Brevet FR2810680A1 — publié le 20011228

La presente invention a pour objet un procédé d'application d'un revêtement chimique de nickel sur un support réalisé en alliage principalement constitué d'aluminium. L'invention concerne également des éléments de moteur thermique de transmission, recouverts d'un revêtement applique par le biais dudit procédé. Afin d'augmenter la résistance de certaines pièces mécaniques notamment moteurs, soumises à de lourdes contraintes physiques et/ou chimiques, il est connu de les revêtir d'un dépôt protecteur a base de nickel. Ce depôt peut se réaliser par le biais d'un procédé chimique classique, consistant à faire subir au support un certain nombre d'étapes de préparation, avant de procéder au nickelage. Cependant, les pièces mécaniques généralement visées par ce type de traitement de surface sont constituées d'alliages métalliques, plus ou moins réceptifs au dépôt de nickel. Ainsi, un certain nombre d'alliages, à concentration majoritaire en aluminium, tels que, notamment, les alliages d'aluminium / Zinc, d'aluminium / silicium, d'aluminium / silicium / zinc, d'aluminium /zinc /silicium / cuivre (notamment dans les proportions suivantes : 86% A1, 2$ Zn, 8.3$ Si, 3.3% Cu, 0.7% Fe), AU4G, demeurent particulièrement réfractaires à ce type de traitement anticorrosion. Le dépôt effectué présente alors une grande fragilité et se dégrade rapidement, remettant la pièce revêtue à nu. De ce fait, les pièces de moteurs réalisées dans ce type d'alliage sont encore fréquemment utilisées telles quelles, sans revêtement anticorrosion. Ceci pose un certain nombre de problèmes, notamment dans le domaine des moteurs thermiques. En effet, afin de préserver l'environnement et réduire le taux de plomb dans l'atmosphère, la plupart des véhicules à moteur thermique sont aujourd'hui alimentés à l'essence sans plomb. L'emploi de cette essence provoque des phénomènes de détonation au sein du moteur, ayant pour conséquence une altération de l'aluminium des pièces non revêtues, suite à des micro fusions de leurs alliages. Ceci, bien entendu, a une incidence directe aussi bien sur la durée de vie du moteur, qui s'en trouve réduite, que sur les performances de ce dernier. Ainsi, l'invention se propose d'apporter une solution aux problèmes évoqués, grâce à un procédé original, permettant d'appliquer un revêtement anticorrosion à base de nickel sur des surfaces peu réceptives, constituées, notamment, par l'un des différents alliages évoqués précedemment. A cet effet, l'invention pour objet un procédé d'application d'un revêtement chimique de nickel sur un substrat en alliage, à concentration majoritaire d'aluminium, ledit procédé comprenant une phase de préparation dudit substrat, suivie d'une étape de nickelage proprement dite, caractérisé en que au cours des étapes de préparation dudit substrat, - on procède à un décapage dudit substrat en le plongeant dans une solution de décapage comprenant un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide chlorhydrique, à température ambiante, durant 20 à 45 secondes, - on procède à un pré-depôt de nickel sur ledit substrat, afin d'obtenir une sous couche étanche de nickel. Plus particulièrement, le procédé selon l'invention se caractérise en ce que l'on utilise pour le décapage dudit substrat une solution de décapage dont les concentrations respectives en acide chlorhydrique et en acide fluorhydrique sont comprises entre 20g/1 et 40g/1. De manière particulièrement avantageuse, le procédé selon l'invention se caractérise en ce que l'on utilise pour le décapage dudit substrat une solution de décapage présentant une concentration en acide chlorhydrique égale à 36 g/1 et une concentration en acide fluorhydrique égale à 25 g/1. D'autre part, le procédé selon l'invention se caractérise encore en ce que le pré-dépôt de nickel est obtenu en plongeant ledit substrat dans une solution commerciale de nickelage, à une température de 30 C, durant 20 à 40 minutes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le nickelage proprement dit est obtenu en plongeant ledit substrat dans une solution commerciale de nickelage durant 3 à 5 heures, à une température comprise entre 86 et 92 Celsius. Enfin, le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que, après l'étape de nickelage, un traitement thermique est effectué sur le revêtement à une température de 250 Celsius, pendant 2 heures. L'invention concerne également un élément de moteur thermique ou de transmission tel que, notamment, un flasque de poulie de variateur de voiture dite sans permis, un système d'embrayage de moteur deux temps, une tête de piston de moteur deux temps et quatre temps, une