Brevet FR2574997A1 — publié le 19860620

La présente invention concerne de nouveaux contacts électriques. I1 pourrait être techniquement et économiquement intéressant de réaliser des contacts électriques en utilisant comme matériau de base l'aluminium ou les alliages à base d'aluminium. Mais il est difficile, inême en utilisant les techniques les plus modernes de placage, soudure et/ou dépôt metalliques divers de pouvoir réaliser des pièces en aluminium ou alliage d'aluminium dont la surface a pu recevoir un revetement suffisamment conducteur pour que l'ensemble puisse etre utilisé comme contact éléectrique. On notera en effet que ledit ensemble (aluminium de base et revetement superficiel) doit satisfaire à de nombreuses propriétés mécaniques et électriques pour pouvoir satisfaire à ltapplication considérée. La présente invention concerne des contacts électriques caractérisés en ce que la surface active desdits contacts est constitue : - d'une base en aluminium - d'une couche de chrome, adhérente à l'aluminium a'épaisseur comprise entre 5 et 30 micromètres, ladite couche ayant été déposée électrolytiquement - d'une couche de nickel adhérent au chrome, d'épaisseur 5 à 25 micromètres et déposé électrolytiquement - et d'une couche superficlle de 5 à 15 micromètres d'épaisseur recouvrant ladite couche de nickel et constituée d'un matériau choisi parmi le cuivre, l'argent et l'or. Par "surface active" dont on a défini la structure, on entend la surface du contacteur par l'intermédiaire de laquelle le contact est effectué. Il est clair que les contacts selon l'invention peuvent être constitués par des pièces de formes diverses ; il se peut donc que les diverses couches (chrome, nickel...) pré- sentent des épaisseurs plus ou moins grande aux divers points de la surface desdites pièces ; l'importance technique de ces épaisseurs n'est pas en général décisive, sauf précisèment à lazsurface active c' est-à-dire à la surface desdites pièces où s'effectue les contacts. Par base en aluminium, il faut entendre que la base peut etre consistutée non seulement d'aluminium pur, mais encore des alliages contenant au-moins 50 z d"aluminium, le reste desdits alliages pouvant être choisi parmi au moins l'un des produits suivants : cuivre, magnesium , silicium, manganese et zinc. On constatera qu'il est étonnant d 'utiliser un matériau complexe comportant outre le matériau de base, trois couches métalliques pour préparer des contacts électriques et qu'il est surprenant que parmi ces courhes électriques figure une couche de chrome dont on sait que la conductibilité électrique est relativement faible. Or cette couche de chrome présente dans le matériau complexe, une très grande importance, car elle permet d'assurer une liaison très solide entre le matériau de base et la couche de nickel.Mais cette couche de chrome ne doit pas être trop épaisse il est indiqué que ladite épaisseur doit être comprise entre 5 et 30 micromètres ; il a été constaté, en effet, d'une part qu'unie couche d'épaisseur inférieure à 5 micromètres ne permettait pas une protection suffisante de la surface de la base (lors de l'utilisation des contacts) ni un accrochage suffisant de la couche de nickel mais qu'une couche d'épaisseur supérieure à 30 micromètres introduisant dans le matériau une résistance électrique trop élevée la plus souvent et de préférence, on utilisera une couche de chrome d'épaisseur comprise entre 15 et 20 micromètres. Les contacts réalisés à l'aide du matériau complexe décrit possèdent des propriétés remarquables parmi lesquelles on signalera - des propriétés mécaniques élevées ; de telles propriétés étaient connues pour les complexes aluminium - chrome - nickel , chrome utilisés aujourd'hui en aéronautique - une grande stabilité thermique ; on a pu, au laboratoire, porter le complexe jusqu'à 300 C et lui faire subir ultérieurement une trempe sans noter de formation de cloques et sans délitage dudit complexe ; par ailleurs, le produit satisfait à la norme d'échauffement émise par le G.I.M.E.E. - une très grande résistance à la corrosion de contact (frettingcorrosion) - une faible resistance électrique de contact qui ne se dégrade pas meme lors d'essais de longue durée mettant en jeu des variations de fréquence et d'amplitude de phénomènes vibratoires. L'exemple non limitat f ci-dessus décrit un mode de preparation d'un contact selon l'invention - on utilise comme materiau de base un alliage d'aluminium contenant 4 % de cuivre et 1 % de magnésium ; ce matériau est coulé pour réaliser une pièce de forme convenable (contact) - la pièce terminée est accrochée à un montage - connu -- permettra la réalisation des diverses opérations (parmi lesquelles des électrolyses) décrites ci-après dégraissage de la surface de la pièce (poudre et produits connus) . rinçage décapage et conditionnement de surface ; cette opération doit être faite très soigneusement car elle peut conditionner 1' adhérence de la couche de chrome sur la surface de l'alliage d'aluminium, mais elle peut etre réalisée à l'aide dé pro céde connu tel que celui dit du double zincate . chromage ; ce chromage s'effectue à l'aide de bains connus tels que ceux contenant de l'oxyde chromique et de l'acide sulfurique dans un rapport environ 100/1 ; les conditions & utilisation de tels bains sont cooaues ; on notera que si la pièce coulée a une forme complexe, il peut se faire que l'épaisseur du dépôt de chrome varie largement d'un point à l'autre de la surface de ladite pièce, mais il est impor- tant que ces conditions d'utilisations (durée) soient réglées pour que la partie de la surface de la pièce au droit de la quelle s'effectuera le contact soit revêtu de chrome sur une épaisseur comprise entre 5 et 30 micromètres, de préférence 15 à 20 micromètres . rinçage , nickelage ; le dépôt de nickel sur la surface duchrome.s'ef- fectue par électrolyse en utilisant deux bains successifs, 1' un dit de prénickelage et l'autre de nickelage.Le bain de prénickelage à partir duouel on dépose un flash de nickel au contact du chrome est un bain très acide (contenant par exemple-50 $ / 1 d'acide sulfurique) dont l'utilisation provoque d'une part le dépôt du nickel (ledit bain contenant du sulfate de nickel 540 g / 1 enviton) et d'autre part, un dégageament d'hydrogene réduit l'oxyde de chrome formé . Le bain de nickelage est un bain connu du type bain de WATTS ou bain au sulfamate rinçage dépôt de la couche superficielle ; cette opération ne semble pas poser de problèmes particuliers ; pour le dépôt d'argent, on utilisera. par exemple, d'abord un bain éléectrolytique de préargentine (bain connu fortement alcalin) puis un bain classique dit aux cyanures doubles. REVENDICATIONS 1. Nouveaux contacts- électriques caractérisés en ce que la surface active desdits contacts est constituée - d'une base en aluminium - d'une couche de chrome adhérent à l'aluminium, d'épaisseur comprise entre 5 et 30 micromètres, ladite couche ayant été déposée électrolytiquement - d'une couche de nickel adherent à la couche de chrome, d'épaisseur comprise entre 5 et 25 micromètres et dépose électrolyquement - et d'une couche superficille d'épaisseur comprise entre 5 et 15 micromètres recouvrant ladite couche de nickel et constituée d'un matériau choisi parmi le cuivre, l'argent , l'or ou d'autres matériaux' réputés bons conducteurs 2. Nouveaux contacts selon la revendication 1 carac térisés en ce que la couche de chrome a une épaisseur comprise entre 15 et 20 micromètres.