ébavurage 2, à un niveau tel que sa partie extrême inférieure, la, passe au-dessus du bord supérieur de la paroi verticale qauche de la cuve 2; au-delà de cette parDi ladite équerre 1 est abaissée par le cable transporteur jusqu'à ce que son becquet la soit immergé à une distance déterminée, h, au-dessus du fond conducteur, jouant le rôle de cathode, de ladite cuve 2 ; la hauteur h est choisie de telle façon que seule la partie extreme à ébavurer de chaque équerre telle que 1, et notamment son becquet la, soit immergée dans le bain 8, contenu dans la cuve d'ébavurage 2. Chaque équerre 1 est ensuite déplacée, avec sa partie extrême inférieure immergée dans le bain 8, sur une longueur p, notablement inférieure à celle de la cuve 2, et égale au produit de la vitesse d'avance v du câble transporteur 4 par la valeur prédéterminée, t', de la durée de l'ébavurage électrolytique Après ce parcours horizontal de longueur p, le câble transporteur 4 soulève chaque équerre 1 au-dessus de la surface libre du bain 8 pendant une durée suffisante pour permettre son égouttage, et le retour direct des gouttes dans le bain 8 ; cette derniere disposition est particulièrement avantageuse pour réduire les frais de renouvellement du bain d'ébavurage 8.Comme on le voit sur la partie droite de la figure 3, le câble transporteur 4 fait ensuite franchir par les équerres 1 successivement les cloisons de séparation entre ès cuves 2 et 3a d'une part, 3a et 3b d'autre part, et, dans les intervalles, assure l'immersion de leur partie extrême inférieure, la, dans des bains de rinçage 9 et 10. En aval de la seconde cuve de rinçage 3b, le câble transporteur 4 transfère les équerres, ébavurées et rincées, vers un poste de déchargement, éventuellement précédé par d'autres postes de traitement, qui, seront précisés ultérieurement. La vitesse d'avance v est réglable pour être adaptée au type de pièces à ébavurer. Pour des équerres de longueur totale L = 105 mm (voir la figure 1), les conditions de I'ébavurage électrolytique selon la présente invention peuvent être les suivantes Composition du bain d'ébavurage 8 : 875 g/l de P04H3 875 g/l de S04H2 15 g/l d'acide - alcool 35 g/l d'ions ferreux et d'ions- ferriques Température du bain d'ébavurage 8 : -900C Longueur de la partie extrême, immergée, de chaque pièce 1 = 2,5 mm Distance anode - cathode : h = 100 mm Vitesse du câble transporteur : v = 1,25 m/minute Durée d'immersion partielle de chaque pièce- dans le bain d'ébavurage : t' = 4 minutes, d'ou p = v.t' = 5 m. Tension aux bornes de la source d'énergie électrique 6 U = 6 volts continu; Intensité du courant électrique d'ébavurage pour chaque pièce partiellement immergée : I' = 2 à 3A environ. Les parties extrêmes inférieures, la, des équerres ainsi traitées, 1, ne présentaient plus aucune bavure, même si elles comportaient initialement des bavures aussi longues que 0,2 mm. Le marne résultat pourrait être évidement obtenu par le procdé, antérieurenrent connu, d'immersion totale des pièces 1 dans le bain 8 ; pour une marne durée, t', d'immersion dans ce bain, l'intensite du courant électrique traversant chaque pièce à ébavurer serait cependant d'environ 80A, au lieu de 2A, c'est-à-dire sensiblement 40 fois plus élevée ; cette valeur correspond au rapport L/1 N 105/2,5, c'est-à-dire sensiblement au rapport de la surface totale s de chaque équerre 1, à la surface s' de sa partie à ébavurer, la.Non seulement l'énergie électrique nécessaire pour ébavurer une pièce est ainsi réduite de 40 fois environ, mais il est en outre visible, sur la figure 3, que la profondeur du bain d'ébavurage 8, et par suite son volume et celui de la cuve 2, peuvent être réduits dans un rapport qui peut atteindre 1/30 si l'on tient compte de certaines particularités avantageuses du proide d'ébavurage selon l'invention par rapport au procédé connu d'ébavurage électrolytique, à savoir la suppression de l'immersion, dans le bain, de cadres de fixation des pièces à ébavurer, de cathodes, de rampes pour l'insuf flation d'air comprimé, et de cloisons pour séparer oertains de ces organes, ainsi que la réduction de la puissance, donc du volume des résistances even- tuellement nécessaires pour chauffer ledit bain. Comme on l'a déjà indiqué, il en résulte une importante réduction du cotit de la cuve d'ébavurage 2, des frais de rénovation ou de remplacement du bain d'ébavurage 8, ét de l'énergie électrique nécessaire pour porter et maintenir ledit bain 8 à la température de 900C. En utilisant une source d'énergie électrique 6 (figure 3) dait on peut faire varier la tension U à partir de O jusqu'à une valeur relativement élevée, de 15 à 20 volts dans l'exemple précédemment considéré, an peut relever la caractéristique courant-tension, I/u, du bain d'éba- vurage 8 ; sur la figure 4, on a désigné par Co la caractéristique aiten, dans l'exemple précédemment décrit, lorsque la pièce à ébavurer I était immobile par rapport au bain d'ebavurage 8, et par Ca, la caractéristique obtenue lorsque ladite pièce 1 était entraînée par le cible transporteur 4 avec une vitesse v par rapport au bain d'ébavurage 8.Comme on le sait, le premier flanc raide, Ao ou Aa, de la caractéristique