Brevet FR2413225A1 — publié le 19790727

Le problème de donner l'aspect de bronze patiné par le temps a des pieces de toute nature, notamment des pièces égale liques a base de métaux ferreux telles que l'acier ou la fonte, est difficile a remoudre. En effet, les étaux très purs que l'on trouve actuellement dans le commerce sont dépourvus des impuretés qui provoquaient autrefois la formation spontanée, par vieillissement a l'air libre, de la patine recherchée ; cette difficulté est parti culièreent nette lorsqu'il ne s'agit pas de bronze massif nais de revêtement de bronze obtenu par projection au pistolet. D'autre part, lorsqu'il s'ait de pièces d'acier ou de fonte, le revêtement doit assurer une protection contre la corrosion qui soit efficace non seulement pour 1 'acier ou la fonte, nais également pour le revêtement de bronze qui est susceptible d'attaques chimiques par l'intérieur. Enfin, lorsqu'il s'agit de restauration de pièces anciennes, il est nécessaire de réaliser des dér,ontaJes, des net topazes spéciaux, des rechargements et des remplacements de parties corrodées, et cependant d'obtenir un aspect final uniforme. Le procédé de l'invention vise a permettre l'ensemble de ces resultats. I1 sera décrit ci-après en rapport avec la restauration de pièces anciennes, les premières étapes du procédé pouvant être omises lorsqu'il s'agit de pièces neuves. r") La première opération consiste en un lavage des éléments au jet de vapeur en vue d'éliminer la rouille, la peinture et les crasses, un démontage des éléments s'il y a lieu, et un dégarnissage des anciens revêtements. Cette opération de dégarnissage est réalisée par arrachage a la pince après préchauffage entre I00 C et I5C C environ. I1 s'agit souvent de revêtements de cuivre déposé par électrolyse. 2") L'opération suivante, de grande importance, a pour but non seulement l'élimination des impuretés du métal sousjacent, mais surtout l'éliniination complète de l'humidité interne a la pièce. Elle consiste en un pré-sablage au corindon de grosse granulornétrie (I000- a I500 environ) sous forte pression (4,5 bars au moins) le presablage étant suivi d'un préchauffage aux alentours de 200 a 250"C. Ce préchauffage peut être réalisé a la torche ou au four. I1 provoque le ressuage de l'humidité qui est visible a l'oeil. La duree de préchauffage est de l'ordre de 1/2 heure environ, au moins. On laisse ensuite la pièce au repos 24 heures, et on recommence la succession de présablage, préchauffage. Cet ensemble d'opérations est répéte jusqu'a cessation de tout ressuage. 3 ) I1 y a lieu ensuite de procéder aux réparations éventuellement nécessaires : soudure, brasage et rechargement des parties abîmées, casses, fissurées. Les soudures et certains rechargements peuvent être effectues par brasage a l'arc, d'autres rechargements peuvent être obtenus par projection au pistolet d'acier au carbone, d'acier inoxydable, de chrome nickel du type Iô bars S sur sous-couche de molybdène . On procède alors au meulage en fonction des profils a atteindre et a l'usinage sur machine outil des portées de centrage, des faces d'appui, des alésages. Un montage d'essai permet de s'assurer que les pièces sont à la forme voulue. L'ensemble des operations qui précèdent se rapporte particulièrement à la réparation ou restauration, les opérations suivantes pouvant être effectuées aussi bien sur des pieces neuves que sur des pièces usagées. 4 ) Toutes les surfaces sont sablées en deux temps - sablage au corindon de grosse granulométrie (I 000 a I 500 ) sous forte pression (4,5 bars au moins) ; - sablage au corindon plus fin ( 500 à I 000 ) sous pression moyenne (environ 4 bars ) 5 ) Une triple métallisation au pistolet à flamme est ensuite réalisée. a) revêtement de zinc sur toutes les surfaces intérieures et extérieures, visibles ou non d'épaisseur de l'ordre de 80 à 200 microns b) au moins sur les parties destinées a re-cevoir le bronze (parties visibles), revêtement de l'-ordre de 80 à 200 microns au moins d'al liage zinc aluminium, du type ayant une propor tion approximative de 85 % Zn et 15 % Al (forte proportion de Zn) c) Sur les parties destinées à recevoir le bronze, p.rojection de bronze,teneur en cuivre au moins égale à 90% environ (par exemple bronze type 93/7, à-7% d'étain). sur une épaisseur au moins égale à 700 microns environ. - - Le revêtement de bronze ainsi obtenu est alors de préférence brossé à la brosse métallique. Cette opération doit être menée avec soin de façon à obtenir un arasement des grains de métallisation et une brillance de ces grains tout en laissant des parties mates, et en évitant un véritable polissage. 70 - Pour le vieillissement accéléré on utilise une pâte de consistance visqueuse ayant pour composition approximative 100 parties en poids de sulfate de cuivre, 100 parties en poids de sel ammoniac et 120 parties en poids d'ammoniaque liquide,le tout mélangé avec une quantité de silice pulvérulente suffisante pour obtenir une pâte suffisamment visqueuse pour permettre une enduction au couteau ou à la truelle. On enduit les surfaces métallisées au bronze avec cette pâte sur une épaisseur de 1 cm environ et on laisse sécher jusqu' à durcissement de la pâte (ce qui demande 48 heures environ). La pièce est ensuite lavée au jet d'eau et à la brosse métallique jusqu'à élimination complète de la pâte. Les pièces ainsi traitées ne nécessitent aucun vernis. Des essais de résistance aux variations climatiques des pièces obtenues par ce procédé ont été réalisés par séries de cycles de I2 heures. 