BE1002222A6

BE1002222A6 - Procede pour appliquer par electrolyse une couche de cuivre sur un feuillard metallique.

Info

Publication number: BE1002222A6
Application number: BE9000728A
Authority: BE
Inventors: Brusselt Roger Van
Original assignee: Bundy S A
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1990-10-16

Abstract

Procédé pour appliquer par électrolyse une couche métallique constituée essentiellement de cuivre sur un feuillard métallique suivant lequel on amène directement ledit feuillard dans ladite solution d'électrolyte sans prétraitement au cyanure et dans lequel on applique une tension entre la cathode et l'anode, qui est une anode sensiblement insoluble, d'une valeur telle que l'on réalise à hauteur dudit feuillard une densité de courant s'élevant à au moins 30A/dm2.

Description


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  PROCEDE POUR APPLIQUER PAR ELECTROLYSE UNE COUCHE DE 
CUIVRE SUR UN FEUILLARD METALLIQUE 
L'invention se rapporte à un procédé pour appliquer par électrolyse une couche métallique constituée essentiellement de cuivre sur un feuillard métallique, en particulier en acier, suivant lequel on place au moins une anode dans une solution d'électro-   lyte,   qui contient au moins du sulfate de cuivre, suivant lequel on trempe ledit feuillard dans ladite solution d'électrolyte et on applique une tension électrique entre ladite anode et le feuillard faisant office de cathode. 



   Un procédé du type décrit ci-dessus est connu par le "Metals Handbook : Heat treating, cleaning and finishing" de l'American Society for Metals. Afin d'éviter des problèmes d'adhérence de ladite couche de cuivre sur ledit feuillard métallique dus au phénomène de cémentation en milieu acide résultant de la présence de deux couples oxydant/ré- ducteur   Cu2+/Cu   et   Fe2+   /Fe dans la solution d'élec- trolyte, on soumet suivant le procédé connu le feuillard en acier à un prétraitement en milieu alcalin cyanuré. Cependant, l'utilisation d'un bain cyanuré impose un rinçage soigneux du substrat en acier après le passage du feuillard en acier dans ledit bain cyanuré pour prévenir la formation d'acide cyanhydrique gazeux dont les émanations sont très néfastes pour l'homme et l'environnement.

   Les eaux de rinçage ainsi obtenues présentent un taux élevé de pollution par les cyanures et celles-ci doivent donc être traitées. 



   L'invention a pour but de remédier aux 

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 inconvénients mentionnés ci-dessus et de fournir un procédé occasionnant moins de dommages à l'environne- ment et éliminant le risque pour l'homme d'intoxica- tion par des gaz cyanhydriques. 



   A cette fin, il est prévu, suivant l'invention, qu'on amène directement ledit objet dans ladite solution d'électrolyte sans prétraitement au cyanure et qu'on applique une tension entre la cathode et l'anode, qui est une anode sensiblement insoluble, d'une valeur telle que l'on réalise à hauteur dudit feuillard une densité de courant s'élevant à au moins 30 A/dm2. En appliquant une haute densité de courant, on obtient un dépôt électrolytique rapide de cuivre sur le feuillard en acier. La haute densité de courant électrique appliquée dans la solution d'élec- trolyte permet de prendre de vitesse le phénomène de cémentation du cuivre sur l'acier. En effet, l'utili- sation d'une densité de courant élevée confère à la déposition du cuivre une énergie d'incorporation au réseau cristallin du substrat en acier qui est également élevée.

   Il n'est par conséquent plus nécessaire d'appliquer un bain cyanuré pour obtenir une adhérence sûre. En appliquant la mesure suivant l'invention, l'inconvénient mentionné ci-dessus est donc éliminé puisque le bain cyanuré n'est plus nécessaire. La pollution et le danger d'intoxication dus à ce bain cyanuré sont donc éliminés. 



   L'application d'une haute densité de courant est connue en soi par la thèse "Contribution à l'étude de l'électrodéposition du cuivre à haute densité de courant" par Marc Degrez, janvier 1981, U.L.B., Faculté des Sciences Appliquées, service de métallurgie-électrochimie. Suivant cette thèse, il est nécessaire de soumettre le feuillard à un trempage préalable dans de l'acide chloridrique. Suivant le 

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 procédé selon l'invention, ce trempage-là n'est pas nécessaire. De plus, ce trempage présente l'inconvé- nient de former des gaz chloridriques nuisibles. 



   L'invention est décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation illustré sur les dessins annexés. 



