Brevet FR2648157A1 — publié le 19901214

Dispositif permettant d'assurer un dépôt électrolytique homogène sur des surfaces cylindriques de grandes dimensions. La présente invention concerne un procédé permettant d'assurer un dépôt électrolytique homogène sur des surfaces de grandes dimensions. Ce procédé s'applique principalement au traitement électroLytique (nickel, chrome, nickel + chrome) de pièces destinées aux industries hydrauliques. Ces pièces doivent recevoir, danses alésages ainsi que sur les flancs supérieur et inférieur (figure 1) perpendiculaires à L'axe de L'aLésage, un dépôt de nickel ou de chrome ou de nickel + chrome, aussi homogène que possible de façon à répondre aux normes de tenue à a corrosion. La présente invention décrit donc un procédé permettant d'obtenir ces caractéristiques. De plus, compte tenu de la configuration des cellules (nickelage hors cuve (figure 2)), l'automatisation des cycles de traitement devient de part ce procédé aisée. Lorsqu'on veut donc réaliser un dépôt sur de grandes surfaces, de préférence des surfaces planes, il y a tout intérêt à ce que Lesdites surfaces soient disposées verticalement dans La cuve d'électrolyse. L'agencement de La cuve de traitement (cuve qui est généralement de préférence de forme cylindrique) consiste essentiellement dans la présence, dans La partie centrale de la cuve, d'une série de plaques en nickel ou plomb (cas du chromage) aussi jointives que possible et formant une courbe fermée et, disposées autour desdites plaques et à distance convenable de celles-ci, les pièces à traiter. Il y a donc formation, entre Les surfaces en regard des plaques et des pièces à traiter, d'un cylindre de liquide électrolytique. Mais pour obtenir un dépôt aussi homogène que possible sur La totalité de la surface à revêtir, il convient d'assurer une agitation convenable du liquide électrolytique, ladite agitation étant selon L'invention réalisée par une circulation appropriée dudit liquide. La présente invention concerne donc la définition d'un mode d'agitation d'un bain électrolytique et un agencement de la cuve de traitement et de la pièce à traiter pour L'obtention d'un dépôt uniforme de propriétés acceptables sur des surfaces de grandes dimensions disposées verticalement dans ladite cuve ou formant par elles-memes la cuve. Selon l'invention, cette agitation implique que L'on réalise, dans ledit cylindre, une circulation verticale vers le haut du liquide électrolytique avec une vitesse comprise entre environ 5 et environ 100 cm/s. Cette circulation doit être aussi laminaire et aussi homogène que possible sur toute la hauteur de La surface à traiter. Le mode de réalisation de cette circulation consiste à utiliser un dispositif d'agitation mécanique situé au-dessous dudit cylindre et projetant le Liquide d'électrolyse vers un réflecteur qui renvoie Ledit liquide vers le haut de la cuve dans une zone de stabilisation de L'écoulement. Pour bien comprendre l'invention, on va se référer immédiatement à un mode de réalisation illustré sur la figure 1 ; on décrira ensuite un mode de réalisation ou le fond de la cellule est utilisé comme réflecteur et ou on réalise le traitement électrolytique d'une pièce présentant un alésage de révolution (figure 2). La figure 1 est une coupe longitudinale, selon l'axe, d'une cuve munie d'un dispositif selon l'invention. Sur cette figure on a représenté - en 1 une cuve d'électrolyse de forme cylindrique, - en 2 des anodes ; ces anodes sont composées de plaques de nickel ou plomb disposées côte à côte et formant, en coupe transversale, une courbe fermée, - en 3 des pièces dont la surface, faisant face aux anodes, doit recevoir un dépôt. Ces pièces sont disposées verticalement ; elles entourent L'ensemble formé par les anodes et sont situées à ùne distance convenable desdites anodes. Ces pièces 3 sont fixées de façon convenable soit à la cellule d'électrolyse, soit à un bâti disposé dans ladite cellule entre lesdites pièces et la paroi interne de la cellule. On a donc ainsi formé entre l'ensemble des anodes 2 et l'ensemble des pièces 3 un canal tubulaire 4. C'est dans ce canal 4 qu'il convient d'assurer au liquide électrolytique une agitation - par circulation - convenable, c'est à-dire un écoulement laminaire à une vitesse comprise entre 5 et 100 cm/s. Pour réaliser ladite agitation, on a mis au point un dis positif comportant - immédiatement au-dessous du canal une zone oe stabilisation de l'écoulement, - au-dessous de cette zone de stabilisation, des moyens pour provoquer un écoulement vertical, ces moyens étant constitués par -La combinaison d'un agitateur mécanique et d'un réflecteur. Au-dessous du canal 4, on dispose donc d'une zone de sta bilisation de l'écoulement constituée par un cylindre 5 à axe ver tical, dont la section est voisine de celle formée par l'ensemble des pièces 3. Ledit cylindre 5 s'adapte à La case des pièces 3 ; il a une hauteur suffisante pour stabiliser l'écoulement du liquide électrolytique, c'est-à-dire pour rendre cet écoulement aussi Lami naire et régulier que possible. Au-dessous dudit cylindre 5, on dispose un déflecteur 6, qui est le plus souvent solidaire dudit cylindre. Ce déflecteur 6 a une forme tronconique (le sommet fictif du cône étant situé en dessous de la partie basse dudit déflecteur) ; la forme de ce tronc de cône est calculée de façon à réfléchir vers le haut de la cuve et selon un écoulement aussi régulier que possible le liquide elec trolytique