Procédé pour le revêtement d'objets en aluminium ou alliages d'aluminium et objet obtenu selon ce procédé. La présente invention. comprend un pro eédé pour le revêtement d'objets en alumi nium ou alliages d'aluminium, d'une couche formée au moins partiellement d'oxyde -d'alu minium, et l'objet obtenu selon ce procédé.
On connaît déjà. des procédés de traite ment d'objets en aluminium ou alliages d'a luminium, par voie électrolytique, en vue de produire une couche protectrice d'oxyde ou d'hydroxyde d'aluminium ou d'un sel basi que d'aluminium sur ces objets. Une telle couche peut également être obtenue par sim ple immersion des. objets dans des solutions spéciales.
Ces couches d'oxyde ou .d'hydroxyde ont une grande valeur protectrice contre l'abra sion, la corrosion atmosphérique ou la corro sion par certains liquides ou solutions. En outre, elles sont susceptibles, suivant leur constitution, de se teindre à l'aide de colo- rants. Elles constituent également un isolant électrique. Il est évident que si de telles cou- ches peuvent être obtenues dans des condi tions pratiques avantageuses, ce résultat est non seulement très important pour les utili sations actuelles. -de l'aluminium, mais il crée de nouveaux débouchés à ce métal.
Les procédés connus jusqu'à présent pré sentent certains inconvénients auxquels la présente invention permet de remédier d'une façon satisfaisante.
On remarquera que l'aluminium et ses al liages englobent un grand nombre de pro duits métalliques qui diffèrent beaucoup les uns des autres, tant par leur composition que par leur poids, spécifique. En outre, la sur face effective de ces produits varie beaucoup s'ils sont polis, laminés ou coulés, et, par con séquent, la répartition uniforme du courant sera plus ou moins aisée, et plus ou moins parfaite surtout si le voltage employé est peu élevé.
La présence de cuivre, de zinc, de sili cium et d'autres éléments, introduits dans ces produits pour leur conférer des propriétés spéciales, a une influence définie sur le ré sultat obtenu quant au revêtement et il s'en suit que le meilleur procédé de revêtement sera celui qui pourra s'appliquer presque in différemment à tous ces différents produits. Il est connu qu'un procédé assurant la forma tion d'une couche d'oxyde ou d'hydroxyde d'aluminium sur la surface d'objets en duralu- minium par exemple,
peut donner des résul tats satisfaisants sans pour cela être à même de donner les mêmes résultats si on l'applique à d'autres alliages contenant par exemple un fort pourcentage de silicium ou même à l'alu minium pur.
On sait que les conditions de formation de couches d'oxyde ou d'hydroxyde peuvent varier considérablement. L'aluminium im mergé dans un électrolyte et employé comme anode ne présente aucune tendance à se dis soudre et sa passivité est due au fait qu'il se forme à sa surface un film plus ou moins ré sistant. La résistance -de ce film peut être augmentée ou diminuée en modifiant l'élec trolyte et cette passivité peut être diminuée jusqu'à ce que l'aluminium se dissolve dans l'électrolyte.
Par conséquent, pour qu'un procédé de revêtement d'objets en aluminium ou alliage d'aluminium d'une couche d'oxyde hydraté ou non, donne, dans -des conditions très di verses, les meilleurs résultats, il doit permet tre la formation de couches d'oxyde ou d'hy droxyde d'aluminium qui soient ou bien des couches d'une très grande dureté formant corps avec le métal de base, ou bien des cou ches très ductiles et présentant une capacité maximum -pour l'absorption des colorants. Ces .dernières couches sont formées dans les conditions donnant l'oxyde le plus hydraté possible, sans toutefois se trouver dans des conditions telles que l'aluminium se dissolve dans l'électrolyte, avec perte de métal.
Le procédé, objet ,de la présente invention, est caractérisé en ce que l'on utilise un cou rant électrique sous une tension d'au moins 80 volts et à un débit compris entre 10 et 35 ampères par m' de surface à traiter. On obtient ainsi une électrolyse uniforme indépendamment du poids spécifique et de la composition du métal traité, ainsi que de la section ou de la forme des objets traités.
Le voltage du courant employé est de pré férence d'environ 100 volts, voire même plus. L'importance -de cette invention, c'est-à- dire de l'utilisation d'un courant sous un haut voltage et un bas ampérage, ressort particu lièrement lorsque l'on sait que la conductibi- lité de l'anode est modifiée par la proportion d'éléments autres que l'aluminium qui entre dans sa composition. La présence de cuivre, de zinc, de silicium et d'autres éléments a une influence considérable sur la tension et l'in tensité du courant et sur la composition du bain électrolytique.
