Brevet FR2816329A1 — publié le 20020510

PROCEDE DE PREPARATION ET/OU DE FINITION DE PIECES METALLIQUES DESTINEES A SUBIR UN TRAITEMENT DE SURFACE La présente invention concerne un procédé de préparation et/ou de finition de pièces métalliques destinées à subir un traitement de surface, et plus particulièrement un traitement de conversion tel que, par exemple, une anodisation d'une pièce en aluminium. On connaît déjà différents procédés de traitement de surface de pièces, et plus spécialement de pièces métalliques telles qu'en aluminium. On peut citer, par exemple, des traitements anodiques de l'aluminium et de ses alliages, l'anodisation barrière ou passivation anodique, l'anodisation poreuse en milieu acide ou la dissolution anodique, voire le polissage électrolytique, l'anodisation dure ou auto-colorée. Tous ces traitements nécessitent une étape préalable de préparation des pièces. Selon cette préparation des pièces, ces dernières sont, par exemple, dégraissées et rincées par trempage dans différents bains successifs. Les pièces sont, par exemple, trempées dans un bain de dégraissage, puis sont sorties pour être ensuite trempées dans un bain de rinçage. Ces opérations de trempages successifs sont donc très onéreuses et nécessitent une organisation industrielle complexe et une surface de bâtiment importante. La présente invention entend résoudre les inconvénients des procédés traditionnels par trempage en proposant un procédé selon lequel les différentes opérations de préparation et/ou de finition des pièces se font par pulvérisation dans une enceinte qui peut être unique. Ainsi, le procédé de préparation selon l'invention de pièces destinées à subir un traitement de surface de type traitement de conversion, telle que, par exemple, une anodisation, est caractérisé en ce que les pièces sont placées dans une enceinte de pulvérisation dans laquelle elles subissent une pulvérisation d'au moins un liquide actif. Le procédé de préparation de pièces selon l'invention comprend les différentes étapes suivantes : introduction des pièces dans l'enceinte de pulvérisation ; - pulvérisation du liquide actif de pulvérisation ; - sortie des pièces. Selon une caractéristique complémentaire, il est procédé à la fermeture de l'enceinte après l'étape d'introduction des pièces et avant l'étape de pulvérisation. Selon d'autres caractéristiques complémentaires, après l'étape de pulvérisation et avant l'étape de sortie des pièces, il est procédé à une étape de rinçage par pulvérisation d'eau de rinçage, tandis qu'après l'étape de pulvérisation il est procédé à la récupération du liquide de pulvérisation pour réalimenter la cuve de stockage correspondante. Ajoutons que, selon le procédé, il peut être pulvérisé plusieurs liquides actifs dans des étapes successives. L'invention concerne aussi l'installation destinée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention qui comprend au moins une enceinte de traitement par pulvérisation. Selon d'autres caractéristiques complémentaires de l'installation, l'enceinte de pulvérisation comprend un ensemble de buses de pulvérisation, des moyens de fermeture et des moyens de récupération du liquide pulvérisé. Ajoutons que les buses d'aspersion sont disposées sur des rampes d'alimentation, tandis qu'une partie seulement ou l'ensemble desdites buses d'aspersion est alimenté (e) en fluide grâce à une pompe qui permet une mise en pression des différents fluides stockés dans les cuves de stockage, chacune des cuves comprenant sa propre électrovanne dont l'ouverture ou la fermeture peut être programmée. Selon une autre caractéristique, l'installation comprend au moins deux enceintes de pulvérisation, à savoir, une première enceinte de pulvérisation ou enceinte de préparation, dans laquelle se fait la préparation des pièces par pulvérisation d'un produit de préparation, et une deuxième enceinte de pulvérisation ou enceinte de finition, dans laquelle se fait la finition desdites pièces par pulvérisation d'un produit de finition. Le procédé selon l'invention permet de réduire le nombre de cuves nécessaires et de réduire ainsi l'encombrement de la ligne de traitement. Il permet, par ailleurs, une meilleure maîtrise des consommations d'eau et des fluides ainsi que les effluents résultants du traitement et permet donc une amélioration des conditions de dépollution. Par ailleurs, grâce au procédé de l'invention, le volume des fluides