Brevet FR2820152A1 — publié le 20020802

La présente invention concerne un procédé de coloration de pièces métalliques ayant subi un traitement de galvanisation en particulier de galvanisation à chaud. Il est bien connu que, dans tous les domaines de l'industrie tels qu'à titre d'exemple l'automobile, l'électroménager, la conserverie,... il est nécessaire de protéger les pièces en fer, en fonte ou en acier contre la corrosion. Parmi les procédés les plus couramment utilisés pour effectuer cette protection, on peut mentionner la galvanisation qui est connue depuis déjà de nombreuses dizaines d'années. Cette opération, qui consiste à recouvrir les pièces à protéger d'une couche de protection à base de zinc peut s'effectuer soit par trempage dans un bain de zinc fondu (ou enduction au rouleau), soit par électrozingage. Le dépôt qui doit être d'épaisseur contrôlée peut ou non être réalisé sur toutes les faces de la pièce. Il est constitué de zinc pur ou additionné d'éléments tels qu'à titre d'exemple le nickel, l'étain, le cuivre, le plomb, le fer, le cobalt, ou encore l'aluminium. Il est en particulier à noter que l'ajout d'aluminium améliore la brillance des revêtements de galvanisation, réduit l'oxydation superficielle du zinc, améliore la fluidité du bain, et permet de contrôler la réaction zinc/fer qui contribue à l'obtention de l'épaisseur. En effet, pour donner satisfaction, les revêtements de galvanisation doivent avoir un aspect uniforme non marbré et en outre avoir une épaisseur homogène en règle gé- nérale de l'ordre de 30 à 80 um. De tels revêtements de galvanisation permettent de garantir des tenues en corrosion très performantes des pièces traitées, et également de les rigidifier. Ils présentent cependant l'inconvénient d'avoir un aspect métallique brillant qui n'est pas toujours du goût des consommateurs en particulier dans le cadre de l'industrie automobile, lorsque les pièces traitées sont des pièces de sous-bassement de moteurs notamment destinées à être situées à proximité de pièces colorées en noir. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cet effet, elle concerne un procédé permettant de doter des pièces métalliques ayant subi un traitement de galvanisation, en particulier de galvanisation à chaud dans un bain à base de zinc fondu allié ou non à différents métaux d'addition d'une couche surfacique d'aspect le plus foncé possible. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on immerge la pièce à traiter dans un bain de coloration chimique ayant un pH compris entre 1 et 3 et renfermant des éléments actifs susceptibles de réagir avec le zinc présent dans le revêtement de galvanisation pour former des complexes colorés de couleur sombre, puis on rince et on sèche la pièce ainsi traitée. Ce procédé permet, suite à la réaction entre les cations zinc et les différents cations et anions présents dans le bain de coloration chimique, de former à la surface du revêtement de galvanisation une couche de galvanisation de couleur sombre ayant une épaisseur de l'ordre de 5 um dont la présence ne modifie ni les cotes ni le poids de la pièce galvanisée. Cette coloration en surface permet d'obtenir un aspect très proche du noir et d'atténuer les effets de grain qui sont très visibles sur les pièces galvanisées par le procédé de galvanisation classique, ce, sans nuire aux tenues en corrosion des pièces ainsi traitées, notamment lors des tests en brouillard salin. Selon une autre caractéristique de l'invention, la température du bain de coloration chimique est de préférence comprise entre 50 et 90oC. Le temps nécessaire à l'obtention de la couche de galvanisation de couleur sombre à la surface du revêtement de galvanisation est en règle générale de 3 à 7 minutes. Après sa sortie du bain de coloration chimique, la pièce traitée est de préférence rincée à l'eau de ville pendant environ 1 minute puis séchée à l'air chaud à température de 70 à 80 C pendant environ 10 minutes. Selon une autre caractéristique de l'invention, on agite le bain de coloration chimique de préférence en y insufflant un courant d'air. L'invention se rapporte également à un bain de coloration chimique permettant la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Selon l'invention, un tel bain est caractérisé en ce qu'il renferme entre 1 et 30 g/litre d'au moins un acide, de préférence d'un mélange d'acide borique et d'acide phosphorique de façon à obtenir un pH compris entre 1 et 3. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain de coloration chimique renferme entre 1 et 15 g/litre d'au moins un sel de molybdène. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain de coloration chimique renferme entre 10 et 50 g/litre d'au moins un sel de nickel. On a à titre d'exemple pu obtenir des résultats particulièrement avantageux en mettant en oeuvre un bain de coloration chimique ayant approximativement la composition suivante : molybdat de sodium déshydraté 5 g/litre sulfate de nickel hexahydraté 30 g/litre acide borique 15 g/litre acide phosphorique à 85 % 0, 2 ml/litre chlorure ferrique 2 g/litre. L'invention se rapporte également à une pièce métallique traitée dans un tel bain de coloration chimique par le procédé susmentionné. Une telle pièce est caractérisée en ce qu'elle présente, à la surface du revêtement de galvanisation une couche de galvanisation de couleur sombre ayant une épaisseur de l'ordre de 5 um. On a pu vérifier expérimentalement qu'une telle couche de galvanisation de couleur sombre peut avantageuse- ment avoir la composition suivante : - Zn 60 % - Mo 32 % - Ni 2 % - P 5 % - Al 1 % - Fe 0,2 % La densité d'une telle couche est de 7,68. REVENDICATIONS 1 ) Procédé de coloration de pièces métalliques ayant subi un traitement de galvanisation, en particulier de galvanisation à chaud dans un bain à base de zinc fondu, caractérisé en ce que l'on immerge la pièce à traiter dans un bain de coloration chimique ayant un pH compris entre 1 et 3 et renfermant des éléments actifs susceptibles de réagir avec le zinc présent dans le revêtement de galvanisation pour former des complexes colorés de couleur sombre puis on rince et on sèche la pièce ainsi traitée. 2 ) Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que l'on immerge la pièce à traiter dans le bain de coloration chimique pendant 3 à 7 minutes. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la température du bain de coloration chimique est comprise entre 50 et 90 C. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on agite le bain de coloration chimique, de préférence en y insufflant un courant d'air. 5 ) Bain de coloration chimique permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu' il renferme entre 1 et 30 g/litre d'au moins un acide de préférence d'un mélange d'acide borique et d'acide phosphorique. 6 ) Bain selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' il renferme entre 1 et 15 g/litre d'au moins un sel de molybdène. 7 ) Bain selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu' il renferme entre 10 et 50 g/litre d'au moins un sel de nickel. 80) Bain selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu' il a approximativement la composition suivante : molybdat de sodium déshydraté 5 g/litre sulfate de nickel hexahydraté 30 g/litre acide borique 15 g/litre acide phosphorique à 85 % 0, 2 ml/litre chlorure ferrique 2 g/litre. 9 ) Pièce métallique traitée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans un bain de coloration chimique selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu' elle est revêtue d'une couche de galvanisation de couleur sombre ayant une épaisseur de l'ordre de 5 um. 100) Pièce métallique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la couche de galvanisation a approximativement la composition suivante : - Zn 60 % - Mo 32% - Ni 2 % - P 5 % - Al 1 % -fie 0, 2 %