Brevet FR2663045A1 — publié le 19911213

Dispositif pour le dépôt métallique sur des surfaces irrégulières. La présente invention concerne un dispositif destiné au dépôt métallique sur un substrat et plus particulièrement sur des surfaces irrégulières. Le dépôt métallique sur des substrats s'effectue généralement soit par un traitement mécanique, soit par un traitement électrolytique. Dans la pratique, le traitement électrolytique peut se faire par immersion des pièces à traiter dans des bains d'électrolyte, ou bien au moyen de cellules d'électrolyse constituées d'une enceinte délimitée partiellement par la surface à revêtir formant électrode. Les dispositifs comportant des cellules d'électrolyse de ce type fonctionnent en principe avec une dépression interne et sont destinés à produire des dépôts très minces en surépaisseur. De plus, ces dispositifs ne sont adaptés qu'à la mise en oeuvre de l'électrolyse proprement dite et ne permettent pas d'effectuer également les opérations préalables de décapage, dégraissage, etc. qui doivent donc être faites séparément avec un autre appareil. Par ailleurs, de tels dispositifs sont utilisés pour revêtir des surfaces sensiblement planes ou régulières et sont inadaptés au traitement de surfaces en creux ou irrégulières telles que des cavités. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques de manière satisfaisante. Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen d'un dispositif destiné au dépôt métallique sur un substrat et plus particulièrement sur des surfaces irrégulières du type qui comprend une cellule d'électrolyse constituée d'une enceinte dans laquelle circulent des solutions de traitement dont l'électrolyte et où débouchent une anode comportant un canal central d'alimentation et un canal d'éjection ; ladite enceinte étant délimitée par la surface irrégulière formant cathode, par des éléments en matériau isolant électrique formant moyens d'étanchéité de ladite enceinte et par l'anode, caractérisé en ce que l'anode a une géométrie adaptée au profil de la surface irrégulière formant cathode de telle sorte que la distance entre anode et cathode soit sensiblement uniforme dans toute la cellule. Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite anode est partiellement amovible et interchangeable. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, lesdits moyens d'étanchéité forment également moyens de positionnement et de fixation de la cellule sur le substrat. Selon encore une autre caractéristique, lesdits moyens d'étanchéité et de fixation comprennent une embase entourant la surface irrégulière à revêtir et munie d'un organe de maintien par effet de ventouse. Le dispositif de l'invention est d'une très grande fiabilité et permet l'automatisation du procédé d'électrolyse tout en augmentant considérablement la cinétique du dépôt. L'invention permet également d'obtenir, du fait de la régularité des paramètres d'électrolyse (agitation, température, densité de courant...) des caractéristiques physico-mécaniques des dépôts ou alliages très précises et parfaitement reproductibles. De plus, elle permet d'obtenir certaines caractéristiques mécaniques qu'il est impossible d'obtenir de façon traditionnelle par immersion dans des bains de sels simples. (Ex : dureté, structure, porosité, etc). L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins annexés sur lesquels La figure 1 représente une vue en coupe du dispositif de l'invention. Sur cette figure, le substrat S présente une surface irrégulière matérialisée par une cavité 1. Le dispositif de l'invention permet de remédier au problème technique qui consiste à revêtir la paroi de cette cavité 1 d'un dépôt métallique dont les caractéristiques sont imposées strictement et indépendamment du reste du substrat. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une cellule d'électrolyse constituée d'une enceinte 2 destinée à contenir les diverses solutions de traitement dont l'électrolyte. L'enceinte 2 a un faible volume et est délimitée dans la partie inférieure par la paroi de la cavité 1 formant cathode, latéralement par les moyens d'étanchéité 3 de la cellule et dans la partie supérieure par la surface anodique 4a de l'anode 4. Les moyens d'étanchéité 3 sont constitués d'éléments en matériau isolant d'un point de vue électrique et ont également pour fonction de positionner et de fixer la cellule sur le substrat. La fixation est réalisée par bridage sur le substrat, ou au moyen de ventouse ou d'aimants ou bien encore par l'intermédiaire