Procédé de dépôt électrolytique et dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé Pour obtenir des dépôts électrolytiques ho mogènes et adhérents en utilisant des densités de courant poussées en vue d'accélérer l'opéra tion, on a généralement recours à des agita teurs. Ces agitateurs agissent sur le bain et in troduisent de l'air sans modifier la position relative des objets à traiter par rapport aux électrodes fixes.
La présente invention qui a pour objet un procédé de dépôt électrolytique et un dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé, vise à remédier à ces inconvénients ; le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on rend les pièces à traiter solidaires d'une électrode mise en un état de vibration tel qu'il facilite le renouvellement du bain et sépare les bulles gazeuses à leur naissance, de sorte que le dé pôt résultant est exempt de cavités nuisibles.
Le dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de suspension pour les objets à traiter, qui sont solidaires d'une électrode mue par un moteur électrique et excitée par un vi brateur électromagnétique comportant deux plateaux couplés à l'électrode, la vibration étant réglée de telle manière que les bulles de gaz dé gagées soient séparées pour les empêcher de s'incorporer à la matière à déposer, malgré l'utilisation d'une forte densité de courant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution du dispositif pour la mise en #uvre du procédé suivant l'inven tion, comprenant une électrode vibrante.
La fig. 1 représente une vue latérale d'un moteur électrique destiné à faire tourner une électrode centrale couplée à un vibrateur.
La fig. 2 représente une coupe verticale schématique avec vue partielle d'un vibrateur couplée à cette électrode centrale.
La fig. 3 représente une vue de l'extrémité de cette électrode, destinée à plonger dans un bain électrolytique.
La fig. 4 est une coupe suivant<I>IV-IV</I> de la fig. 2, représentant des moyens de fixation su périeurs du vibrateur sur l'électrode centrale.
La fig. 5 est une coupe suivant V-V de la fig. 2, faisant voir la disposition d'un enroule ment électrique et de noyaux lamellés.
L'ensemble du dispositif représenté est fixé sur un mur. Le moteur 2 est maintenu par un tube 3 à l'intérieur duquel sont disposés un câble destiné à l'alimentation du moteur et un fil conducteur correspondant à l'électrode vi brante. Le moteur 2 est du genre de ceux pou vant exécuter un mouvement pendulaire de ro tation. L'électrode 4 est susceptible d'exécuter les mouvements de rotation qui lui sont im primés par le moteur 2. Elle est conductrice pour assurer l'alimentation du bain électroly- tique en coopération avec les électrodes fixes situées dans le bain.
Sur l'électrode 4 est monté un vibrateur électromagnétique représenté schématiquement à la fig. 2. Le vibrateur électromagnétique comprend deux plateaux métalliques 5a et 5b, dont chacun est percé d'un trou central pour pouvoir être glissé sur l'électrode centrale 4. Les plateaux sont maintenus à une certaine distance réglable par des ressorts 6a-d, en tourant chacun une tige filetée 7a-d. Sur les dites tiges 7a-d, prolongées au-delà du plateau <I>5a,</I> sont disposés des ressorts 8a-d comprimés de façon réglable par des écrous 16a-d avec interposition de rondelles.
Le plateau inférieur 5b qui est traversé par les tiges 7a-d sert à la fixation réglable de ces dernières. L'ensemble des plateaux 5a et 5b, des tiges 7a-d et des ressorts 6a-d et 8a-d, constitue un dispositif mécanique susceptible d'osciller et dont la fré quence propre est réglable entre certaines limi tes par le réglage de la distance des plateaux.
Pour exciter cet oscillateur mécanique, un enroulement électrique 9 est prévu ; il est fixé sur le plateau inférieur 5b. A l'intérieur de cet enroulement et suivant son axe sont disposés deux jeux 10 et 11 de quatre corps lamellés en fer doux, le jeu 10 étant solidaire du plateau inférieur 5b et le jeu 11 étant solidaire du pla teau supérieur 5a. Entre les deux jeux de corps lamellés 10 et 11, est ménagé un intervalle 12 pour les besoins de réglage du système oscillant et pour permettre la vibration des deux pla teaux par charge et décharge des ressorts.
L'excitation de l'électrode ou plus exacte ment du système oscillant composé de l'élec trode et du support chargé des objets à traiter peut s'effectuer, soit en régime forcé, soit par résonance.
En régime forcé, le courant alternatif ou les pulsations, circulant dans l'enroulement 9, excitent les plateaux 5a et 5b qui se mettent à vibrer au même rythme que la fréquence d'excitation. La vibration des plateaux s'effec tue contre et avec la contribution des ressorts 6a-d et 8a-d, entre lesquels est inséré le pla teau 5a. Les extrémités intérieures des jeux de corps lamellés 10 et 11 se rapprochent et s'écartent dans la direction axiale avec la fré quence d'excitation, dans l'intervalle 12. Le vibrateur ainsi constitué agit sur l'électrode 4 à laquelle il est lié de façon réglable, aux em placements de l'un et de l'autre des deux pla teaux 5a et 5b. Le plateau 5b est couplé à l'électrode 4 à l'aide d'un écrou 13.