nécessaires est diminué et il en résulte donc une économie sensible, notamment, de produits actifs. Notons aussi que les traitements par aspersion sont plus fiables car le temps d'aspersion de chaque liquide de traitement peut être parfaitement maîtrisé et reproduit grâce à des électrovannes pilotées. On ajoutera que le procédé de l'invention permet aussi d'obtenir, grâce à la combinaison pression et types de buse, une pulvérisation, aspersion ou atomisation appropriée au type de traitement et/ou de la géométrie des pièces. Le procédé permet aussi la suppression des temps de transfert et la suppression des pertes de fluides par entraînement ainsi que la sécurisation des instruments de chauffe et de contrôle et autres qui ne sont plus en contact avec les pièces traitées, mais dans les cuves de stockage de chaque fluide. On a compris que la pulvérisation du liquide actif crée dans l'enceinte de pulvérisation un brouillard actif dont l'homogénéité permet une action parfaite sur les pièces à traiter quelles que soient leurs formes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est un schéma illustrant l'installation destinée à mettre en oeuvre le procédé de l'invention. La figure 2 est une vue identique à la figure 1 illustrant une autre installation selon laquelle il est prévu plusieurs cuves de pulvérisation. Selon le procédé de l'invention, les pièces destinées à subir un traitement de surface sont placées dans une enceinte de pulvérisation. Les pièces à traiter sont métalliques et le traitement de surface peut être un traitement préalable, comme une préparation ou un traitement de finition. Le traitement de préparation peut être, par exemple, un dégraissage chimique, un rinçage, un satinage soude, une activation nitrique ou autre, tandis que le traitement de finition peut être, par exemple, une activation nitrique, une teinture, par exemple, avec un colorant du type organique, un colmatage. La figure 1 illustre un premier mode de réalisation donné à titre d'exemple d'une installation destinée à mettre en oeuvre le procédé. Selon ce premier mode de réalisation, l'installation comprend : - une enceinte de traitement (1) ou enceinte de pulvérisation dans laquelle les pièces à traitées subissent la ou les différentes pulvérisations ; - une ou plusieurs cuves de stockage de fluides (2a, 2b, 2c,...), à savoir, dans l'illustration donnée à titre d'exemple, trois cuves de stockage de liquide, une première cuve (2a) contenant un premier liquide (Ll) comme, par exemple, de la lessive en solution, une deuxième cuve (2b) contenant un deuxième liquide (L2) comme, par exemple, du colorant, une troisième cuve (2c) contenant un troisième liquide (L3) comme, par exemple, un autre colorant ou un liquide de colmatage. L'enceinte de pulvérisation (1) est avantageusement fermée et est munie d'un ensemble de buses d'aspersion ou de pulvérisation (5a, 5b, 5c, 5d, etc...) disposées, par exemple, sur des rampes d'alimentation (6,7, 8,9). Une partie seulement ou l'ensemble des buses d'aspersion est alimenté (e) en fluide grâce à une pompe (10) qui permet une mise en pression des différents fluides stockés dans les cuves de stockage, chacune des cuves comprenant sa propre électrovanne (lla, llb, 11c) dont l'ouverture ou la fermeture peut être programmée. On notera que la disposition des buses devra permettre une diffusion homogène du liquide actif sur toutes les partie des pièces à traiter. Ainsi, la première cuve (2a) comprend une première vanne (lia), la deuxième cuve (2b) comprend une deuxième vanne (llb), la troisième cuve (2c) comprend une troisième vanne (lac). On notera que les buses d'aspersion (5a, 5b, 5c, 5d,....) peuvent être alimentées en eau grâce à une arrivée d'eau (14) comprenant une vanne d'alimentation (15). Après aspersion sur les pièces, les fluides sont récupérés grâce à la mise en action d'une pompe de reflux (16) qui permet de réalimenter en fluide les cuves de stockage correspondantes grâce à un ensemble de conduits de réalimentation (17a, 17b, 17c) et un ensemble d'électrovannes (18a, 18b, 18c). L'alimentation des fluides est déterminée par l'ouverture ou la fermeture des électrovannes (lla, llb, llc, 15) selon une séquence programmée. Ainsi, le procédé peut être opéré par aspersion selon les phases successives suivantes : - phase de rinçage par ouverture pendant 30 secondes de l'électrovanne (15), les électrovannes (lia, llb, llc) étant