Brevet FR2557597A1 — publié le 19850705

La présente invention concerne un procédé pour traitement électrolyti que homogène et fin de surfaces d'objets métalliques et une cuve d'électrolyse pour mise en oeuvre du procédé. Le traitement électrolytique de surfaces métalliques necessite parfois d'obtenir une grande homogénéité et finesse de traitement de ces surfaces, pour des raisons techniques et/ou esthétiques. Cette homogénéité de traitement est un résultat direct de l'homogénei- té de la densité du courant électrique sur ces surfaces pendant le traitement. Pour le traitement électrolytique de plaques métalliques, il n'y a pas de difficultés. Il est suffisant de mettre une plaque parallèle à une contre-électrode plane de façon à assurer que le courant électrique entre les deux électrodes (la plaque à traiter et la contre électrode) effectue toujours des trajectoires identiques. Cette méthode peut etre réalisée en discontinu, c'est-à-dire de façon à traiter plaque par plaque ou de façon continue c'est-à-dire lorsqu'une bande mobile se déplace en face d'une contre-électrode ou parfois de façon que deux bandes mobiles se déplacent l'une par rapport à l'autre pour traiter les deux surfaces opposées à la fois. Pour les pièces de forme, le problème est différent pour obtenir un résultat optimal. On entend par pièce de forme, des pieces du style gobetet, cylindre ou autre, la pièce de forme doit recevoir de tous ses cotes à traiter la meme densité de courant électrique pendant l'opération d'électrolyse pour cbtenir un traitement homogène sur toutes les surfaces à traiter Lorsqu'il faut traiter une pluralité de ces pièces à la fois (pour des raisons économiques) le problème devient plus compliqué. Le mot "pièce de forme" sera appelé ci-aprés indifféremment "objet à traiter" ou "objet métallique". La présente invention vise à résoudre ce problème et propose un procédé pour traitement électrolytique homogène et fin d'objets métalliques utilisant un électrolyte aqueux ou non et du courant alternatif ou continu. Ce procédé se caractérise essentiellement en ce qu une pluralité d'objets à traiter et une pluralité de contre-électrodes sont rangées dans un espace rempli par un électrolyte aqueux ou non et connectées à une source de courant alternatif ou continu de telle façon que chaque surface ou portion de surface de chaque objet à traiter se trouve au voisinage de contre-électrodes et/ou d'autres surfaces à traiter d'autres objets soumises à une tension apposée à celle du premier objet lors du passage du courant. Les surfaces d'objets à traiter ou de contre-électrodes coopérant entre elles, lors du passage du courant électrique ont des formes extérieures complémentaires de façon à assurer l'homogénéité de la densité électrique sur les dites surfaces. Suivant une autre disposition de l'invention, la cuve d'électrolyse de mise en oeuvre du procédé se caractérise en ce que les contre-electrodes sont rangées dans un plan vertical selon un quadrillage carre. Ces contre-électrodes sont maintenues par des barreaux verticaux d'une matière conductrice. Ces derniers sont reliés entre eux électriquement et ont des surfaces isolées sauf sur les points de maintien des dites contre-électrodes, ainsi on obtient un support de contre-électrodes,, De meme, des organes "porte-objet" destinés à porter chacun un objet à traiter et faire conduire le courant électrique à ce dernier sont rangés de la meme façon que les contre-électrodes pour former un support d'objet à traiter. Un support d'objets à traiter et un support de contre-électrodes sont rassemblés, les contre-électrodes se placent entre les organes porteobjets de telle façon que chaque objet à traiter porté par un organe porte objet est entouré par quatre contre-électrodes. Les objets à traiter et les contre-électrodes sont ainsi rangés dans un meme plan alternativement et en quinconce. Deux dispositions de ce genre là sont présentées verticalement et parallèlement entre elles. Chaque objet à traiter ou chaque contre-électrodes d'une disposition se trouve respectivement en face d'un objet à traiter ou d'une contreélectrode de l'autre disposition en face. Les objets à traiter dans un plan et les contre-électrodes dans l'au- tre sont soumis à la meme tension électrique. Dans le cas où les objets ont une forme allongée par exemple, on utilise des contre-électrodes de la meme forme. On dispose dans chaque plan ces objets et les contre-électrodes parallèlement au dit plan. Chaque contre-électrodes doit avoir au moins une meme longueur que celle des objets à traiter, pour assurer que chaque objet à traiter reçoive sur ses cotés latéraux la meme densité de courant électrique. Dans tous les cas pour assurer l'homogénéité de traitement des objets existants sur les bords verticaux de chaque plan, on dispose deux pla ques conductrices verticales et parallèlement entre elles et perpendi culairement à ces deux plans, près des extrémités de ces deux plans et en dehors d'eux. Ces deux plaques sont libres électriquement, c'est-à-dire qu'elles ne sont soumises à aucune tension extérieure. