Brevet FR2529915A1 — publié le 19840113

La présente invention concerne un perfectionnement au procédé de dépôt en grande série et,par électrolyse, d'un métal dur dans l'alésage d'une pièce métallique tel qu'un cylindre de moteur à explosion On connais un procédé électrolytique de chromage consistant à placer la pièce à traiter de façon que l'alésage entoure une anode plongée dans un bain électrolytique avec ménagement d'un intervalle annulaire et à utiliser cette pièce comme cathode. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend, essentiellement, une cuve contenant un bain électrolytique, une source de courant continu, une anode en plomb, immergée dans le bain précité et raccordée au pôle positif de la source, des moyens de centrage de l'alésage de la pièce à traiter par rapport å l'anode avec ménagement d'un intervalle annulaire et des doyens de raccordement de cette pièce au pôle négatif de la source de courant. Ce procédé permet d'obtenir des chromages durs d'excellente qualité. Partant du fait que le dépôt de métal dur de toute la -surface de l'alasa$e n'est pas toujours indispensable, et qu'une réduction de cette surface à la valeur nécessaire permettrait une économie non négligeable du métal déposé et de temps de dépôt, la présente invention concerne un perfectionnement au procédé précité suivant lequel on dispose, dans l'intervalle annulaire ménagé entre l'anode et l'alésage de la pièce à traiter et en contact avec cet alésage, un cache tubulaire en matière non conductrice de l'électricité et dont la paroi présente des ouvertures en regard des zones de l'alésage que l'on désire métalliser. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé qui est du type précité comprend, en outre, un cache tubulaire en matière non conductrice de l'électricité, dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à celui de l'alésage de la pièce à traiter de manière à permettre leur engagement l'un dans l'autre, avec un léger jeu, dont le diamètre de lialésage est au moins à chacune de ses extrémités égal à celui de l'anode de manîère à assurer son centrage par rapport à l'alésage de la-pièce à métalliser sans gêner la circulation. de l'électrolyte et dont la paroi présente-des ouvertures en correspondance des zones que l'on désire métalliser de l'alésage de la pièce à traiter. Les ouvertures peuvent adopter n'importe quelle forme et disposition désirées telles que circulaire, rectangulaire, suivant les génératrices du cache , en hélice, en chevrons, annulaires ou encore une combinaison de ces formes. Suivant une forme d'exécution de l'invention particu lièrement intéressante dans le cas de son application au dépôt de métal dur dans les alésages de cylindres de moteurs à explosions, le cache est constitué par au moins une série d'éléments en spirale ou partiellement en spirale, en matière non conductrice de.l'électricité et fixés, par leur face interne à l'anode dont ils épousent la face cylindrique avec un intervalle régulier entre chacun d'eux de telle sorte que les ouvertures de ce cache sont formées d'au moins deux parties annulaires reliées l'une à l'autre par des parties hélicoedales ou partiellement hélicoïdales. Grâce à cette disposition, il est possible de prévoir, dans l'alésage du cylindre, des surfaces chromées annulaires aux points morts haut et bas du cylindre reliées entre elles par des surfaces hélicoidales ou partiellement hélicoidales. Par exemple,.si le cylindre est du type présentant des lumières, les éléments du cache présentent des parties intermédiaires rectilignes, parallèles 9 l'axe du cylindre, de largeur supérieure à l'intervalle séparant les lumières et situées au niveau desdites lumières, des moyens d'un type connu étant prévus pour assurer le positionnement angulaire correct du cylindre et de l'anode et par conséquent du cache, pour que les parties rectilignes des intervalles entre éléments du cache traversent les lumières sans contact avec leurs petits cotés. Dans tous les cas, le cache tubulaire peut être utilisé comme moyen de centrage de l'alliage de la pièce à traiter par rapport à l'anode. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, quelques formes d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre de. ce procédé dans. le cas de son application au chromage dur de l'alésage d'un cylindre de moteur à explosion Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de chromage dur équipé d'un cache selon l'invention Figure 2 est une vue partielle, similaire à figure 1, illustrant une variante d'exécution de ce cache Figure 3 est une vue développée à plat montrant une troisième forme d'exécution du cache selon l'invention. Habituellement, les alésages des cylindres des moteurs à explosion sont réalisés directement sur fonte ou sur alliage léger avec chemisage en fonte, soit encore sur alliage léger avec dépôt de chrome dur ou de Nickel chargé de silicium par procédé électrolytique. On conçoit aisément que plus la surface sur laquelle le chrome ou le Nickel est déposé est grande, plus le coût est élevé non seulement en raison du prix du métal déposé mais aussi en raison de la durée-de l'opération... L'objectif de l'invention est de réduire le prix de revient de tels cylindres par économie de métal déposé et économie de temps