culasse de moteur deux temps et quatre temps, caractérisé en que ledit élément de moteur est revêtu, au moins partiellement, d'un revêtement appliqué par le procédé selon l' quelconque des revendications précédentes. autres avantages et caractéristiques de la présente invention résulteront de la description qui va suivre, se rapportant à des exemples de mise en aeuvre donnés à titre indicatif et limitatif. invention concerne un procédé d'application d'un revêtement chimique de nickel sur un substrat réalisé en alliage a concentration majoritaire en aluminium, tel que par exemple, les alliages d'aluminium / Zinc, d'aluminium / silicium, d'aluminium silicium / zinc, d'aluminium / zinc / silicium / cuivre (notamment dans les proportions suivantes : 86% A1, 2$ Zn, 8.3% Si, 3.3% Cu 0.7% Fe), AU4G. De manière connue, les substrats destinés à être revêtus d'un dépôt ' base de nickel subissent un certain nombre de traitements chimiques, dont une première série de traitements destinés à préparer la surface, de manière à améliorer sa réceptivité au dépôt. originalité de la présente invention se situe justement au niveau de deux étapes de cette phase de préparation, avec l'utilisation de solutions de composition originale, et dans des conditions peu courantes. Cette phase de préparation démarre, tout d'abord, par une procédure classique de microbillage, au cours de laquelle des particules, telles que, par exemple, des particules de silicium sont projetées avec force sur ledit substrat, afin de s'affranchir des impuretés majeures présentes sur sa surface. On procède ensuite à un dégraissage du substrat, à l'aide d'une solution commerciale couramment utilisée à cet effet, tel que le CHEMIDIZE 740 , dans laquelle ledit substrat est immergé pendant 15 à 30 minutes à une température de 60 C, sous agitation, par exemple, par air surpressé. I1 est ensuite nécessaire de procéder à une neutralisation de la surface dégraissée. Cette étape s'effectue généralement à l'aide d'un rinçage à eau, tel que, notamment, un rinçage de type cascade, à l'eau recyclée. L'originalité du procédé selon la présente invention réside dans l'étape suivante, qui consiste en un décapage du substrat, dans mélange d'acides chlorhydrique et fluorhydrique utilisés dans des concentrations de l'ordre de 20 à 40 g/1. On utilisera, de préférence une solution contenant 6g/1 acide chlorhydrique et 25g/1 d'acide fluorhydrique. Le décapage est réalisé à température ambiante, durant 20 à 45 secondes maximum. Ce procédé de décapage, ainsi que la composition la solution utilisée ne sont absolument pas préconisés classiquement pour le type d'alliages visés ici. Cette étape constitue par conséquent une première originalité procédé. Le décapage est ensuite suivi d'une nouvelle étape de rinçage du substrat, pouvant, par exemple, être réalisé comme précédemment, par un rinçage de type cascade, à l'eau recyclée. Le substrat est ensuite classiquement soumis à un zingage chimique, effectué de manière connue, à température ambiante par exemple dans une solution commerciale telle que l'Aluplate 125 . Un troisième rinçage du substrat est effectué, par exemple à l'eau recyclée, en cascades, avant une étape de pré-dépôt de nickel ou pré-nickelage , qui constitue la seconde originalité du procédé selon l'invention. Ce -nickelage chimique est réalisé à 30 C, en plongeant ledit substrat dans une solution commerciale, telle que, notamment, l'Europlate 100 , durant 20 à 40 minutes. Ces conditions sont totalement contraires ' celles préconisées par le fournisseur de ladite solution. En effet, le temps d'immersion du substrat dans la solution de pré-nickelage, de l'ordre de 20 à 40 minutes, cinq fois plus important celui conseillé par le fournisseur. Ce traitement original permet le développement d'une sous- couche étanche de nickel sur le substrat, d'une epaisseur d'environ 2 à 3 ff. Ladite sous-couche étanche de nickel permet d'éliminer tout risque de -adhérence du futur nickel chimique de charge sur le substrat. Un ultime rinçage de neutralisation à l'eau est réalisé, avant d'entreprendre l'étape de nickelage du substrat proprement dite. Le nickelage s'effectue, de manière classique, en immergeant le substrat dans un bain d'une solution commerciale, par exemple, d'Europlate 520 . Les paramètres de déposition, tels la vitesse de déposition, la température de travail et la durée du traitement, sont choisis de sorte à obtenir un revêtement dont l'épaisseur est comprise, par exemple, entre 20 et 100 ptm. La vitesse de déposition sélectionnée sera par conséquent de préférence l'ordre de 15 à 25 pun/h, tandis la température sera comprise entre 86 et 92 C, et la durée entre 3 