Brevet FR2763607A1 — publié le 19981127

La présente invention concerne un procédé de revêtement d'une pièce métallique par dépôt d'une couche de nickel renfermant 5 à 20 de phosphore. Il est bien connu que, dans tous les domaines de l'industrie, il est nécessaire de protéger les pièces en métal ou alliage métallique (fonte, fer, cuivre, aluminium, ...) contre la corrosion. Parmi les procédés les plus couramment utilisés, on peut mentionner le revêtement par dépôt d'une couche de nickel (nickelage) qui est connu depuis déjà de nombreuses dizaines d'années : le nickel se distingue, en effet, par une bonne résistance à de nombreux agents chimiques qui lui permet de conserver un excellent poli sous l'action de la corrosion atmosphérique. Il est à noter que le nickel peut être utilisé pour le dépôt de couches de protection, mais également en tant que couche intermédiaire avant chromage. Parmi les procédés de revêtement de pièces métalliques, il faut distinguer, d'une part, les procédés électrolytiques et, d'autre part, les procédés chimiques. Les procédés électrolytiques consistent, schématiquement, à plonger la pièce à traiter dans un bain électrolytique, à relier cette pièce au pôle négatif d'un générateur de courant dont le pôle positif est relié à une anode plongeant également dans le bain électrolytique et à faire passer, dans ce dernier, un courant provoquant le dépôt. Les procédés chimiques consistent en une simple immersion de la pièce à traiter dans un bain renfermant le métal à déposer. Les procédés de nickelage chimique par lesquels on immerge à la pièce à traiter dans une solution de divers sels de nickel sont, depuis longtemps, classiquement utilisés pour l'obtention de revêtements décoratifs de faible épaisseur. Plus récemment, on a mis au point un procédé de nickelage chimique, en particulier de pièces ferreuses ou cuivreuses ou de pièces en des alliages d'aluminium, par dépôt d'une couche dure d'un alliage de nickel à quelques pour cent de phosphore ; conformément à ce procédé, la pièce a traiter est immergée dans un bain chaud contenant du sulfate de nickel et un hypophosphate alcalin jouant le rôle d'agent réducteur, le cas échéant, en présence d'un catalyseur et d'agents stabilisants. Un tel procédé permet de déposer des revêtements de grande dureté ; de plus, la vitesse de dépôt est très faible empêchant ainsi l'obtention de revêtements d'épaisseur suffisante dans un temps limité permettant une bonne productivité. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé permettant de déposer sur une pièce métallique une couche épaisse dure et adhérente de nickel renfermant 5 à 20 % de phosphore. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on plonge la pièce à traiter dans un bain électrolytique renfermant du sulfate de nickel ainsi qu'au moins un oxacide phosphoré et ayant une température de l'ordre de 50 à 800C, on relie cette pièce au pôle négatif d'un générateur de courant dont le pôle positif est relié à une anode de préférence en titane platiné plongeant également dans le bain électrolytique et l'on fait passer, dans ce dernier, un courant correspondant à une densité de 20 à 40 A/dm2. L'invention propose donc schématiquement de modifier le procédé chimique connu susmentionné en remplaçant l'hypophosphate réducteur par une source de courant de façon à déposer sur une pièce métallique une couche composite de nickel et de phosphore non plus par voie chimique mais par voie électrochimique. L'expérience a permis de constater que l'on peut ainsi déposer, à une vitesse de l'ordre de 4 ym par minute, un revêtement à la fois dur et adhérent. On a, par ailleurs, pu établir que la solution électrolytique doit, avantageusement, avoir un pH essentiellement compris entre 0,8 et 2,2, de préférence de l'ordre de l,7 ; selon l'invention, le pH peut être ajusté dans cette plage par addition de carbonate de nickel ou d'acide sulfurique. On a également constaté que la température du bain électrolytique est, de préférence, de l'ordre de 750C et la densité de courant passant dans celui-ci de l'ordre de 2 30 A/dm Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain électrolytique renferme un mélange d'acide phosphorique et d'acide phosphoreux. Plus précisément, ce bain peut avantageusement renfermer entre 200 et 600 g/l de NiS04, 6H20, entre 20 et 100 g/l d'H3P03 et entre 20 et 100 g/l d'H3P04. A titre d'exemple, la composition suivante du bain électrolytique s'est avérée particulièrement avantageuse NiS04, 6H20 500 g/l H3P03 40 g/l H3P04 40 g/l NiCO3, 6H2O 50 g/l. L'invention se rapporte également à une pièce métallique revêtue d'une couche de nickel renfermant 5 à 20 % de phosphore par le procédé susmentionné et ayant une dureté Vickers d'environ 600 HV. La teneur en phosphore de ce revêtement est, de préférence, essentiellement égale à 14 %. REVENDICATIONS 10) Procédé de revêtement d'une pièce métallique par dépôt d'une couche de nickel renfermant 5 à 20 W de phosphore, caractérisé en ce que l'on plonge la pièce à traiter dans un bain électrolytique renfermant du sulfate de nickel ainsi qu'au moins un oxacide phosphoré et ayant une température de l'ordre de 50 à 800C, on relie cette pièce au pôle négatif d'un générateur de courant dont le pôle positif est relié à une anode de préférence en titane platiné plongeant également dans le bain électrolytique et l'on fait passer, dans ce dernier, un courant correspondant à une densité de 20 à 40 A/dm2. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste le pH du bain électrolytique à une valeur comprise entre 0,8 et 2,2 de préférence par addition de carbonate de nickel ou d'acide sulfurique. 30) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bain électrolytique renferme un mélange d'acide phosphorique et d'acide phosphoreux. 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bain électrolytique renferme entre 200 et 600 g/l de Ni S04, 6H2O, entre 20 et 100 g/l d'H3PO3 et entre 20 et 100 g/l d' H3PO4. 50) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bain électrolytique a, essentiellement, la composition suivante NiS04, 6H2O 500 g/l H3P03 40 g/l H3P04 40 g/l NiC03, 6H2O 50 g/l. 60) Pièce métallique revêtue d'une couche de nickel renfermant 5 à 20 W de phosphore par le procédé selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisée en ce que la dureté Vickers du revêtement est d'environ 600 HV. 70) Pièce selon la revendication 5, caractérisée en ce que le revêtement a une teneur en phosphore essentiellement égale à 14 W.