qui est projeté sur sa surface interne. La projection dudit liquide électrolytique sur la surface interne du déflecteur 6 est assurée par un agitateur mécanique 7 actionné par un moteur 8 à vitesse variable. La position de l'agi- tateur mécanique 7 peut avantageusement être réglable en hauteur de façon à assurer le meilleur écoulement souhaitable. Ledit écoule- ment est schématiquement réprésenté par les flèches 9. Le dispositif selon l'invention peut être avantageusement complété par - un nouveau cylindre de stabilisation de l'écoulement 10, que l'on dispose au-dessus des pièces 3, - une plaque de liaison continue (non représentée), que l'on dispose à l'intérieur de l'ensemble formé par Les anodes, de façon à éviter un écoulement du liquide électrolytique dans l'intervalle si tué entre chaque anode, un tel écoulement ayant pour conséquence de perturber l'écoulement du liquide électrolytique dans le canal 4, - et éventuellement une plaque de liaison continue (non représentée) analogue à celle décrite ci-dessus, et entourant l'ensemble des pièces 3. Cette plaque a évidemment la même fonction que La plaque décrite ci-dessus. Sur La figure schématique 2, on a représenté un mode de réalisation de t'invention, dans lequel c'est grâce à une forme adaptée de la cuve d'électrolyse que l'on réalise selon L'invention le nickelage des alésages de corps de vérin hydrauliques. La cuve est constituée de deux parties 1 et 2, entre lesquelles la pièce 3 est mise en place ; la partie inférieure 1 de la cuve est fixe, la partie supérieure 2 est mobile. La partie inférieure 1 de la cuve est formée, à partir de sa partie haute, d'une portion cylindrique à section circulaire 4 (zone de stabilisation) et d'une section tronconique inférieure (deflecteur) 5. La partie supérieure 2 de la cuve est cylindrique. Le ou les corps à traiter sont disposés entre les parties 1 et 2 de la cuve, de façon à être parfaitement centrés, entre deux joints 6 et 7 de forme cylindrique ; ces joints qui ont bien évidemment comme fonction de contribuer à assurer L'étanchéité entre les corps et les parties 1 et 2 de la cuve servent également à assurer le centrage des corps. On notera que, le principe de montage des corps restant inchangé, les joirits et les étanchéités correspondantes seront adaptés aux divers modèles de pièces à traiter. Les joints 6 et 7 présentent deux'particularités : - d'une part, la face de ces joints qui se trouve à L'intérieur de la cuve r'a pas une forme cylindrique, mais une forme tronconique ; la raison de cette forme est que d'une part il convient de ne pas trop perturber l'écoulement, dans la cuve, du liquide d'électrolyse, et que d'autre part il convient d'assurer le trai tement d'une petite surface "de retour" des pièces. Cette forme a été schématisée en 8, - d'autre part, elle porte des "témoins de traitement" 9 qui s'étendent à l'intérieur de la cuve et sont positionnés au droit de la face intérieure du corps. Ces témoins qui sont changés à chaque opération ont pour objet d'une part de régulariser le champ électrique de part et d'autre des pièces et de leur surface à traiter (permettant ainsi une plus grande régularité du dépôt) et d'autre part de per-ettre (du fait quels reçoivent euy-mêmes le même dépôt aje celui oévose sur le corps) le contrôle de la régularité et de la qualité du décôt. L3 cuve est nie, selon son axe, d'un dispositif d'agitation mécanique comportant un moteur à vitesse variable 10, un axe d'entrainement 11 et un agitateur (turbine ou mieux agitateur 3 pales) 12. On remarquera que L'agitateur 12 est situé en partie basse de la cuve et de préférence dans le plan qui sépare ta portion cylindrique 4 de la portion tronconique 5 de ladite cuve. Grâce à cette disposition, on a trouvé qu'il était possible d'induire dans la cuve, le long des parois de celle-ci, un mouvement vertical du liquide d'électrolyse ; ce mouvement t être suffisamment rapide, 5 à 100 cm/s, pour permettre un dépôt uniforme sur toute la hauteur du corps de vérin. Bien évidemment, là encore, selon les dimensions exactes des corps, on est amené à faire varier la position exacte de l'agitateur 12, La vitesse de rotation de cet agitateur (cette vitesse se situant entre 1 000 - 2 000 tr/min), et éventuellement la longueur des pales ; le choix de ces variables est conditionné par l'obtention d'un écoulement régulier, rapide et vertical de L'électrolyte le long de la paroi de l'alésage à traiter électrolyt i quement. Le procédé décrit ci-dessus s'applique également pour Le nickelage de la face interne des disques de rotor de turbine analogues aux disques traités dans le brevet européen 037 033. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant d'assurer un dépôt éLectrolytique homogène sur des surfaces de grandes dimensions, caractérisé en ce que l'on réalise, dans le canal vertical (4) séparant les anodes (2) de la surface à traiter (3), un écoulement vertical vers le haut du liquide électrolytique, cet écoulement étant aussi laminaire et régulier que possible et se situant à une vitesse de déplacement comprise entre 5 et 100 cm/s, Ledit écoulement étant assuré par l'utilisation, au-dessous dudit canal, d'un dispositif d'agitation mécanique (7) projetant ledit liquide vers un réf lec- teur (6) qui renvoie ce liquide vers le haut dans une zone de de stabilisation (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule d'électroLyse forme, dans sa partie basse, une zone de stabilisation et un réflecteur.