Brevet FR2450290A1 — publié le 19800926

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Pierre, Jean, PERINAUD, est relative aux anodes pour bain électrolytique servant à effectuer un dépôt de métal, notamment de nickel, sur des parois internes cylindriques de pièces, ces anodes étant du genre de celles qui comprennent un compartiment dans lequel sont disposés des blocs, notamment des billes, du métal à déposer sur les pièces, ce compartiment étant limité, extérieurement, par une paroi, ou analogue, munie d'ouvertures permettant la circulation de l'électrolyte tout en retenant, à l'intérieur du compartiment de l!anode, les blocs de métal tout au moins lorsque ces blocs ont leurs dimensions initiales. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intéret, mais non exclusivement, les anodes pour bain électrolytique -servant à réaliser un dépôt simultané de nickel et de carbure de silicium micronisé sur des parois internes de cylindres de moteurs alternatifs ou de trocholdes de moteurs rotatifs, à combustion interne. L'invention a pour but, surtout, de rendre les anodes en question telles qu'elles répandent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et notamment telles qu'elles permettent d'éviter, au maximum, la présence de rugosités dans les dépôts de métal. Selon l'invention, une anode pour bain éiectrolyti- que du genre défini précédemment, servant à effectuer un dépôt de métal magnétique est caractérisée par le fait qu'elle comporte, axialement, un piège magnétique cornpose d1un ou de plusieurs aimants permanents dont le champ magnétique est suffisant pour retenir, à l'intérieur du compartiment de l'anode, des blocs de métal dont les dimensions ont suffisamment diminué pour que ces blocs puissent passer à travers les susdites ouvertures. L'aimentation du ou des aimants permanents est, de préférence, dirigée selon l'axe de l'anode. Le piège magnétique se compose avantageusement d'une pluralité de disques aimantés dans le sens de l'épais- seur et séparés par des isolants magnétiques, notamment formés par des rondelles en matière plastique. Le piège magnétique est logé à l'intérieur d'un tube en titane, coaxial à l'anode, qui protège ce piège de l'action du bain électrolytique. Généralement, la paroi munie d'ouvertures limitant extérieurement le compartiment de l'anode est formée par l'ensemble d'un grillage en titane entouré par un sac tressé disposé à l'extérieur de ce grillage ; le sac est tressé de telle sorte que ses mailles soient suffisamment étroites pour retenir dans le compartiment de l'anode toutes les particules de métal, issues des blocs de métal introduits dans l'anode, qui sont trop lourdes pour être attirées et retenues par le piège magnétique. De préférence, le sac est tressé de telle sorte que ses mailles déterminent des ouvertures dont la dimension maximale est d'environ 300 microns. L'invention concerne, également, une installation pour effectuer un dépôt électrolytique de métal sur des parois internes cylindriques de pièces, comprenant une anode telle que définie précédemment. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, eh certaines autres.dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure unique de ce dessin, représente schématiquement une anode conforme à l'invention. En se reportant au dessin, on peut voir une anode 1 pour bain électrolytique servant à effectuer un dépôt de métal, plus précisément de nickel, sur des parois internes cylindriques 2 de pièces 3 formées par des cylindres de moteurs alternatifs à combustion interne. On sait que pour procéder -indus- triellement à un tel revêtement de nickel sur les parois 2, les cylindres 3, comportant ces parois 2, servent de cathodes, tandis que l'anode 1, comportant du nickel, est disposée suivant l'axe du cylindre 3, l'ensemble étant plongé dans un bain électrolytique. Le nickel de l'anode 1 se dissout et va se déposer sur la paroi 2 des pièces 3 formant cathode. L'anode 1 est donc, en quelque sorte, soluble et le nickel de cette anode, qui s'épuise régulièrement pour la réalisation des dépôts, est renouvelé régulièrement. L'anode 1 comprend un bras 4 en aluminium, supportant une embase 5 dans laquelle s'engage un support 6. Une vis 7 solidarise l'embase et le support et sert, en même temps, de connecteur électrique entre le bras 4 et la partie de l'anode destinée à se trouver à l'intérieur des parois 2. Le support 6 comporte une cavité centrale 6a dans laquelle est engagé un tube en titane 8, coaxial aux parois cylindriques 2, et généralement vertical. Le support 6 comporte un épaulement circonférentiel 9 permettant de centrer, à sa partie inférieure, un grillage 10, en titane, enroulé suivant un cylindre coaxial au tube 8. Un anneau 11 entoure la partie supérieure du support 6, et l'extrémité inférieure du grillage 1O logée dans l'épaulement 9. Cet anneau 11 sert à maintenir le grillage et à délimiter, au niveau inférieur 1 la partie active de l'anode. Un capuchon 12 est prévu à la partie supérieure de l'anode ; ce capuchon