Une tension élevée de courant et une faible densité de courant sont également nécessaires pour assurer une répar tition uniforme de courant à la surface des objets, par exemple lorsque ceux-ci ont une grande surface et une faible épaisseur, ou bien lorsque l'on a affaire ü. une pièce coulée très poreuse de section variable. En effet, la présence de nombreuses cavités, même micro scopiques, augmente de façon très sensible la surface réelle de l'objet que l'on veut traiter.
On a reconnu que la couche obtenue sui vant le nouveau procédé était formée de cris taux beaucoup plus petits que ceux que l'on obtient par les anciens procédés. Ces peti+s cristaux, serrés les uns contre les autres, for ment une couche continue, surtout lors qu'ainsi qu'il est -décrit plus loin, on a ajouté à l'électrolyte .un sel d'aluminium puis que l'on plonge l'objet après le traitement électro lytique dans une solution basique.
Il est évidemment important que l'élec trolyte ait une composition permettant l'uti lisation du courant électrique sous les ten sions et ampérages indiqués ci-dessus, afin que l'on puisse produire le .genre de couche désiré (c'est-à-dire soit une couche dure, soit une couche plus plastique et flexible), cette couche étant toujours de structure excessive ment fine et dense et adhérant le plus forte -ment possible au métal de base, tout en étant obtenue sans perte de matière. Elle est prin- cipalement formée :d'oxyde d'aluminium qui peut être plus ou moins hydraté et même contenir une faible proportion :do sulfate d'aluminium très basique.
On a constaté qu'une telle couche est entièrement exempte de tensions -de surface, lesquelles peuvent produire des lignes,de rupture dans le métal do base et qui sont particulièrement dange reuses dans les cas -d'objets minces et :dans les parties soumises .à de ,grands efforts.
Le récipient contenant l'électrolyte peut être en plomb, mais il est @de préférence en une matière non conductrice ou qui a été rendue telle, vu qu'il est très désirable que la surface de la cathode puisse être modifiée à, volonté et ne soit jamais plus grande que la surface -de l'anode.
Les courants d'ampérage les plus faibles sont à employer pour -de l'aluminium -de tex ture serrée, par exemple pour :des tubes éti rés ou des feuilles laminées, et les ampérageç élevés pour des pièces coulées dont la sur face est moins compacte et plus poreuse. De préférence, la durée .du traitement s'étend de 15 à 50 minutes et la température du bain est maintenue entre 15 et 32 C.
Voici quelques exemples de mises en aeu- vre pratiques du procédé selon l'invention: <I>Exemple 1:</I> Pour obtenir une couche extrêmement dure et dense ayant une résistance maximum à l'abrasion et la corrosion, on emploie un électrolyte composé :de 1 partie en volume d'acide sulfurique à 66 Bé et de 3 parties en volume d'eau distillée ou d'une eau douce. Ce bain est maintenu, pendant le passage du courant ayant les caractéristiques indiquées ci-dessus, à une température comprise entre 15 et 18,5 C.
La durée idu traitement peut varier ide 20 à 40 minutes selon l'épaisseur de la couche que l'on désire obtenir et selon la nature,du métal constituant l'anode.
<I>Exemple 2:</I> Si le métal constituant l'anode est po reux, ou particulièrement si l'on veut ensuite le teindre, on emploiera avec avantage un bain de la composition ,donnée à l'exemple 1, mais contenant en outre du sulfate d'alumi nium. Ce bain peut être composé comme suit: on .dissout 900 grammes -de sulfate d'alumi nium @dans 13,5 litres d'eau distillée bouil lante ou :d'une eau :douce bouillante. Lorsque cette solution est froide, on y ajoute 4,5 li tres -d'acide sulfurique à 66 Bé. On se sert de cet électrolyte comme ,dans le cas -de l'exemple 1.
Après traitement, l'objet est légèrement lavé, puis plongé dans une solu tion basique, contenant par exemple,de l'a-m- moniaque.
L'adjonction,de sulfate .d'aluminium pré sente le grand avantage ,suivant: la couche d'oxyde obtenue, quelqu'irrégulière que puisse être la forme de l'objet traité, :est ab solument unie. En effet, tous les pores de la surface retiennent :du sulfate d'aluminium en solution et après le passage dans le bain ba sique, une couche d'hydroxyde d'aluminium formée à partir du sulfate vient compléter la couche d'hydroxyde d'aluminium résul tant du traitement anodique.
