Brevet FR2909390A1 — publié le 20080606

La présente invention a pour objet une anode destinée à un dispositif d'électrodéposition de revêtements métalliques anticorrosion ou cosmétiques sur une pièce métallique. Il est bien connu que, dans tous les domaines de l'industrie, il est nécessaire de protéger les pièces métalliques contre la corrosion. A cet effet, ces pièces subissent classiquement une série de traitements successifs consistant en règle générale en un traitement préalable de préparation de surface par polissage mécanique et de décapage chimique dans un bain acide constitué classiquement par un mélange d'acides forts, puis en des traitements d'électrodéposition au cours des-quels elles sont revêtues d'une ou de plusieurs couches de protection métalliques. Après avoir éventuellement été soumises à un polissage mécanique, les pièces à protéger, préalablement fixées sur un support por- tant également une anode sont successivement plongées lors des étapes de décapage chimique et d'électrodéposition dans des bains de traitement constitués par des solutions électrolytiques acides de sels métalliques, à titre d'exemple cuivre, nickel ou chrome. Lors des étapes d'électrodéposition, les pièces à revêtir sont reliées au pôle négatif d'un générateur et constituent ainsi une cathode alors que l'anode est reliée au pôle positif de ce générateur de façon à permettre le passage d'un courant d'électrolyse dans le bain de traitement. Ces différentes étapes de traitement sont classiquement effectuées à l'aide d'un dispositif d'électrodéposition constitué d'une part par une série de bains de traitement et d'autre part par un châssis mobile recevant l'anode ainsi que les pièces à revêtir qui font office de cathode pour les plonger successivement dans les bains de traitement. Lors de ces différentes étapes, il est essentiel de pouvoir obtenir en un temps aussi bref que possible un revêtement d'épaisseur uniforme sur la totalité des pièces à traiter, ce qui n'est pas sans poser des problèmes dans le cas de pièces ayant une géométrie compliquée. En effet, pour satisfaire à cette exigence, il est souvent nécessaire d'augmenter la durée d'électrodéposition du métal dans la mesure où il est sinon impossible d'obtenir un revêtement d'épaisseur suffisante aux endroits où le dépôt est le plus lent suite à la présence de faibles densités de courant. 2909390 2 De ce fait, les durées nécessaires de traitement dans les bains de traitement peuvent être très longues (de l'ordre de deux à trois heures). Il est par ailleurs à noter que les anodes mises en oeuvre 5 dans les dispositifs d'électrodéposition de revêtements métalliques anticorrosion ou cosmétiques sont classiquement réalisées en titane platiné. Le titane platiné présente toutefois un certain nombre d'inconvénients dans la mesure où ce matériau résiste mal aux bains acides de décapage chimique (préparation de surface) et aux solutions acides de sels métalliques, de sorte que l'on est même parfois amenés à renoncer à certains dépôts. En effet, le titane platiné a tendance à se dissoudre dans les bains acides et à contaminer ces bains, ce qui a pour conséquence, en 15 particulier de réduire les vitesses d'électrodéposition du métal. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une anode destinée à un dispositif d'électrodéposition de revêtements métalliques anticorrosion ou cosmétiques quelconque sur une pièce métallique permettant d'améliorer la ré- 20 partition et la pénétration du métal de revêtement aux faibles densités de courant et en outre de remédier aux inconvénients des anodes en titane platiné classiques dans la mesure où elle est peu sensible aux phénomènes de dégradation entraînant une contamination rapide des bains de traitement acides. 25 A cet effet, la présente invention concerne une anode du type susmentionné caractérisée en ce qu'elle est réalisée au moins partiellement en titane et revêtue d'un mélange d'oxydes de tantale et d'iridium. Les revêtements d'oxydes de tantale et d'iridium qui sont 30 déposés thermiquement sur le titane permettent en effet d'améliorer la qualité des anodes en réduisant leur dissolution dans les bains acides grâce à une faible surtension de l'oxygène et par suite de diminuer toute contamination éventuelle de ces bains. L'anode conforme à l'invention a ainsi une durée de vie 35 nettement augmentée par rapport aux anodes classiques et permet de surcroît d'améliorer notablement l'aspect esthétique des revêtements dé-posés en particulier grâce à une meilleure répartition des épaisseurs de ces revêtements. 