correspondrait seulement à une opération de décapage superficiel. de la partie de la pièce ineergée dans le bain, tandis que son palier Bo ou Ba correspondrait à une opération de polissage électrolytique ; c'est seu1nsnt lorsque la tension U aux bornes de la source 6 atteint des valeurs suffisamment élevées, correspondant au second flanc raide, Eo ou Ea, de la caractEris- tique, qu'il se produit l'ébavurage électrolytique souhaite ;;la mise en oeuvre du procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention correspond donc à un point de fonctionnement qui se trouve sur la partie Ea de la caractéristique Ca, ce qui permet de le distinguer, sans confusion possible, d'autres procédés électrolytiques connus, visant notaaent au polissage de plèces metalliques, et correspondant à des points de fonstionnement situés sur l'un des paliers I3c,Ba. D-lns le cas du procédé d'ébavurage selon la présente invention, c'est le déplacement de la pièce à ébavurer par rapport au bain d'ébavurage qui suff-it à placer le point de fonctionnement sur la caractéristique Ca, la plus avantageuse La mise en oeuvre du procédé d'ébavurage électrolytique selon la présente invention n'est pas limitée à l'emploi d'un bain d'ébavurage ayant la composition assez complexe, qui a été indiquée ci-dessus ; ce bain, assez coûteux, offre certes l'avantage d'éviter tout risque de mise à nu de la structure superficielle du matériau métallique constituant les pièces à ébavurer ; cependant, comme on l'a indiqué précédemment, ce dernier risque est très réduit par les modalités même du procédé selon la présente invention ; c'est pourquoi celui-ci peut être mis en oeuvre, avec des résultats pratiquement aussi bons,en utilisant un bain ébavurage de composition plus simple, moins coûteux, par exemple un bain dont la composition ne diffère de celle indiquée précédemment que par l'absence d'acide-alcool, relativement coûteux;Avec un tel bain, plus simple, la température peut être ajustée entre 85 et 910C. L'installation illustrée sur la figure 3, et précédemment décrite, a pu être également utilisée pour-l'ébavurage des carcasses de relais doubles,déjà mentionnées ; alors que le procédé antérieurement connu, d'immersion totale, aurait nécessité le passage d'un courant électrique d'intensité I = 80A par pièce1 pendant--une durée d'environ t = 6 minute, le procédé selon la présente invention a permis, en immergeant seulement les parties extrêmes,à ébavurer, lesdites pièces, d'obtenir le même résultat par le passage d'un courant d'intensité voisine de I' = 3,2A par pièce, soit environ 25 fois plus faible, pendant une durée d'environ t' = 4 minutes. Bien que la différence d'aspect superficiel entre les parties ébavurées et les autres parties des pièces traitées par le procédé selon la présente invention soit toujours minime, ainsi qu'on l'a déjà précédemment indiqué, ilest possible de la supprimer complètement- en soumettant les pièces, par exemple au sortir de la seconde cuve de rinçage (3b sur la figure 3) à une opération de zinqaqe électrolytique, dans une cuve approoriée (non renrésentée). REVENDICATIONS 1. Procédé pour ebavurer électrolytiquement des pièces métalliques, dont les bavures sont conccntl-ées dans une partie extrême de chaque pièce, notamment des pièces de matériel électromécanique, par exemple de matériel téléphonique, caracte- risé en ce que, pour une pièce à ébavurer de surface totale s, dont l'ébavurage par le procédé connu d'immersion totale dans le bain correspondant, nécessiterait le passage d'un courant électrique d'intensité I pendant une durée t, on procède seulement à une immersion partielle de ladite pièce, limitée à sa partie extrême à ébavurer, de surface s', et l'on fait passer un courant d'intensité I', pendant une durée déterminée t', de telle façon que (I't')/s' soit sensiblement égal à (It)/s. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces à ébavurer sont suspendues à un transporteur, servant d'amenée de courant, et disposé au-dessus de la surface libre du bain d'ébavurage de façon que seules les parties extrêmes, à ébavurer, des pièces soient immergées dans ledit bain. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le transporteur, constitué par exemple essentiellement par un c ble électriquement conducteur, est aménagé et animé d'une vitesse sensiblement uniforme, de telle façon que chaque pièce à ébavurer soit immergée partiellement dans le bain d'éba vurage seulement pendant la durée déterminée t'. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le bain d'ébavurage est contenu dans une cuve métallique, par exemple en acier inoxydable, qui est reliée à l'un des pôles d'une source de courant continu, et que le transporteur, qui est relié à l'autre pôle de ladite source de courant continu, est disposé de manière que l'extrémité de chaque pièce soit immergée sur une longueur appropriée dans ledit bain, et se trouve constamment à une distance déterminée au-dessus du fond de la cuve. 5. Des pièces métalliques, notamment de matériel électromécanique, par exemple de matériel téléphonique, qui ont été ébavurées électrolytiquement par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.