de moyens mécaniques extérieurs à la cellule (par exemple manipulateur...) Ils comprennent une embase 3a qui repose sur le substrat en entourant la cavité à traiter coopérant avec un organe de maintien 3b de ladite embase sur le substrat fonctionnant par succion ou effet de ventouse. Ladite embase 3a est réalisée de manière avantageuse en polypropylène et son épaisseur est déterminée de manière optimale pour isoler latéralement la surface anodique 4 de la surface cathodique 1 tout en minimisant le volume de l'enceinte 2. Les moyens d'étanchéité 3 comprennent aussi un élément de support 3c de la surface anodique 4a relié à l'embase 3a et assurant l'étanchéité de l'enceinte dans la partie supérieure conjointement et de manière périphérique avec la surface anodique 4a. Cet élément de support 3c est réalisé également en un matériau isolant électrique et de préférence en polypropylène. La surface anodique 4a a une géométrie adaptée au profil de la paroi de la cavité 1 formant surface cathodique de telle sorte que l'entrefer dans lequel circule l'électrolyte a une largeur sensiblement uniforme dans l'enceinte 2. L'anode 4 comporte également un canal central 4b débouchant dans l'enceinte 2 et destiné à l'alimentation de ladite enceinte 2 en solutions de traitement dont l'électrolyte. L'anode peut être constituée d'un matériau soluble (nickel, cuivre, cadmium, zinc, etc.) ou de préférence d'un matériau insoluble dans les solutions électrolytiques considérées (plomb, alliage de plomb, platine, titane platiné ou rhodié, etc.). La surface anodique 4a est amovible et peut être remplacée totalement ou partiellement par une autre surface anodique de profil différent adapté de façon avantageuse à la forme de la cavité à traiter. L'enceinte 2 est pourvue d'un canal d'éjection 5 débouchant dans ladite enceinte 2 et réalisé ou monté au travers de l'élément de support 3c. Le canal d'éjection 5 est éventuellement connecté à un dispositif de pompage pour recirculation ou évacuation. Bien entendu, l'anode 4 et la surface cathodique de la cavité 1 sont reliées à des moyens d'alimentation électrique pour que le phénomène d'électrolyse puisse se produire. Exemple Dureté obtenue à partir d'un bain de nickel de Watt de formulation classique sans additif organique. 0 520C Vitesse d'agitation : 0,5 m/s DDC 5A/dm2 10A/dm2 30A/dm2 Dureté 240 250 360 (HV/100g) DDC = densité de courant HV/100 g = dureté Vickers sous une charge de 100 g. Par voie classique, il est pratiquement impossible de dépasser une DDC de 8A/dm2, la vitesse de renouvellement des ions dans la pellicule cathodique étant trop faible et de ce fait des duretés aussi élevées ne peuvent être atteintes. Pour des bains de chromage dur, on obtient selon le même procédé, avec le dispositif de l'invention des vitesses de déposition variant dans un rapport de 5 à 10 par rapport aux dispositifs traditionnels. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné au dépôt métallique sur un substrat (S) et plus particulièrement sur des surfaces irrégulières du type qui comprend une cellule d'électrolyse constituée d'une enceinte dans laquelle circulent des solutions de traitement dont l'électrolyte et où débouchent une anode(4) comportant un canal central d'alimentation (4b) et un canal d'éjection (5) ; ladite enceinte (2) étant délimitée par la surface irrégulière (1) formant cathode, par des éléments en matériau isolant électrique (3a,3c) formant moyens d'étanchéité de ladite enceinte (2) et par l'anode (4), caractérisé en ce que l'anode(4) a une géométrie adaptée au profil de la surface irrégulière (1) formant cathode de telle sorte que la distance entre anode et cathode soit sensiblement uniforme dans toute la cellule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite anode (4) est partiellement amovible et interchangeable. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité forment également moyens de positionnement et de fixation de la cellule sur le substrat. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité et de fixation comprennent une embase (3a) entourant la surface irrégulière (1) à revêtir et munie d'un organe de maintien (3b) par effet de ventouse ou succion. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite embase (3a) est réalisée en polypropylène. 6. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite anode 4 est réalisée en un matériau insoluble dans la solution électrolytique. 7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite anode 4 est réalisée en Pb ou en alliage de Pb.