fermées, - phase de dégraissage par fermeture des électrovannes (15, llb, 11c) et alimentation en liquide de dégraissage pendant 2 minutes par ouverture de la vanne (lla) de la cuve de stockage de liquide de dégraissage (2a), - phase de rinçage par ouverture pendant 20 secondes de l'électrovanne (15), les électrovannes (lia, llb, llc) étant fermées. Dans un autre procédé, les différentes phases successives sont faites : - phase de coloration par ouverture pendant 15 minutes de l'électrovanne (llb) de la cuve de stockage de colorant, par exemple, organique (2b), puis - phase de rinçage par fermeture de la vanne de la cuve de stockage de colorant (2b) et ouverture pendant, par exemple, 20 secondes de la vanne (15) d'alimentation en eau. La figure 2 illustre une variante d'exécution d'une installation destinée à mettre en oeuvre le procédé. Selon cet autre mode de réalisation, l'installation comprend : - plusieurs enceintes de traitement ou enceintes de pulvérisation, dans lesquelles les pièces à traiter subissent la ou les différentes pulvérisations. Ainsi, il est prévu, par exemple, deux enceintes de pulvérisation, une première enceinte de pulvérisation ou enceinte de préparation (1') dans laquelle se fait la préparation des pièces, par pulvérisation d'un produit de préparation, et une deuxième enceinte de pulvérisation ou enceinte de finition (1") dans laquelle se fait la finition desdites pièces par pulvérisation d'un produit de finition ; - et comme selon le premier mode de réalisation de la figue 1, une ou plusieurs cuves de stockage de fluides (2a, 2b, 2c,...), à savoir, dans l'illustration donnée à titre d'exemple, trois cuves de stockage de liquide, une première cuve (2a) contenant un premier liquide (LI) comme, par exemple, de la lessive en solution, une deuxième cuve (2b) contenant un deuxième liquide (L2) comme, par exemple, du colorant, une troisième cuve (2c) contenant un troisième liquide (L3) comme, par exemple, un autre colorant ou un liquide de colmatage. Grâce à la première enceinte de pulvérisation (1'), il est possible de faire, par exemple, l'une ou l'autre des préparations successives suivantes : - un dégraissage chimique ; - un rinçage ; - un satinage soude - un rinçage ; - une activation nitrique ; - un rinçage. Grâce à la deuxième enceinte de pulvérisation (1"), il est possible de faire, par exemple, l'un ou l'autre des traitements successifs suivants : - un rinçage ; - une activation nitrique ; - un rinçage ; - une teinture, par exemple, avec un colorant du type organique ; - un rinçage ; - un colmatage ; - un nouveau rinçage ; - et éventuellement, un séchage par air chaud. On notera que, dans une installation classique par trempage, la première enceinte nécessiterait 9 cuves de trempages sur une installation classique, tandis que la deuxième enceinte nécessiterait 12 cuves. On comprendra donc pourquoi l'invention présente beaucoup d'avantages. On peut aussi prévoir une enceinte ou plus précisément une cuve d'oxydation classique (20) dans laquelle les pièces à traiter seront trempées. Les enceintes de pulvérisation (1', 1") sont avantageusement fermées et munies d'un ensemble de buses d'aspersion ou de pulvérisation (5a, 5b, 5c, 5d, etc...) disposées, par exemple, sur des rampes d'alimentation (6,7, 8,9). Une partie seulement ou l'ensemble des buses d'aspersion est alimenté (e) en fluide grâce à une pompe (10) qui permet une mise en pression des différents fluides stockés dans les cuves de stockage, chacune des cuves comprenant sa propre électrovanne (lia, llb, llc) dont l'ouverture ou la fermeture peut être programmée. Ainsi, la première cuve (2a) comprend une première vanne (lia), la deuxième cuve (2b) comprend une deuxième vanne (llb), la troisième cuve (2c) comprend une troisième vanne (lac). On notera que les buses d'aspersion (5a, 5b, 5c, 5d,....) peuvent être alimentées en eau grâce à une arrivée d'eau (14) comprenant une vanne d'alimentation (15). Après aspersion sur les pièces, les fluides sont récupérés grâce à la mise en action d'une pompe de reflux (16) qui permet de réalimenter en fluide les cuves de stockage correspondantes grâce à un ensemble de conduits de réalimentation (17a, 17b, 17c) et un ensemble d'électrovannes (18a, 18b, 18c). L'alimentation des fluides est déterminée par l'ouverture ou la fermeture des électrovannes (lla, llb, llc, 15) selon une séquence programmée. On a vu précédemment que