comporte une ouverture centrale 13 engagée autour de l'extrémité supérieure du tube 8. Ce capuchon 12 comporte, en outre, une jupe périphérique cylindrique 14 s'étendant vers le bas et entourant l'extrémité supérieure du grillage 1O. L'extrémité inférieure de cette jupe 14 délimite le niveau supérieur h de la partie active de l'anode. Le capuchon 12 comporte, en outre, des ouvertures 15 disposées au-dessus de l'espace annulaire E limité extérieurement par le grillage 10 et, intérieurement par la surface extérieure du tube 8. Le support 6, la vis 7, l'anneau 11 et le capuchon 12 sont en titane comme le tube 8 et le grillage 10. L'anneau 11 et le capuchon 12 peuvent être avantageusement recouverts d'une couche isolante-en matière plastique. L'espace annulaire E constitue un compartiment de l'anode qui est rempli, jusqu'à un niveau légèrement supérieur à h, par des billes 16 de nickel ; ces billes s'épuisent au fur et à mesure de lropération de dépôt, le nickel allant se déposer sur la paroi 2. De nouvelles billes 16 de nickel sont introduites, régulièrement, à l'intérieur du compartiment E, notamment à travers les ouvertures 15. Le diamètre d'une bille 16 diminue donc progressivement par suite de l'épuisement du métal constituant cette bille. Le diamètre initial des billes 16 peut être de l'ordre de 4 à 10 mm. Le grillage en titane 10 est entouré, extérieurement, par un sac 17 tressé notamment en matière plastique, qui contribue à retenir les billes de nickel 16 dans le compartiment E. Les dimensions des mailles du sac 17 sont inférieures à celles des mailles du grillage 10. Le diamètre initial des billes 16 introduites dans le compartiment E est suffisamment petit pour que ces billes puissent circuler librement dans ce compartiment. Le tube central 8 de l'anode contient un piège magnétique P qui agit, par son champ magnétique, à travers ce tube protecteur 8, lequel isole le pièce P du bain électrolytique. Ce piège magnétique P se compose d'une pluralité d'aimants permanents formés par des disques 18 aimantés dans le sens de l'épaisseur, c'est-à-dire suivant l'axe du tube 8. On a désigné par N et S les faces planes de ces disques 18 formant, respectivement, les pôles Nord et Sud de chaque aimant permanent. Chaque disque 18 est séparé des deux disques magnétiques voisins par une rondelle 19 isolante magnetiquement, notamment en matière plastique. On a représenté, sommairement, et schématiquement, pour un disque magnétique 18, les lignes 20 de champ magnétique qui présentent une-symétrie de révolution autour de l'axe de l'anode 1. Le piège magnétique P-développe un champ magnétique suffisant pour retenir, à l'intérieur du compartiment E, les particules de nickel qui sont devenues, par dissolution progressive d'un bloc 16, assez fines pour passer à travers les mailles du sac 17. L'empilage des disques magnétiques 18 permet de réaliser une aimantation homogène tout le long de l'anode 1. Pendant le déroulement des opérations de dépôt électrolytique, l'anode 1 tend vers un état d'équilibre entre l'apparition de fines particules de nickel -attirées par les disques magnétiques 18 et leur dissolution progressive. La quantité de fines particules de nickel adhérant au tube central 18 est ainsi stabilisée. Le sac 17 est tressé de telle sorte que ses mailles soient suffisamment étroites pour retenir dans le compartiment E les particules de nickel en cours de dissolution qui sont trop grandes pour être retenues par le piège magnétique P et qui passent à travers les mailles du grillage 10. Cependant, les mailles du sac 17 sont suffisamment grandes pour permettre au bain d'électrolyte et, éventuellement, à des particules en suspension dans ce bain, telles que des particules de carbure de silicium microns, de traverser le sac 17 dans les deux sens de telle manière que le bain d'électrolyte soit, en permanence, homogène à l'intérieur comme à l'extérieur de l'anode, et qu'un échange satisfaisant s'effectue entre anolyte et catholyte. A titre d'exemple, on peut indiquer que les mailles du sac 17 ont des dimensions maximales d'environ 300 microns , le champ magnétique développé par le piège magnétique P est suffisant pour que des billes de nickel d'un diamètre inférieur à 300 microns et qui sont à une distance radiale de l'axe de l'anode telle quelles se trouvent au voisinage-du sac 17, sont attirées par le champ magnétique vers le tube 8. La cathode est composée d'un bras 21 en aluminium sur lequel est fixée une couronne 22 servant de support au cylindre 3 dont la paroi 2 est à traiter. Une vis 23 permet de fixer-le cylindre 3 sur la couronne 22 et sert en meme temps de contact électrique. La couronne 22 et la vis 23 sont, de préférence, en titane , on pourrait, cependant utiliser une couronne. et une vie en acier inoxydable avec un capuchon en matière plastique protégeant la tête de vis. Le fonctionnement et l'utilisation de l'anode résultent immédiatement des explications précédentes. L'ensemble de l'anode 1 et de la cathode équipée du cylindre 3 est plongé