2909390 3 Un autre avantage de cette anode est lié à son caractère universel : en effet, une seule anode peut être employée pour tout revête-ment électrolytique métallique, quelque soit le substrat utilisé et peut être appliquée dans tous les bains de traitement depuis la préparation de la 5 pièce jusqu'à sa finition, en passant par les bains d'électrolyse, sans avoir à être démontée dans les bains critiques, ce contrairement aux anodes classiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie active de l'anode est constituée par une grille de titane revêtue d'un mélange 10 d'oxydes de tantale et d'iridium. La présence d'une telle grille équipée d'un revêtement réalisé en un mélange d'oxydes conducteurs permet de rendre l'anode moins sensible aux attaques chimiques des différents bains de traitement. L'anode conforme à l'invention est à titre d'exemple tout 15 particulièrement adaptée à l'électrodéposition de revêtements métalliques sur une jante en aluminium de roue de véhicule automobile. En effet, une telle jante comporte de manière classique une face externe circulaire équipée de rayons se prolongeant vers l'intérieur au niveau de sa périphérie par une face latérale destinée à recevoir un pneumatique. Lors des traitements d'électrodéposition, ces jantes en aluminium sont en règle générale successivement revêtues de couches de protection en cuivre, nickel et chrome. Or, le problème lié à la nécessité d'obtenir un revêtement 25 d'épaisseur uniforme sur la totalité de ces pièces se pose tout particulièrement lors de l'étape de cuivrage de celles-ci compte tenu de leur forme particulière : en effet, pour permettre d'effectuer dans des conditions satisfaisantes les étapes ultérieures de nickelage et de chromage de ces jan-tes, il est essentiel d'obtenir un revêtement de cuivre uniforme présentant 30 un état de surface parfaitement poli et propre. Or, pour satisfaire à cette exigence, il est souvent nécessaire d'augmenter la durée d'électrodéposition du cuivre dans la mesure où il est sinon impossible d'obtenir un revêtement d'épaisseur suffisante aux endroits où le dépôt est le plus lent, suite à la présence de faibles densités 35 de courant, en particulier au niveau de la base des rayons des jantes. De ce fait, les durées nécessaires de traitement dans les bains de cuivrage sont habituellement de deux à trois heures. 2909390 4 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anode est destinée à un dispositif d'électrodéposition de revêtements métalliques anticorrosion sur des jantes en aluminium de ce type permettant d'améliorer la répartition et la pénétration du métal de revêtement aux 5 faibles densités de courant, en particulier lors du traitement de cuivrage. Selon l'invention, les jantes à revêtir sont montées sur le châssis mobile du dispositif d'électrodéposition de sorte que l'axe de rotation de celles-ci soit orienté essentiellement horizontalement et que ces jantes soient soumises à un mouvement de rotation autour de cet axe. 10 Selon une autre caractéristique de l'invention, une telle anode est caractérisée en ce qu'elle comporte : une tige support essentiellement verticale équipée à sa partie médiane d'un manchon d'assemblage permettant sa fixation au châssis du dis-positif d'électrodéposition, 15 deux grilles anodiques semi-cylindriques mobiles en translation le long de la tige support, aux extrémités respectives de celles-ci et destinées à être montées en regard de la surface interne de la face latérale de la jante à revêtir, et une grille anodique discoïdale fixée au manchon d'assemblage et desti-20 née à être montée en regard de la face externe de la jante à revêtir, coaxialement à cette jante et à une certaine distance de celle-ci. Il est à noter que dans le cadre de cet exposé, les termes vertical, horizontal... doivent être compris en faisant référence à la posi- tion de l'anode ou de la jante lorsqu'elle est montée sur le dispositif 25 d'électrodéposition. Conformément à ce mode de réalisation de l'invention, l'anode comporte de préférence deux éléments support en forme de demi-cercle comportant chacun d'une part une branche rectiligne mobile en translation le long de la tige support, aux extrémités respectives de cette 30 tige, et susceptible d'être fixée à celle-ci dans une position réglable en hauteur, et d'autre part une branche courbe portant une grille anodique cylindrique. On a pu établir que grâce à sa géométrie et à son montage particulier sur le châssis du dispositif d'électrodéposition, à proximité im- 35 médiate de la jante à traiter, une telle anode permet d'augmenter notablement la vitesse d'électrodéposition du cuivre tout en améliorant l'état de surface de la pièce ainsi revêtue. 