Brevet FR2539764A1 — publié le 19840727

2539764. Article à base d'aluminium anodisé, coloré et procédé pour le préparer. L'invention concerne un article à base d'aluminium anodisé, coloré Plus spécifiquement, la présente invention se rapporte à un article à base d'aluminium anodisé, coloré, possédant deux sortes de pellicules d'oxyde d'aluminium ano- disé recouvrant un substrat à base d'aluminium La présente invention vise également un procédé de fabrication d'un tel article. Il est bien connu dans la technique que l'alumi- nium ou un alliage d'aluminium peut être améliore dans sa résistance à la corrosion et aux agents atmosphériques en formant une pellicule d'oxyde d'aluminium anodisé sur sa surface On connaît plusieurs types différents de pellicu- les d'oxyde d'aluminium anodique, telles que celles appelées pellicules d'oxydes anodiques courantes et dures La pelli- cule d'oxyde anodique courante est obtenue par anodisation de l'aluminium ou de son alliage dans un bain d'électrolyte, tel qu'un bain-d'acide sulfurique, à une température de -40 'C généralement sous des conditions de courant continu. Cette pellicule est claire et poreuse et, par conséquent, convient pour être colorée Cependant, la résistance de la pellicule à la corrosion n'est pas suffisamment élevée à cause de sa porosité élevée et de son grand diamètre de pore. Par ailleurs, la pellicule d'oxyde anodique dure est prépa- rée par anodisation de l'aluminium ou de son alliage à une température n'excédant pas 100 C La pellicule dure est moins poreuse et a une plus forte épaisseur que la pellicule d'oxyde anodique courante et, en conséquence, présente une résistance à la corrosion élevée Cependant, la faible po- rosité et le petit diamètre de pore des pores de la pelli- cule rendent difficile la coloration de la pellicule dure. Le principal objet de la présente invention est, par conséquent, de fournir un article à base d'aluminium anodisé, coloré, ayant à la fois une résistance à la corro- sion élevée et une couleur désirable. En atteignant le but ci-dessus, on fournit selon la présente invention un article à base d'aluminium anodisé, coloré, qui comprend un substrat à base d'aluminium, et une première et une seconde pellicules d'oxyde d'aluminium ano- dique recouvrant le substrat dans cet ordre La première pellicule a une épaisseur comprise entre 30 et 150 ym et une dureté Vickers d'au moins 330 Dv La seconde pellicule a une épaisseur comprise entre 5 et 25 pm et une dureté Vickers n'excédant pas environ 270 Dv et est coloré avec un agent colorant déposé à l'intérieur de ses pores La dureté Vickers est mesurée ici selon la méthode désignée dans la norme industrielle japonaise. Sous un autre aspect, la présente invention fournit un procédé de préparation de l'article à base d'aluminium anodisé ci-dessus. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront évidents à partir de la des- cription détaillée de l'invention qui suit. L'article à base d'aluminium anodisé, coloré, de la présente invention comprend un substrat à base d'aluminium qui est recouvert d'une première et d'une seconde pellicules d'oxyde d'aluminium anodique. Le substrat à base d'aluminium comprend l'aluminium et ses alliages tels que Al-Mg-Zn et Al-Mg. La première pellicule d'oxyde d'aluminium anodique formée sur la surface du substrat est appelée "pellicule d'oxyde d'aluminium anodique dur' qui est caractérisée par sa faible porosité et sa dureté élevée La première pelli- 2539764. :3 cule a une dureté Vickers d'au moins environ 330 Dv, de pré- férence entre environ 350 et environ 450 Dv et une épaisseur comprise entre 30 et 150 ym, de préférence entre 50 et 70 um. Le diamètre moyen des pores de la première pellicule s'étend généralement de 100 à 300 A. La seconde pellicule d'oxyde d'aluminium anodique, à la partie supérieure, apportée à la surface de de la pre- mière pellicule et qui est caractérisée par sa porosité et sa clarté élevées est appelée "pellicule 'd'oxyde d'aluminium courant" La seconde pellicule a une dureté Vickers ne dépas- sant pas environ 270 Dv, de préférence entre environ 150 et environ 250 Dv et une épaisseur comprise entre 5 et 25 ym, de préférence entre 10 et 20 pim De préférence, la seconde pellicule a un diamètre de pore moyen compris entre environ 100 et 300 A La seconde pellicule est colorée par dépôt d'un agent colorant dans au moins une partie de ses pores Tout agent colorant organique et inorganique utilisé habituellement dans ce domaine peut être utilisé dans la présente invention. Suivant le type des métaux constituant le substrat, la pre- mière pellicule est spontanément colorée Dans ce cas, l'ar- ticle résultant peut acquérir des couleurs foncées attri- buées à l'agent colorant et-à la première pellicule. L'article coloré composite à base d'aluminium de la présente invention est obtenu comme suit L'aluminium ou son alliage est tout d'abord soumis à un premier traitement d'anodisation d'une manière connue en soi pour former par dessus une seconde pellicule d'oxyde d'aluminium anodisé ayant une épaisseur et une dureté telles que décrit précé- demment Plus particulièrement, l'aluminium ou son alliage est immergé dans un premier bain d'électrolyte tel qu'un électrolyte à base d'acide sulfurique, avec une contre- électrode convenable telle qu'une cathode d'aluminium Puis une tension, généralement une tension de courant continu de 12-22 volts, est appliquée entre les électrodes opposées pendant une durée telle