et 5 heures. Enfin un traitement thermique est encore effectué, au cours duquel on soumet le substrat, à une température de 250 C, pendant 2 heures. Le procédé qui vient d'être décrit permet d'appliquer avec succès un revêtement de nickel sur les supports à base de l'un des alliages à concentration majoritaire en aluminium peu réceptifs, cités précédemment. Ledit revêtement possède des caractéristiques physiques particulièrement intéressantes. I1 présente en particulier, une dureté élevée de l'ordre de 500 HV, un faible coefficient de frottement et une grande résistance à l'usure et à l'abrasion. Le revetement présente, en outre, une température de fusion de 850 C, nettement supérieure à celle de l'aluminium présent dans lesdits alliages, qui est de l'ordre de 500 C. I1 permet, par conséquent, de protéger l'aluminium et d'éviter les détériorations trop rapides des pièces mécaniques concernées. Ledit procédé a ainsi permis de traiter avec succès une culasse et des têtes de piston de moteur deux temps quatre temps de voiture compétition, permettant à ces pièces récupérer les performances 'elles présentent lors de l'alimentation du moteur à l'essence anciennement utilisée c'est-à-dire avec du plomb. I1 a également été possible, par le biais dudit procédé, d'appliquer revêtement protecteur de nickel , d' épaisseur de 20 à 30pm, un ensemble d'embrayage de moteur deux temps et quatre temps. Ce traitement a permis, de manière particulièrement avantageuse, augmenter considérablement la durée vie de ces pièces. On a effet constaté que ces pièces devaient etre remplacées 3 à 8 fois moins souvent par rapport à des pièces non traitées. Une troisième application de revêtement obtenu par le procédé selon l'invention a été effectuée sur un variateur de moteur de voiture dite sans permis . Les premiers essais effectués ont permis de multiplier la durée de vie cet élément d'un coefficient de 5 à 10. D'autre part, ce type de revêtement n'a jamais été utilisé, ni préconisé, dans cette application précise jusqu'à présent. Cette application est donc particulièrement originale. Tel cela ressort de la description qui précède, le procédé selon la présente invention représente une solution au traitement des substrats réfractaires, et a permis d'appliquer un revêtement de nickel chimique sur des pièces mécaniques non traitees jusqu'à présent. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limites et qu'on peut y apporter diverses modifications, sans pour cela 'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'application d'un revêtement chimique de nickel sur un substrat en alliage, à concentration majoritaire en aluminium, ledit procédé comprenant une phase de préparation dudit substrat, suivie d'une étape de nickelage proprement dite, caracterisé en ce que cours des étapes de préparation dudit substrat, on procède à un décapage dudit substrat en le plongeant dans une solution de décapage comprenant mélange d'acide fluorhydrique et d'acide chlorhydrique à température ambiante, durant 20 à 45 secondes, on procède à un pré-dépôt de nickel sur ledit substrat, afin d'obtenir une sous-couche étanche de nickel. Procédé selon la revendication 1, caracterisé en ce que l'on utilise pour le décapage dudit substrat solution de décapage dont les concentrations respectives en acide chlorhydrique et en acide fluorhydrique sont comprises entre 20g/1 et 40g/1. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caracterisé en ce que l'on utilise pour le décapage dudit substrat une solution de décapage présentant une concentration en acide chlorhydrique égale à 36g/1, et une concentration en acide fluorhydrique égale à 25g/1. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pré-dépôt de nickel est obtenu en plongeant ledit substrat dans une solution commerciale de nickelage, à une température de 30 Celsius, durant 20 à 40 minutes. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nickelage proprement dit est obtenu en plongeant ledit substrat dans une solution commerciale de nickelage durant 3 à 5 heures, à une température comprise entre 86 et 92 Celsius. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après l'étape de nickelage, un traitement thermique est effectué sur le revêtement à une température de 250 Celsius, pendant 2 heures. 7. Element de moteur thermique ou de transmission tel que, notamment, flasque de poulie émettrice et réceptrice variateur de voiture dite sans permis, un ensemble d'embrayage de moteur deux temps, une tête de piston de moteur deux temps et quatre temps, caractérisé en ce qu'il est revêtu, au moins partiellement, d'un revêtement appliqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.