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip tion détaillée ci-apres du procédé et d'une réalisation donnée à ti tre d'exemple illustrée par les dessins joints dans lesquels : - La figure 1 est une vue latérale de la cuve, - la figure 2 est une vue selon AA de la fig. 1, - la figure 3 est une vue en perspective d'un support de contre-élec trode et d'un support d'objet à traiter. Le procédé selon l'invention consiste à traiter une pluralité d'objets à l'aide d'une pluralité de contre-électrodes. Chaque objet à traiter coopère électriquement avec des pièces voisines lors du traitement. Ces dernières peuvent etre des contre-électrodes ou bien d'autres objets à traiter. Ces pièces sont soumises à une tension opposée à celle du premier objet. Le tout est immergé dans un bain de traitement. Les faces opposées de deux pièces voisines sont complémentaires de façon à assurer l'homogénéité de la densité électrique sur ces surfa ces. Bien entendu pour traiter une pluralité d'objets on essaie toujours de ranger ces objets et les contre-électrodes dans l'espace utile (l es- pace rempli par l'électrolyte) de façon à assurer un remplissage maximal de cet espace (pour des raisons économiques),, Par contre on est obligé en meme temps de respecter certaines di stan- ces entre les éléments constitutifs de ce rangement (objets à traiter et contre-électrodes) pour assurer l'homogénéité en densité électrique sur les surfaces à traiter. Ces raisonnements s'appliquent à chaque forme d'objets à traiter. Dans le cas où l'on désire traiter toutes les surfaces d'objets ou seulement certaines de ces surfaces, on range les objets à traiter et les contre-électrodes de façon qu'une surface ou portion de surface de chaque objet à traiter se trouve au voisinage de contre-électrodes et/ou d'une autre surface à traiter d'autres objets soumise à une tension opposée à celle du premier objet lors du passage du courant électrique. La cuve d'électrolyse 1 mettant en oeuvre le procédé est d'une forme parallélépipédique dans laquelle les objets à traiter 2 sont maintenus par des organes 3 porte-objet, ces derniers sont rangés selon un quadrillage sur des barreaux verticaux 4, les barreaux sont reliés entre eux électriquement et ont des surfaces isolées, l'ensemble de ces barreaux reliés et les organes porte-objets constituent un support d'objets à traiter, ce dernier est amovible pour pouvoir le charger d'ob- jets à traiter et l'en décharger facilement. Chaque organe porte-objet assure le maintien dun objet à L'aide de lames souples qui s'écartent vers l extérieur pour tenir cet objet et a des surfaces isolées électriquement sauf sur Les points de contact avec celui-ci. Des contre-électrodes 5 sont aussi maintenues par un support isolé identique à celui des objets à traiter. On rassemble un support d'objets à traiter et un support de contre-électrodes, les contre-électrodes se placent entre les organes porteobjets de telle façon que chaque objet à traiter porté par un organe porte-objet est entouré par quatre contre-électrodes. Les objets à traiter et les contre-électrodes sont rangés dans un meme plan alternativement et en quinconce. Deux dispositions de ce genre là sont présentés verticalement et parallèlement entre elles, chaque objet à traiter ou chaque contre-électrodes d'une des dispositions se trouve respectivement en face d'un objet à traiter ou d'une contre-électrode de l'autre disposition en face. Les objets à traiter dans un plan et les contre-électrodes de l'autre sont soumis à la meme tension électrique. Dans cette forme de réalisation, les objets à traiter ont une forme cylindrique- creuse fermée d'un coté, les surfaces à traiter sont les surfaces extérieures. On utilise des contre-électrodes qui ont une forme cylindrique pleine ou une forme dont la section est carrée, dans ce dernier cas chaque face latérale de contre-électrode se dirige vers un objet à traiter. Dans chaque plan les objets à traiter et les contre-électrodes sont disposées parallèlement entre eux et sont perpendiculaires au dit plan. Chaque contre-électrode a au moins la meme longueur que celle des objets à traiter. Lors du passage du courant, chaque contre-électrode coopère essentiellement avec les surfaces latérales de quatre objets voisins dans te meme plan et chaque surface plane d'un objet à traiter coopère essen tiellement avec l autre surface plane de l objet existants dans l'autre plan en face d'elle. Pour assurer l'homogénéité de traitement des objets 6 existant sur les bords verticaux de chaque plan on dispose deux plaques conductrices 7 verticalement parallèlement entre elles et perpendiculairement à ces deux plans et en dehors d'eux. Ces deux plaques sont libres électriquement, c'est-à-dire qu'elles ne sont soumises à aucune tension extérieure. Le role de ces deux plaques est de canaliser les lignes de courant électrique. Un exemple de fonctionnement de la cuve est décrit ci-après. Cet exemple est la description d'un cas de réalisation d'un grainage fin et régulier sur des objets de forme en aluminium. La composition du bain, les conditions électriques et la durée du traitement sont données par la demande de brevet déposée par la meme demanderesse,le meme jour et ayant pour titre : Procédé de grainage électrolytique d'aluminium. La composition chimique du bain est 0,4 % en masse d'acide chlohydrique, 0,02 % en masse d'acide borique. Le solvant utilisé pour composer ce bain est l'eau d'alimentation contenant au plus 48 parties par million d'ions sulfate. La durée de traitement est de 3 mn; la densité de courant alternatif utilisé dans cette opération est de 4 A/dm2. La tension appliquée dans ces conditions a une