l'installation comprenait des moyens pour récupérer au fond de l'enceinte le fluide pulvérisé, et ce, notamment, grâce au conduit inférieur de récupération (19), à la pompe de reflux (16) et aux différentes électrovannes (18a, 18b, 18c). Par ailleurs, le fond (20) de la ou des enceintes de pulvérisation (1, l', 1") est configuré de façon à permettre l'écoulement naturel du fluide vers le conduit inférieur de récupération (19). Ainsi le fond de l'enceinte de pulvérisation a sensiblement la forme d'un entonnoir et comprend, par exemple, des parois convergentes vers l'entrée du conduit inférieur de récupération. Ajoutons que l'enceinte de pulvérisation (1, l'1") a la configuration d'une cuve ouverte vers le haut qui comprend des moyens de fermeture constitués, par exemple, par un ou plusieurs volets ou couvercle (s) mobile (s) entre une position d'ouverture permettant l'introduction des pièces dans l'enceinte, par descente vers la bas des pièces, et leur sortie, par mouvement inverse, et une position de fermeture de l'enceinte, permettant au brouillard de fluide généré par la pulvérisation d'avoir toute son efficacité et d'en interdire les émanations éventuelles. On notera que l'opération de rinçage permet, d'une part, de rincer les pièces et, d'autre part, de rincer l'enceinte et évacuer les restes de liquide actif. Le rinçage permet donc à l'installation la récupération de liquides actifs sains sans mélange avec le liquide ayant été pulvérisé auparavant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1-Procédé de préparation de pièces destinées à subir un traitement de surface de type traitement de conversion, tel que, par exemple, une anodisation, caractérisé en ce que les pièces sont placées dans une enceinte de pulvérisation (1, 1', 1") dans laquelle elles subissent une pulvérisation d'au moins un liquide actif (Ll, L2, L3). 2-Procédé de préparation de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les différentes étapes suivantes : - introduction des pièces dans l'enceinte de pulvérisation ; - pulvérisation du liquide actif de pulvérisation ; sortie des pièces. 3-Procédé de préparation de pièces selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est procédé à la fermeture de l'enceinte après l'étape d'introduction des pièces et avant l'étape de pulvérisation. 4-Procédé de préparation de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après l'étape de pulvérisation et avant l'étape de sortie des pièces, il est procédé à une étape de rinçage par pulvérisation d'eau de rinçage. 5-Procédé de préparation de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après l'étape de pulvérisation, il est procédé à la récupération du liquide de pulvérisation pour réalimenter la cuve de stockage correspondante. 6-Procédé de préparation de pièces selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la pulvérisation de plusieurs liquides actifs dans des étapes successives. 7-Installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une enceinte de traitement par pulvérisation (1, 1 1"). 8-Installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'enceinte de pulvérisation comprend un ensemble de buses de pulvérisation (5a, 5b, 5c, 5d,....). 9-Installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'enceinte de pulvérisation comprend des moyens de fermeture. 10-Installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de récupération du liquide pulvérisé. 11-Installation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que les buses d'aspersion (5a, 5b, 5c...) sont disposées sur des rampes d'alimentation (6,7, 8,9) tandis qu'une partie seulement ou l'ensemble desdites buses d'aspersion est alimenté (e) en fluide grâce à une pompe (10) qui permet une mise en pression des différents fluides stockés dans les cuves de stockage, chacune des cuves comprenant sa propre électrovanne (lia, llb, llc) dont l'ouverture ou la fermeture peut être programmée. 12-Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux enceintes de pulvérisation'l', il/). 13-Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend une première enceinte de pulvérisation ou enceinte de préparation (1') dans laquelle se fait la préparation des pièces, par pulvérisation d'un produit de préparation, et une deuxième enceinte de pulvérisation ou enceinte de finition (1") dans laquelle se fait la finition des dites pièces, par pulvérisation d'un produit de finition.