2909390 5 Cette anode permet en particulier de ramener le temps nécessaire au traitement dans le bain de cuivrage à une heure au lieu des deux à trois heures habituelles, et d'obtenir des revêtements de cuivre plus brillants et ayant une épaisseur supérieure et plus uniforme sur la 5 totalité de la surface des jantes. Un autre avantage de l'anode conforme à cette variante de l'invention est lié à la possibilité de réglage manuel de la distance entre les grilles anodiques et la surface des jantes à revêtir, en particulier au niveau de la face latérale de ces jantes. 10 Un tel réglage permet en effet d'adapter l'anode à des jantes de différentes dimensions et par suite d'éviter de devoir utiliser et monter sur le châssis du dispositif d'électrodéposition une anode différente pour chaque taille de jante. On peut ainsi obtenir des gains de matière et de rangement 15 d'outillage, donc de coûts d'exploitation non négligeables. Selon ce mode de réalisation de l'invention, la tige support ainsi que les éléments support sont en règle générale réalisés en titane. Les grilles anodiques sont quant à elles réalisées en titane et revêtues d'un mélange d'oxyde de titane et d'iridium. 20 Les caractéristiques de l'anode qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés à titre d'exemple dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective représentant la face externe d'une jante et d'une anode telles que montées sur le châssis d'un dis-25 positif d'électrodéposition, la figure 2 est une vue en perspective correspondant à la figure 1 mais représentant la face interne et la face latérale de la jante et de l'anode, la figure 3 est une vue de face de la tige support et des éléments support, 30 la figure 3a est une coupe de la figure 3 selon l'axe III III, la figure 4 est une vue de côté de la tige support et des éléments support représentés sur la figure 3. Selon les figures 1 et 2, la jante à revêtir comporte une face externe circulaire 1 équipée de rayons 2 se prolongeant vers l'intérieur au 35 niveau de sa périphérie par une face latérale 3 destinée à recevoir un pneumatique. Selon la figure 2, cette jante est fixée au châssis mobile 4 d'un dispositif d'électrodéposition non représenté en détail sur les figures. 5 10 15 20 2909390 6 Selon les figures 3 et 4, l'anode comporte essentiellement une tige support 5 essentiellement verticale équipée à sa partie médiane d'un manchon d'assemblage 6 au niveau duquel elle est fixée au châssis mobile 4 du dispositif d'électrodéposition. Selon la figure 3a, la tige d'assemblage 5 a une section circulaire mais comporte un méplat 7. Selon les figures 3 et 4, la tige d'assemblage 5 est équipée à ses extrémités respectives de deux éléments support 81, 82 mobiles en translation et réglables en hauteur le long de celle-ci. La tige support 5 ainsi que les éléments support 81, 82 sont réalisés en titane. Selon la figure 3, les éléments support 81, 82 sont en forme de demi-cercle et disposés tête bêche de part et d'autre de la tige support 5. Chacun de ces éléments support 81, 82 comporte une branche rectiligne 9 ainsi qu'une branche courbe 10. Les branches rectilignes 9 sont équipées, à leur partie médiane, de fourreaux 11 comportant chacun un perçage central traversant ayant une section similaire à la section de la tige de support 5. La tige support 5 est introduite dans ces perçages traver- sants. La géométrie de ces éléments permet d'empêcher toute rotation relative de cette tige 5 et des éléments support 81, 82. Les fourreaux 11 sont par ailleurs équipés d'un orifice 12 25 perpendiculaire au perçage traversant et coopérant avec une série d'orifices correspondants non représentés sur les figures prévus sur la longueur de la tige support 5. Les éléments support 81, 82 peuvent ainsi coulisser le long de la tige support 5 et être fixés à cette tige dans une position réglable en 30 hauteur, ce en particulier au moyen de chevilles ou de vis non représentées sur les figures. La branche courbe 10 des deux éléments support 81, 82 est quant à elle équipée d'une série d'orifices 14 permettant la fixation le long de cette branche d'une grille anodique semi-cylindrique 15 représentée 35 sur les figures 1 et 2. Cette grille anodique 15 est réalisée en titane revêtu d'un mélange d'oxyde de tantale et d'oxyde d'iridium. 