On a également trouvé que l'on peut for tement augmenter ,la dureté ,de lacouche ob tenue en plaçant les objets traités pendant 15 :à 20 minutes :dans une chambre appro priée maintenue à une température comprise entre 60 et 85 C. I<B>l</B> se produit ainsi un étuvage qui facilite la déshydratation idu sel basique ou @de l'oxyde.
Exemple <I>3:</I> Lorsque la :couche obtenue, par exemple sur des feuilles ou des bandes, est destinée à être teintée, puis ,soumise à un pressage, étampage ou étirage. son caractère doit être tout différent ,de celui obtenu par les exem ples 1 et 2. Dans ce dernier cas, la couche doit être excessivement :ductile, tout en étant d'une formation très fine et très serrée, et en adhérant fortement au métal -de base.
Dans @ce but, on ,doit chercheur à obtenir le maximum d'hydroxyde, sans toutefois que le métal de :l'anode se,dissolve .dans le bain. On procède comme suit: On ajoute 11,2 litres d'acide sulfurique à '66 Bé, à 4,5 litres d'eau distillée ou d'une eau douce. Lorsque le mélange est refroidi, on ajoute au tout 4,5 litres ,d'une solution saturée à 1-8,5 C de bichromate de potas sium. Ce bain est utilisé avec un courant ayant les caractéristiques indiquées ci-dessus.
Sa température peut varier de 21 C à 32 C, lorsque l'on désire obtenir une couche en teinte sombre, en particulier noire par l'em ploi de nigrosine, et ide 1.5 à 18,5 C, lors que l'on désire obtenir une couche claire et lorsque Won .désire procéder rapidement. La durée de ,l'opération s'étendra -de 10à 40 mi nutes selon le genre d'objets traités, l'épais seur .de la,couche et l'intensité de la -couleur requises.
L'adjonction @de bichromate @de. potassium au bain a pour avantage -de rendre la couche plus tendre et d'élever son pouvoir l'absorp- tion des colorants. Bien que le bichromate ,de potassium soit préféré, il peut être rem plaeé par :de l'alun ordinaire ou par du sul fate de chrome en proportion -de 2 à 3 % du bain.
<I>Exemple 4:</I> Dans le cas de certains alliages .d'alumi nium & densité variable, en particulier dans le cas -d'aluminium de faibles sections qui a été soumis à un étirage, à un tréfilage ou à une compression, on peut procéder comme suit: On mélange 11,2 litres d'acide sulfurique à 66 Bé avec 9 litres d'eau distillée et on ajoute au tout 1,1 kg de sulfate d'aluminium ainsi qu'un .colloïde dispersible dans l'eau.
Ce colloïde est en général un oollo.nde orga nique, par exemple la gélatine, -et, de préfé rence, un hydrate de ,carbone ou un polysa.c- charide, comme par exemple la dextrine, la gomme adragante, l'agar ou des extraits aqueux de mousse -d'Islande.
L'adjonction de gélatine se fait dans une proportion correspondant à 3 grammes par '4,5 litres de solution. Dans le cas de la -dex- trine, cette a,djonetion se fait à raison de 28,3 grammes par 4,5 litres .de solution. Ce bain est employé à une température ,do 15 à 18,5 C et avec un courant de 100 volts et .d'une intensité correspondant à 10 à 26 ampères par m\ de surface anodique pour,des objets ,coulés, mais :de 10 à 20 am pères par m= de surface anodique pour des objets en aluminium ou alliages d'aluminium laminés ou étirés.
La ,durée du traitement variera -de 15 à 30 minutes selon l'épaisseur désirée de la .couche et .le caractère du métal.
Il -est connu que les objets recouverts 'd'une couche -d'oxyde peuvent être teintés avec -des colorants organiques ou être colo rés à l'aide de .sels métalliques appropriés. Le colorant ou .le sel métallique employé pour la teinture peut être présent -dans l'élec trolyte même, ou bien l'objet, après avoir été revêtu d'une couche d'oxyde, peut être lavé puis traité avec le -colorant ou le sel métalli que pour produire la couleur désirée, soit par simple immersion, soit par traitement électrolytique.
Dans le second cas, les objets doivent être .sortis .de l'électrolyte employé pour le traitement anodique, légèrement la vés avec de l'eau -et plongés dans une solu tion aqueuse alcaline, par exemple une solu tion d'ammoniaque, avant d'être introduits dans la solution -du colorant ou du sel mé tallique.