en permettant la réalisation d'un dépôt partiel. La figure 1 montre un dispositif classique pour le chromage d'un cylindre équipé d'un cache selon l'invention. Ce dispositif comprend une cuve (2) contenant le bain électrolytique et fermée à sa partie supérieure par. un couvercle (3) sur lequel est fixé le support tubulaire (4) d'une anode (5) en plomb de section circulaire et qui'est relié au pôle positif d'une source de courant continu non représentée sur le dessin. La liaison entre la paroi de la cuve (2), son couvercle (3), le support (4) de l'anode et l'anode elle-même est réalisée de manière étanche. Sur l'anode (5) est engagé le cylindre (6) d'un moteur à explosions en alliage léger dont l'alésage (6a) doit être chromé partiellement par mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Comme le montre le dessin, entre l'alésage (6a) du cylindre (6) et l'anode (5), est ménagé un intervalle annulaire (7). Comme dans le procédé actuellement connu, le cylindre (6) est relié au pôle négatif de la source de courant continu précitée de manière à constituer la cathode du dispositif. A la cuve (2) est associée une pompe, non représentée sur le dessin, destinée à faire circuler le bain électrolytique, suivant un flux ascendant, par le support tubulaire (4) de- l'anode (5).jusque dans l'intervalle annulaire (7) séparant l'anode (5) et l'alésage (6a) du cylindre (6). Les flèches (8) illustrent le sens de cirçulation du bain électrolytique. Selon l'invention, il est prévu un cache tubulaire (9) destiné à être disposé dans l'intervalle annulaire (7) séparant l'anode (5) de l'alésage (6a), dont la face cylindrique extérieure présente un léger jeu, par exemple de l'ordre de 1,10mm avec l'alésage (6a} et dont la paroi cylindrique présente, en correspondance des zones que l'on souhaite chromer de l'alésage (6a), des ouvertures ayant la forme et la disposition désirées. Le jeu précité ménagé volontairement entre l'alésage et le diamètre extérieur du cache a pour but d'obtenir que les bords de la surepaisseur de chrome, si faible soit-elle, se terminent en mourant par rapport à la surface de l'alésage. Dans l'exemple illustré sur la figure- 1, le cache (9) se présente sous la forme d'un manchon cylindrique dont le diamètre extérieur correspond à celui de l'alésage (6a)-du cylindre (6) dont la longuèur est supérieure à celle de l'alésage (6a)et-dont la paroi présente des ouvertures hélicoidales (li) disposées à intervalles réguliers et permettant de-disposer contre la paroi interne de l'alésage (6a) des bandes chrome en forme de spirale. Le manchon (9) est équipé d'un prolongement (9a) d'un diamètre légèrement supérieur destiné à permettre sa préhension facile pour sa mise en place et son retrait. On pourrait prévoir, tout aussi bien, aux lieux et places des lumières hélicotdales (11), des ouvertures circulaires par exemple, disposées en quinconce ou des ouvertures de tout autre profil, dans toute disposition appropriée. Dans l'exemple illustré sur la figure 2, le cache (9) se présente sous la forme d'éléments (9b) en forme de spirale, qui sont fixées par leur face cylindrique intérieure et par collage ou tout autre manière appropriéesconte la paroi interne de l'anode (5) et dont l'épaisseur correspond à celle de l'intervalle annulaire (7) séparant 1-' anode (5) et l'alésage (6a).Dans ce cas, le cache (9) n'est pas amovible mais dans cette forme d'exécution, il permet, par interruption des éléments (9h)en forme de spirale, de ménager non seulement des intervalles hélicoMdaux (lIa) permettant la réalisation de bandes de chromage disposées en hélice mais aussi des intervalles annulaires (lob) ménageant des dépôts de chrome annul aires en correspondance des points morts haut et bas du cylindre (6). La figure 3 montre une variante de réalisation du cache (9), variante destinée au chromage des cylindres présentant des lumières de transfert (12), d'échappement (13) et d'admission (14). Dans ce cas, les éléments (9b) en forme de spirale présentent, dans leur partie correspondant au niveau des lumières (12) et (13 > (la lumière (14) étant en-dessous du point mort bas) des parties rectilignes (9c), parallèles à l'axe longitudinal (15) du cache (9) dont la largeur est supérieure à l'intervalle séparant deux lumières (12) et (13) voisines et disposées de manière à recouvrir totalement cet intervalle.Il en résulte qu'après chromage, l'alésage (6a) du cylindre (6) possède des bandes chromées dont chacune présente deux parties hélicordales (vile) reliées l'une à l'autre-par une partie rectiligne (lad) coupée transversalement par une lumière (12) ou (13). Dans cet exemple, il n'a été prévu qu'une seule bande annulaire chromée (11b) correspondant au point mort haut du piston dans le cylindre -(6). Dans tous les exemples qui viennent d'être décrits, le cache (9) peut constituer l'organe de centrage de l'alésage (6a) du cylindre (6) par-rapport à l'anode (5). Comme indiqué précédemment, le procédé de l'invention permet de réaliser une économie très importante puisque non seulement le chrome consommé est réduit dans la proportion de la réduction de surface chromée et qu'en outre, le temps de l'électrolyse est réduit dans des proportions importantes. I1 en résulte donc non seulement une économie de main