5 10 2909390 7 Selon les figures 1 et 2, lorsque l'anode et la jante à revêtir sont montées sur le châssis mobile 4 du dispositif d'électrodéposition, les grilles anodiques semi-cylindriques 15 sont situées en regard de la surface interne de la face latérale 3 de cette jante. Selon les figures 1 et 3, une grille anodique discoïdale 16 est montée sur le manchon d'assemblage 6 par l'intermédiaire d'une tige filetée 17 recevant un écrou de blocage 18 à son extrémité. La grille anodique discoïdale 16 est elle aussi réalisée en titane revêtu d'un mélange d'oxydes de tantale et d'iridium. Selon la figure 1, lorsque l'anode et la jante à revêtir sont montées sur le châssis 4 du dispositif d'électrodéposition, la grille anodique discoïdale 16 est située en regard de la face externe 1 de cette jante, coaxialement et à une distance donnée réglable de celle-ci. 15 REVENDICATIONS 1 ) Anode pour dispositif d'électrodéposition de revêtements métalliques anticorrosion ou cosmétiques quelconque sur une pièce métallique, ce dispositif d'électrodéposition étant constitué d'une part par une série de bains d'électrodéposition et d'autre part par un châssis mobile (4) recevant l'anode ainsi que la pièce métallique à traiter qui fait office de cathode pour les plonger successivement dans les bains d'électrodéposition, caractérisée en ce qu' elle est réalisée au moins partiellement en titane et revêtue d'un mélange 10 d'oxydes de tantale et d'iridium. 2 ) Anode selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa partie active est constituée par une grille de titane revêtue d'un mé-15 lange d'oxydes de tantale et d'iridium. 3 ) Anode selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 adaptée à l'électrodéposition de revêtements métalliques sur une jante en aluminium de roue de véhicule automobile comportant une face externe circulaire (1) 20 équipée de rayons (2) se prolongeant vers l'intérieur au niveau de sa périphérie par une face latérale (3) destinée à recevoir un pneumatique, le châssis mobile (4) recevant l'anode ainsi que la jante à revêtir pour les plonger successivement dans les bains d'électrodéposition de sorte que l'axe de rotation de la jante soit orienté essentiellement horizontalement et 25 que celle-ci soit soumise à un mouvement de rotation autour de cet axe, caractérisée en ce qu' elle comporte : une tige support (5) essentiellement verticale équipée à sa partie médiane d'un manchon d'assemblage (6) permettant sa fixation au châssis 30 (4) du dispositif d'électrodéposition, deux grilles anodiques semi-cylindriques (15) mobiles en translation le long de la tige support (5), aux extrémités respectives de celles-ci et destinées à être montées en regard de la surface interne de la face latérale (3) de la jante à revêtir, et 35 une grille anodique discoïdale (16) fixée au manchon d'assemblage (6) et destinée à être montée en regard de la face externe (1) de la jante à revêtir, coaxialement à cette jante et à une certaine distance de celle-ci. 2909390 9 4 ) Anode selon la revendication 3, caractérisée en ce que elle comporte deux éléments support en forme de demi-cercle (81, 82) comportant chacun d'une part une branche rectiligne (9) mobile en translation 5 le long de la tige support aux extrémités respectives de cette tige et susceptible d'être fixée à celle-ci dans une position réglable en hauteur, et d'autre part une branche courbe (10) portant une grille anodique semicylindrique (15). 5 ) Anode selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tige cylindrique (5) ainsi que les éléments support (81, 82) sont réalisés en titane. 6 ) Anode selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les grilles anodiques (15, 16) sont réalisées en titane et revêtues d'un mélange d'oxyde de tantale et d'iridium.20