On peut employer un électrolyte con tenant une proportion relativement élevée de sulfate -de soude. Par exemple le rapport da ss ulfatc,de soude (exprimé comme ,sel cristal- lisé NaiS04 -i- 10 H\0) en solution à l'acide sulfurique peut être de 1 partie en poids d'acide sulfurique pour 3,2 parties de sulfate.
En outre, on peut ajouter, à .l'électrolyte, 'un agent oxydant tel que -du persulfate -de -sodium ou de potassium ou,du perborate de sodium ou de potassium, de préférence en proportion tout au plus égale à 1 % du bain.
Exemple <I>5:</I> On dissout du sulfate de soude dans -de l'eau et on y ajoute de l'acide sulfurique de manière à obtenir une solution dont la teneur totale de .sulfate et,d'acide varie entre 25 et 55%, le rapport entre l'acide sulfurique et le sulfate de sodium (exprimé comme sel cristallisé) étant égal à 1 -du premier pour 3,2 du dernier. Les objets à revêtir sont plon gés dans cet électrolyte et soumis, comme anode, à un courant de 100 volts et d'une intensité variant entre 10 à 35 ampères par m2 de surface à traiter.
On peut obtenir ainsi des couches dures ou des couches tendres. L'électrolyte le moins concentré donne -des couches dures, alors que celui le plus concentré donne des couches tendres.
En outre, pour obtenir des couches ten dres, on peut ajouter à l'électrolyte .ci-dessus une petite quantité d'un colloïde organique dispersible clans l'eau tel que .la .dextrine, la gomme adragante, la gomme acacia de toute espèce et en particulier la gomme ghatti. Dans ce but, on peut préparer une -disper sion aqueuse à 1 % d'un de ces colloïdes et l'ajouter au bain à raison de 25 parties en volume de dispersion pour 75 parties en vo lume d'électrolyte.
La souplesse et la continuité de la couchF obtenue suivant le présent procédé sont telles qu'elles assurent une isolation électrique par faite, durable et entièrement résistante à l'usage, de l'objet (par exemple un fil), sans qu'il soit nécessaire de recourir pour cela à un traitement spécial ou à des machines au tres que celles connues dans la technique courante.
Des procédés ont été décrits d'après les quels on parviendrait à donner, grâce à un traitement mécanique effectué au cours du passage -des fils d'aluminium ou d'alliage d'aluminium dans le bain électrolytique, une isolation durable et résistante à ces fils. La différence entre le présent procédé et ceux connus jusqu'ici, et l'avantage qu'il présente par rapport à ceux-ci, ressortent tout particu lièrement du fait qu'avec le nouveau procédé, un traitement mécanique est entièrement su perflu et que l'on peut utiliser pour son exécu tion industrielle .les machines employées de puis longtemps .dans diverses industries pour tous les traitements continus de fils, de tis sus, de tôles minces, etc.
Les objets recouverts d'une couche d'oxyde ou,d'hydroxyde obtenue par électro lyse, peuvent ensuite être traités avec une solution d'un sel de chrome, pour en augmen ter le mordant.
Par exemple, un objet en aluminium ou en alliage d'aluminium ayant été revêtu d'une couche d'oxyde ou d'hydroxyde, peut être plongé -dans un bain d'alun de chrome d'une concentration de<B>1%.</B> L'objet est en suite lavé légèrement à l'eau de manière à n'enlever qu'une partie du sel -de chrome, puis ensuite immergé et lavé dans .de l'am moniaque. On peut alors teindre .cet objet par simple immersion -dans une ,solution d'un colorant approprié ou par traitement anodi que dans une solution qui peut contenir des sels augmentant la conductibilité de l'élec trolyte.
On peut aussi traiter les objets en alumi nium ou alliage d'aluminium revêtus d'oxyde par voie électrolytique, avec une solution d'un vanadate, par exemple une solution à 1 % 4e vanadate d'ammonium) et ensuite avec une solution d'acide tannique, par exemple.
Pour obtenir des teintes noires foncées, on peut traiter les objets, une fois revêtus d'une couche adhérente d'oxyde, avec du chlor- hydrate d'aniline, puis ensuite avec une so lution d'un bichromate.
Enfin, pour s'assurer l'obtention d'une coloration noire solide de la couche d'oxyde teintée à la nigrosine ou avec un autre colo rant, on peut, après teinture, laver -dans de l'eau .l'objet traité et ensuiteele tremper -dans une solution à 1 % de trinitrophénol. La co loration est ainsi améliorée -et rendue per manente.