1ère série : 40 cycles 6 heures à - 30"C sous 100% d'humidité rela tive suivies de 6 heures à + 70"C à 20% d'humidité relative. 2ème série : 20 cycles 6 heures à - 30"C sous 100% d'humidité rela tive suivies de 6 heures à + 700C à 100% d'humidité relative. On n'a observé ni altération superficielle, ni modification de l'adhérence ou de l'aspect du revêtement malgré des variations de contraintes physiques (variations thermiques, gel, humidité). Les essais d'attaque à l'anhydride sulfureux (S02) même à très forte concentration (2 gr/m3) n'ont permis de relever aucune formation de rouille, ni de modification d'adhérence du revêtement qui se montre donc très efficace contre les attaques. De plus, la patine conserve son aspect vert de bronze ancien et ne brunit pas. La comparaison par spectrométrie infra-rouge de la composition de la patine verte obtenue montre qu'elle est identique à celle de patines anciennes naturelles et indiquent une forte proportion de sulfate. Il semble, sans que cette hypothèse puisse en rien limiter l'invention, que la combinaison des préparations protectrices au Zn, de la nature du revêtement de bronze (richesse en Cu) et de la pâte de vieillissement soit à la base de lrobtention des résultats recherchés. En effet, faute de cette protection préalable l'attaque de la pâte risquerait d'endommager le revêtement et le métal sousjacent et faute de cette proportion de cuivre la patine obtenue ne prend pas la couleur de patine ancienne qui est recherchée D'autre part, il semble que la succession de couches suivant l'invention atténue sensiblement les effets électriques de contact et contribue à l'amélioration de la résistance à la corrosion, ainsi que de l'adhérence. Bien entendu, des variations mineures par rapport au procédé décrit permettent d'obtenir des résultats voisins, même s'ils sont de moindre qualite, et les limites spécifiées ne sont pas rigoureusement impératives, les effets étant très progressifs. REVENDICATIONS . 1. Procédé de vieillissement de pièces recouvertes de bronze, et plus particulièrement de pièces en métaux ferreux, caractérisé en ce que, après preparation de surface, la pièce est revêtue par métallisation au pistolet d'une couche de zinc suivie diune couche d'alliage Zn Al à forte teneur en zinc au moins sur les parties destinées à recevoir le bronze, enfin d'une couche de bronze à haute teneur en cuivre, le revêtement de bronze étant ensuite soumis à l'action d'une pâte visqueuse a base de sulfate de cuivre, de sel d'ammoniac et d'ammoniaque liquide, en mélange avec de la silice pulvérulente, cette pâte étant , après sechage soigneusement éliminée à l'eau avec brossage. 2. Procedé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche de Zn initiale est de l'ordre de 80 à 200 microns d'ep-aisseur et couvre toute la surface, parties invisibles comprises. 3. Procede selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterise par le fait que la couche d'alliage Zn Al est du type ayant une proportion de l'ordre de 85 % de Zn pour 15 % d'Al. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérise en ce que la couche d'alliage Zn Al est de l'ordre- de 80 à 200 microns d'epaisseur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la teneur en cuivre du bronze est supérieure à 90 % , le pourcentage restant étant principalement constitué par de 1 'éta-in. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la pâte visqueuse de vieillissement comprend environ I00 parties de sulfate de cuivre pour IOO-parties de sel ammoniac et 120 parties d'ammoniaque liquide avec une quantité de silice pulvérulente propre à donner une consistence visqueuse. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'après métallisation et avant application de la pâte de vieillissement les pièces font l'objet d'un brossage à la brosse métallique propre à araser les grains de métallisation tout en laissant des Rarties mates et non polies. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la préparation préalable consiste en un sablage au corindon. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le sablage au corindon comporte deux étapes, un sablage au corindon de grosse granulométrie, I 000 à I500, sous forte pression (4,5 bars au moins, suivi d'un sablage plus fin (500 à I 000 ) sous pression moyenne (environ 4 bars) IO. Procede selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les parties non visibles font l'objet d'une projection préalable d'une couche d'acier au chrome nickel. Il. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé. par le fait que les pièces font l'objet d'une- préparation préalable comprenant un présablace au corindon suivi d'un préchauffage aux alentours de 200"C , 250" C. 12 . Procédé sel-on la revendication 11, caractérisé en ce que cette opération préalable est répétée à plusieurs reri- ses séparées par un temps de repos de 1'ordre de 24 heures .j.s.u' cessation de tout ressuage 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications Il et 12, caractérisé par le fait que la préparation préalable par présablage et prechauffage est elle-même précédée d'un nettoyage au jet de vapeur et d'un dégarnissage des revetements anciens après un préchauffage.-