dans-un bain électrolytique contenant, de pré férence, des particules de carbure de silicium micronisé destinées à s'incorporer dans le dépôt de nickel réalisé sur les parois 2. La tension électrique est établie entre l'anode et la cathode et l'opération de dépôt sur la paroi 2 débute , les billes 16 de nickel qui remplissent le compartiment E s'épuisent progressivement. L'anode 1 conserve sa forme symétrique pendant la dissolution du nickel et le renouvellement régulier des billes 16. La délimitation de la hauteur active de l'anode 1 par l'anneau 11 et le capuchon 12 revêtus de matière isolante permet d'obtenir une bonne répartition en hauteur du dépôt. Le piège magnétique P permet d'éviter la migration des boues formées par les fines particules de nickel résultant de la désagrégation des billes 16, particules qui pourraient provoquer des rugosités dans le dépôt réalisé sur les parois 2, si elles étaient en suspension dans le bain électrolytique. L'attraction magnétique des aimants 18 sur ces particules de nickel l'emporte sur la pesanteur, et les particules restent fixées sur le tube central 8, d'où il résulte deux avantages - le bain électrolytique n'est pas encrassé par les boues de nickel susceptible de provoquer les rugosités dans le dépôt - les particules de nickel, qui adhèrent au tube central 8, achèvent leur dissolution jusqu'à disparition complète. Il est clair que l'anode de l'invention présente les mêmes avantages pour tous dépôts de métal magnétique, par voie électrolytique. REVENDICATIONS 1. Anode pour bain électrolytique servant à effectuer un dépôt de métal, notamment de nickel, sur des parois internes cylindriques de pièces, ladite anode comprenant un compartiment dans lequel sont disposés des blocs, notamment des billes, du métal à déposer sur les pièces, ce compartiment étant limité, extérieurement, par une paroi, ou analogue4 munie d'ouvertures permettant la circulation de l'électrolyte tout en retenant, à l'intérieur du compartiment de l'anode les blocs de métal tout au moins lorsque ces blocs ont leurs dimensions initiales,ladite anode servant à effectuer un dépôt de métal magnétique, caractérisée par le fait qu'elle oerrporte, axialement, un piège magnétique composé d'un ou de plusieurs aimants permanents dont le champ magnétique est suffisant pour retenir, à l'intérieur du compartiment de l'anode, des blocs de métal dont les dimensions ont suffisamment diminué pour que ces blocs puissent passer à travers les susdites ouvertures. 2. Anode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'aimantation du ou des aimants permanents est dirigée selon l'axe de l'anode. 3. Anode selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le piège magnétique se compose d'une pluralité de disques aimantés dans le sens de l'épaisseur et séparés par des isolants magnétiques, notamment formés par des rondelles en matière plastique. 4. Anode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le piège magnétique est logé à l'intérieur d'un tube en titane,coaxial à l'anode, qui protège ce piège de l'action du bain électrolytique. 5. Anode selon l'une quelconque des.revendications précédentes, dans laquelle la paroi munie d'ouvertures limitant extérieurement le compartiment de l'anode est formée par l'ensemble d'un grillage en titane entouré par un sac tressé, disposé à l'extérieur de ce grillage, caractérisée par le fait que le sac est tressé de telle sorte que ses mailles soient suffisamment étroites pour retenir dans le compartiment de l'anode toutes les particules de métal, issues des blocs de métal introduits dans l'anode, qui sont trop lourdes pour être attirées et retenues par le piègè magnétique. 6. Anode selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le sac est tressé de telle sorte que ses mailles sont suffisamment grandes pour permettre au bain d'électrolyte et à des particules en suspension dans ce bain, telles que des particules de carbure de silicium micronisé, de traverser le sac dans les deux sens de telle sorte que le bain d'électrolyte soit, en permanence, homogène à l'intérieur comme à l'extérieur de l'anode et qu'un échange satisfaisant s'effectue entre anolyte et catholyte. 7. Anode selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée par le fait que le sac est tressé de telle sorte que ses mailles déterminent des ouvertures dont la dimension maximale est d'environ 300 microns. 8. Anode selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le champ magnétique développé par le piège magnétique est suffisant pour que des billes de métal magnétique, notamment de nickel, d'un diamètre inférieur à 300 microns et situées à une distance radiale de l'axe de l'anode telle qu'elles se trouvent au voisinage du sac, soient attirées par le champ magnétique. 9. Installation pour effectuer un dépôt électroly- tique de métal magnétique, notamment de nickel sur des parois internes cylindriques de pièces, caractérisée par le fait qu'elle comprend une anode selon l'une quelconque des revendications précédentes.