valeur de 15 V et une fréquence de 50 Hz. Les objets à traiter dans cet exemple sont des objets d'une forme cylindrique creuse fermée à un de ses cotés, ces objets ont un diamè tre d'environ 4cm. Les contre-électrodes utilisées sont des contre-électrodes cylindri ques d'un diamètre de 1,5 cm ou de section carrée. Ces contre-électrodes sont en une matière de préférence insoluble dans les conditions d'opération. La distance qui sépare deux objets à traiter opposés existants chacun dans un des deux plans est de 15 cm. On effectue les étapes suivantes : 1 : On place les objets à traiter sur leur support 2, on prépare leur surface de la manière suivante, on les traite à la soude (solution aqueuse d'hydroxyde de sodium d'une concentration de 120 g/l) pen dant 90 secondes à la température ambiante, puis ont les lave à l'eau. 2 : On plonge ces objets dans le bain avec leur support pour qu'ils composent avec les contre-électrodes maintenues sur un autre sup port la forme décrite ci-avant. 3 : On plonge un autre support contenant le meme nombre et la meme dis position d'objets à traiter 1 ayant subit le meme traitement de préparation de surface en face de la disposition décrite en (2) pour composer une disposition semblable. 4 : On relie électriquement les contre-électrodes de la disposition décrite dans l'étape (2) aux objets à traiter de celle de l'étape (3) et vice-versa. 5 : On applique la tension électrique pour la durée mentionnée ci-a vant. 6 : On coupe la tension, on enlève les deux supports contenant les objets à traiter, on les traite à la soude pendant 30 secondes et on les lave à l'eau. 7 : On examine le grainage obtenu, on trouve que c est un grainage régulier dont les diamètres de porte ont des valeurs de 8 à 10 mic rons, ceci indique l'homogénéité de la densité électrique sur les surfaces à traiter ce qui est le but de la présente invention. Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes dans le domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Procédé pour traitement électrolytique homogène et fin de surfaces d'objets métalliques utilisant un électrolyte aqueux ou non et du courant alternatif ou continu caractérisé en ce qu'une pluralité d'objets à traiter et une pluralité de contre-électrodes sont rangés dans un espace rempli par un électrolyte aqueux ou non et connectés à une source de courant continu ou alternatif de telle façon que chaque surface ou portion de surface de chaque objet à traiter se trouve au voisinage de contre-électrodes et/ou d'autres surfaces à traiter d'autres objets soumises à une tension opposée à celle du premier objet lors du passage du courant. R2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les surfa ces d'objets à traiter ou de contre-électrodes coopérant entre elles, lors du passage du courant électrique ont des formes exté rieures complémentaires de façon à assurer l'homogéniéité de la densité électrique sur les dites surfaces. R3/ Cuve d'électrolyse pour traitement de surfaces d'objets métalli ques mettant en oeuvre le procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que des contre-électrodes sont rangées dans un plan vertical selon un quadrillage carré, qu'elles sont maintenues par des barreaux verticaux d'une matiere conductrice, ces derniers étant reliés entre eux électriquement et ayant des surfaces iso lées sauf sur les points de maintien des dites contre-électrodes, tout ceci formant un support de contre-électrodes, que des organes porte-objet destinés à porter chacun un objet à traiter et à faire conduire le courant électrique à ce dernier, sont rangés de la meme façon que les contre-électrodes pour former un support d'objet à traiter , un support d'objets à traiter et un support de contre-électrodes étant rassemblés et les contre-électrodes se plaçant entre les organes porte-objets de telle façon que chaque objet à traiter porté par un organe porte objet est entouré par quatre contre-électrodes de sorte que les objets à traiter et les contre-électrodes étant rangés dans un meme plan alternativement et en quinconce, deux dispositions de ce genre là étant présentées verticalement et parallèlement entre elles, chaque objet à traiter ou chaque contre-électrode d'une disposition se trouve respective ment en face d'un objet à traiter ou d'une contre-électrode de l'autre disposition en face les objets à traiter dans un plan et les contre-électrodes dans l'autre étant soumis à la meme tension électrique. R4/ Cuve selon la revendication 3 caractérisée en ce que des contre électrodes, de forme allongée pour traiter des objets de la meme forme sont rangées dans un meme plan que ces objets de telle façon que les dits objets et les dites contre-életrodes sont disposés perpendiculairement au dit plan et parallèlement entre eux. R5/ Cuve selon la revendication 4 caractérisée en ce que les contre électrodes ont une longueur égale ou supérieure à celle des objets à traiter. R6/ Cuve selon la revendication 3 caractérisée en ce que deux plaques conductrices (5) verticales parallèles entre elles et perpendicu lairement aux plans contenant les objets à traiter et les contres électrodes sont mises près de deux extrémités de ces deux plans et en dehors d'eux, ces deux plaques n'étant soumises à aucune ten sion extérieure, ceci pour assurer l'homogénéité de traitement des objets à traiter dans chaque plan près de ces de deux extrémités.