   La figure unique présente une vue en coupe schématique d'une cellule d'électrolyse pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'invention. 



   L'invention se rapporte à un procédé pour appliquer par électrolyse une couche métallique constituée essentiellement de cuivre sur un feuillard métallique, en particulier en acier. Cette électro- lyse est effectuée par exemple à l'aide d'une cellule d'électrolyse 1, qui, tel qu'illustré schématiquement sur la figure, comprend deux anodes 2 et 3 de préfé- rence en forme de plaques disposées horizontalement et sensiblement parallèles l'une à l'autre, entre lesquelles une solution d'électrolyte 5 est injectée à haute vitesse, de l'ordre de 3 m/s, à l'aide d'un dispositif d'injection 12 et suivant les flèches 4. 



  La cellule 1 comprend également des gouttières 6 et 7 pour récolter la solution d'électrolyte 5 qui peut alors à nouveau, après avoir été enrichie, être injectée entre les deux anodes 2 et 3. L'enrichisse- ment de la solution s'effectue en ajoutant au moins du carbonate ou hydroxyde de cuivre de manière à main- tenir la composition du bain sensiblement constante. 



   Le feuillard métallique 8 est guidé entre les deux anodes 2 et 3 suivant un sens indiqué par la flèche 9 au moyen de rouleaux 10 et   11,   qui constituent un conducteur de courant électrique. Le feuillard métallique, qui est en contact galvanique avec les rouleaux 10 et 11, constitue ainsi une cathode. Une tension électrique est appliquée entre 

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 la cathode formée par le feuillard métallique 8 et les anodes 2 et 3 à l'aide d'une source de courant continu non représentée sur la figure, de façon qu'une densité de courant prédéterminée soit réalisée des deux côtés du feuillard métallique 8.

   Le cas échéant, cette tension, et par conséquent également la densité de courant, peut être différente de chaque côté du feuillard métallique 8, ce qui a pour effet que sur l'un et l'autre côté du feuillard métallique 8, une quantité différente de cuivre sera déposée. Le cas échéant, la cellule peut ne comprendre qu'une seule anode, ce qui permet alors de ne déposer le cuivre que sur une seule face du feuillard. 



   Les anodes utilisées 2 et 3 sont des anodes sensiblement insolubles et celles-ci sont formées par exemple par une anode plomb-argent ou par une anode de titane recouverte d'un métal noble tel que du ruthénium ou de   l'irridium.   Comme de telles anodes ne fournissent pas de cuivre, la solution d'électrolyte doit contenir tout le cuivre qu'il y a lieu de déposer. 



   On fait passer le feuillard métallique dans un bain de sulfate de cuivre et d'acide sulfuri- que, par exemple suivant des quantités respectives de 150 à 350 g/1 et de 15 à 120 g/1. On applique une densité de courant allant de 30   A/dm2   jusqu'à 300   A/dm2.   Au plus la densité de courant est forte dans la plage ci-dessus, meilleure sera l'adhérence du cuivre déposé. 



   De plus, l'application d'une haute densité de courant dans la solution d'électrolyte permet de prendre de vitesse le phénomène de cémenta- tion du cuivre sur l'acier. 



   Pour augmenter la conductivité du bain et améliorer l'aspect du dépôt de cuivre, on peut 

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 ajouter d'autres agents, tels que par exemple du sulfate de sodium. 



   Par ailleurs, en ce qui concerne la qualité des dépôts métalliques obtenue par la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il a été constaté expérimentalement que grâce à la densité de courant élevée, des dépôts de métal à grains très fins et uniformes sont obtenus. Etant donné la structure fine de grains, les dépôts sont brillants. Par la croissance uniforme du revêtement pendant l'électro- lyse, une couche homogène présentant partout sensible- ment la même épaisseur est déposée.

Claims

REVENDICATION Procédé pour appliquer par électrolyse une couche métallique constituée essentiellement de cuivre sur un feuillard métallique, en particulier en acier, suivant lequel on place au moins une anode dans une solution d'électrolyte, qui contient au moins du sulfate de cuivre, suivant lequel on trempe ledit feuillard dans ladite solution d'électrolyte et on applique une tension électrique entre ladite anode et le feuillard faisant office de cathode, caractérisé en ce qu'on amène directement ledit feuillard dans ladite solution d'électrolyte sans prétraitement au cyanure et en ce qu'on applique une tension entre la cathode et l'anode, qui est une anode sensiblement insoluble, d'une valeur telle que l'on réalise à hauteur dudit feuillard une densité de courant s'élevant à au moins 30 A/dm2.