d'oeuvre mais, aussi de consommation du courant nécessaire à l'électrolyse. Pour éviter que le dépôt de chrome sur des surfaces partielles de l'alésage (6a) du cylindre (6) ne crée, en correspondance des bords de sa surface, des surépaisseurs nuisant au fonctionnement du moteur auquel ce cylindre est destiné, de préférence le cache (9) est aussi utilisé pour l'opération de préparation de l'aluminium qui précède le chromage et qui consiste en un décapage de la surface à chromer pour en retirer 1'alumine et assurer un bon accrochage du dépôt de chrome. Ka effet, cette opération de décapage, en attaquant la couche d'alumine, a pour effet de creuser légèrement la surface concernée et, par conséquent, de permettre l'application d'un dépôt de chrome sur son emplacement sans création dé surépaisseurs. Le dépôt & chrome réalisé ultérieurement se présente alors comme une incrustation entre les surfaces masquées par le cache. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules fOrS J d'exécution du dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS 1.- Procédé de dépôt, par électrolyse, d'un métal dur dans l'alésage d'une pièce métallique du type consistant à placer la pièce à traiter de façon que l'alésage entoure une anode plongée dans un bain électrolytique avec ménagement d'un intervalle annulaire et à utiliser cette pièce comme cathode, caractérisé en ce qu'on dispose, dans l'intervalle annulaire ménagé entre l'anode et l'alésage de la pièce à traiter un cache tubulaire en matière non conductrice de l'électricité et dont la paroi présente des ouvertures en regard des zones de l'alésage que l'on désire métalliser. 2.- Procédé selon la revendication 1, du type dans lequel le dépôt de métal, par électrolyse, est précédé d'un décapage de la pièce, caractérisé en ce que pour ce décapage, on utilise le même cache pour ne décaper que les parties de surfaces sur lesquelles doit être déposé le métal. 3.- Procédé selon la Revendication 1 ou la Revendicati 2, caractérisé en ce qu'un léger jeu est ménagé entre la surface cylindrique extérieure du cache (9) et l'alésage (6a) dé la pièce à traiter (6) afin que les bords de la surépaisseur éventuelle du dépôt de métal se terminent en mourant sur la surface de l'alésage (6a). 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, du type comprenant essentiellement, une cuve (2) contenant un bain électrolytique, une source de courant continu, une anode (5), immergée dans le bain précité et raccordée au pôle positif de la source, des moyens de centrage. de l'alésage (6a) de la pièce à traiter (6) par rapport à l'anode (5) avec ménagement d'un intervalle annulaire (7) et des moyens de raccordement de cette pièce au pôle négatif de la source de courant, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un cache tubulaire (9) en matière non conductrice de l'électricité, dont le diamètre extérieur est légerement inférieur à celui de l'alésage (6a) de la pièce à traiter (6) de manière à permettre leur engagement l'un dans l'autre, avec un léger jeu dont le diamètre de ltalésage est égal à celui de l'anode (5) de manière à assurer son centrage par rapport à l'alésage (6a) de la pièce à traiter (6) sans gêner la circulation de l'électrolyte et dont la paroi présente des ouvertures (11, lla,11b) en correspondance des zones que::l'on désire métalliser de l'alésage (6a) de la pièce à traiter (6). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ouvertures (11, 11a, llb) prévues dans la paroi du cache (9) présentent ntimporte quelle forme et disposition désirées telles que circulaire, rectangulaire, suivant les génératrices du cache. -(9) en hélice, en chevrons, annulaires ou encore une combinaison de ces formes. 6.- Dispositif selon la revendication 4, ou la revendication 5, caractérisé en ce que, dans le cas de son application au dépôt d'un métal dur dans les alésages (6a) de cylindres (6) de moteurs à explosions, le cache (9) est constitué par au moins une série d'éléments (9b) en spirale ou partiellement en spirale, en matière non conductrice de l'électricité et fixés, par leur face interne, à l'anode (5) dont ils épousent la face -cylindrique avec un-intervalle régulier (lia) entre chacun d'eux, de telle sorte que les ouvertures (11 lia, 11b) de ce cache (9) sont formées d'au moins deux parties annulaires (lob) reliées l'une à l'autre par des parties hélicoïdales (lia) ou partiellement héli coldales. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans le cas où le cylindre (6) est du type présentant des lumières (12, 13, 14), les éléments (9b) du cache (9) présentent des parties intermédiaires (9c) -recti- lignes, parallèles à l'axe (15) du cylindre (6) de largeur supérieure à l'intervalle séparant les lumières (12,13) et situées au niveau desdite lumières, des moyens d'un type connu étant prévus pour assurer le positionnement angulaire correct du cylindre (6) et de l'anode (5), et par conséquent du cache (9), pour que les parties rectilignes (lld) des intervalles entre éléments du cache (9) traversent les lumières (12, 13) sans contact avec leuz petits côtés. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le cache tubulaire (9) est utilisé comme moyen de centrage de l'alésage (6a) de la pièce (6) à traiter par rapport à l'anode (5).