que la deuxième pellicule d'oxyde d'aluminium anodique soit obtenue avec l'épaisseur désirée. Il est important que le premier traitement d'oxydation ano- dique soit réalisé à une température de 20-40 'C. L'aluminium sur lequel a été formée la seconde pellicule est ensuite soumis à un second traitement d'ano- disation dans un second bain d'électrolyte pour former sous la seconde pellicule une première pellicule d'oxyde d'aluminium anodique ayant une dureté et une épaisseur telles que décrit précédemment Le second traitement d'anodisation est réalisé d'une manière connue en soi L'acide sulfurique, l'acide oxalique, un mélange d'acide sulfurique avec l'acide oxali- que et/ou l'acide citrique sont une illustration de seconds - électrolytes convenables Il est important que le second traitement soit conduit à une température n'excédant pas C pour que la pellicule d'oxyde anodique ait une dureté élevée. L'aluminium résultant recouvert de la première et de la seconde pellicules d'oxyde d'aluminium anodique est ensuite colorée d'une manière classique telle qu'une techni- que de coloration électrochimique, et puis soumis à un trai- tement de colmatage classique. Les exemples suivants vont illustrer davantage la présente invention. Exemple 1. Un alliage à base d'aluminium constitué de 3,2-3,8 % en poids de Mg, 2,83,2 % en poids de Zn et le reste étant essentiellement l'aluminium a été traité avec un détergent pour le dégraissage L'alliage'traité a été ensuite soumis à un premier traitement d'anodisation dans de l'acide sulfuri- que ayant une teneur en H 2 SO 4 de 220 g/l en utilisant le gra- phite comme contre-électrode Le premier traitement d'ano- disation a été conduit à une température de 300 C pendant minutes à une densité de courant de 4 ampères par déci- mètre carré, formant ainsi sur l'alliage une pellicule d'oxyde d'aluminium anodique courante ayant une épaisseur de 12 pim. La première anodisation a été suivie par un second traitement d'anodisation réalisé dans le même bain d'élec- trolyte à une température de 20 C pendant 40 minutes avec agitation pour former sous la pellicule d'oxyde courante une pellicule d'oxyde d'aluminium anodique dure ayant une épaisseur d'environ 60 >m Après avoir été lavé à l'eau, l'alliage résultant a été immergé dans un liquide colorant contenant 10 g/l d'un agent colorant disponible dans le commerce (marque de fabrique: SANODAL, fabriqué par Sandoz Ltd, Switzerland) à une température de 60 C pendant 15 mi- nutes pour obtenir la coloration L'alliage d'aluminium co- loré, après avoir été lavé avec de l'eau, a été traité dans une solution aqueuse contenant 7 g/i d'agent de colmatage à base dé nickel à 100 C pendant 20 minutes pour ontenir un article à base d'aluminium anodisé avec une couleur foncée. On a trouvé que l'article avait une excellente résistance à la corrosion. Exemple 2. L'exemple 1 a été répété de la m 3 me manière que décrit excepté que les premier et second traitements d'ano- disation ont été réalisés pendant 20 minutes et 30 minutes, respectivement, pour obtenir de ce fait un article à base d'aluminium anodisé coloré La pellicule inférieure d'oxyde anodique dure avait une épaisseur d'environ 20 pim et la pellicu- le supérieure d'oxyde anodique courante avant le traitement de coloration avait une épaisseur d'environ 50 ym. REVENDICATIONS 1 Article à base d'aluminium anodisé, coloré compre- nant un substrat à base d'aluminium; une première pellicule d'oxyde d'aluminium anodique formée sur la surface du substrat à base d'aluminium et ayant une épaisseur comprise entre 30 et 150 pm et une dureté Vickers d'au moins environ 330 Dv; et une seconde pellicule d'oxyde d'aluminium anodique poreux fournie sur la surface de ladite première pellicule et ayant une épaisseur comprise entre 5 et 25 ymn et une du- reté Vickers ne dépassant pas environ 270 Dv avec au moins une partie de ses pores dans lesquels a été déposé un agent colorant ' 2 Article comme revendiqué dans la revendication 1, dans lequel ledit substrat à base d'aluminium est formé d'aluminium ou de son alliage. 3 Article selon la revendication 1, dans lequel la- dite première pellicule a une épaisseur comprise entre 50 et ym et une dureté Vickers comprise entre 350 environ et 450 Dv environ et la seconde pellicule une épaisseur comprise entre 10 et 20 >Um et une dureté Vickers comprise entre envi- ron 150 et environ 250 Dv. 4 Procédé de préparation d'un article à base d'alu- minium anodisé coloré, comprenant les étapes consistant à anodiser un substrat à base d'aluminium dans un pre- mier bain d'électrolyte sous courant continu à une tempéra- ture comprise entre 20 et 40 'C et pendant une durée telle qu'une seconde pellicule d'oxyde d'aluminium anodisé poreuse ayant une épaisseur comprise entre 5 et 25 pm et une dureté Vickers ne dépassant pas environ 270 Dv est formée sur la surface dudit substrat; puis à anodiser le substrat portant la seconde pelli- cule dans un second bain d'électrolyte à une température pas plus élevée que 10 'C pendant une durée telle qu'une première pellicule d'oxyde d'aluminium anodisé ayant une épaisseur comprise entre 30 et 150 um et une dureté Vickers d'au moins environ 330 Dv est formée entre ladite seconde pellicule et ledit substrat; et puis à soumettre le substrat résultant portant sur lui lesdites première et seconde pellicules à un traitement de coloration. Article à base d'aluminium anodique, coloré, fa- briqué par le procédé de la revendication 4. J