Le plateau 5a est solidaire d'une bague 14 munie de qua tre vis de serrage 15, servant à ajuster la posi tion de ce plateau. sur l'électrode 4 et à régler le couplage entre ce plateau et l'électrode.
Le couplage entre les deux plateaux 5a et 5b vibrant en synchronisme peut être réglé au moyen des écrous 16a-d, les forces d'excita tion dépendant de la grandeur de l'intervalle 12. Les ébranlements se propageant dans l'élec trode, depuis les plateaux en sens opposés, peu vent donner naissance à une vibration station naire, indépendante de la fréquence propre du système oscillant. Cette vibration stationnaire s'installe alors dans toute l'électrode.
Les plateaux occupent l'emplacement d'un ventre où les déplacements à un instant donné ont le même signe. La distance entre les pla teaux est donc d'une longueur d'onde. En ad mettant pour fixer les idées une distance entre plateaux de 10 cm et une vitesse de propa gation longitudinale de 5000 m/s, on aura comme plus petite fréquence possible la valeur
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C'est une fréquence qu'il est possible d'attein dre théoriquement si l'électrode est assez sou ple, mais elle ne sera guère réalisée dans les conditions d'exploitation d'un bain électroly tique. Pour opérer en régime forcé, il y a lieu de la diminuer.
A cet effet, on pourra impri mer à chaque électrode, en séparant les enrou lements, des déplacements simultanés de sens opposés, de sorte qu'à la place de deux noeuds intermédiaires, on n'en aura qu'un. La distance entre les deux plateaux ne mesure alors plus qu'une demi-longueur d'onde ; la fréquence est diminuée de moitié. En immobilisant l'un des plateaux, en supprimant le jeu de corps lamel lés ou l'enroulement correspondant, on y cons titue un noeud, de sorte que la distance entre les deux plateaux ne mesure qu'un quart de longueur d'onde, et la vibration correspondante aura une fréquence de 12 500 cycles par se conde.
Pour obtenir une fréquence supérieure à celle du courant excitant, mais inférieure à celle résultant des possibilités décrites, il faut exciter la fréquence propre de l'ensemble com prenant l'électrode, ses accessoires et sa charge. A cet effet, il suffit de produire un décalage dans le temps entre la transmission à l'élec trode des vibrations de chacun des deux pla teaux, ce qui est aisé à produire par un cou plage distinct entre chacun des plateaux et l'électrode, combiné avec un couplage lâche en tre les deux plateaux seuls. On glisse le vibra teur sur l'électrode en choisissant une position favorable à l'excitation de la fréquence propre de l'électrode.
On serre l'écrou 13 du plateau 5b pour définir un ventre de vibration et l'on règle expérimentalement le couplage entre le plateau 5a et l'électrode 4, en serrant plus ou moins les quatre vis 15 retenues dans la bague 14. Le retard produit dans la transmission de l'ébranlement définit le décalage de phase. Les deux plateaux jouent le rôle d'excitateur à im pulsions de la fréquence propre et la seule pré caution à prendre consiste à assurer qu'ils ne perturbent pas cette fréquence. Pour prévoir la fréquence propre de l'électrode, on peut l'assi miler à une poutre encastrée du côté moteur et chargée à l'autre extrémité par les accessoires immergés dont le poids se manifeste dans la direction de l'axe longitudinal et est équivalent à une force d'amortissement.
Une électrode chargée quia quatre à cinq fois la longueur de la distance entre les plateaux a une fréquence propre d'environ 5000 cycles par seconde. Pour l'exciter, une fréquence d'excitation de l'ordre de grandeur de 500 cycles par seconde suffit dans les conditions décrites.
La fig. 2 représente un vibrateur schéma tisé. En réalité d'autres vibrateurs, convenable ment adaptés, pourraient être utilisés. A cet effet, on peut modifier la position, les dimen sions, la forme et le nombre des corps lamellés et des enroulements. En particulier, les plateaux du vibrateur, au lieu d'être circulaires pourraient être poly gonaux ou simplement symétriques par rapport à l'axe de l'électrode, ou par rapport à un plan passant par cet axe.
L'extrémité de l'électrode, représentée à la fig. 3, est constituée par un cylindre fendu et serré au moyen d'une vis à ailettes 18. Elle est munie des crochets nécessaires pour la suspen sion, dans le bain électrolytique, de supports servant à exposer les objets à traiter au cou rant qui passe radialement des électrodes fixes vers l'électrode vibrante, ou inversement.
Dans une forme d'exécution non dessinée le vibrateur comprend deux enroulements électri ques, distincts et coaxiaux, solidaires chacun de l'un des plateaux, excitant chacun un corps lamellé en fer doux, qui est solidaire du pla teau correspondant.
Une vibration longitudinale de l'électrode est essentielle pour l'obtention de dépôts élec trolytiques de qualité. La vibration ébranle les objets à traiter en interceptant le flux de parti cules chargées sur un espace plus étendu. Elle empêche la formation de gros grains ou de cristaux par le changement périodique de posi tion, balayant les différents points d'une ré gion du bain voisine des objets. La vibration sépare les bulles gazeuses dès leur naissance et empêche leur pénétration dans la substance déposée. Le dépôt acquiert de cette manière l'homogénéité, l'adhérence et la dureté voulues. Le dispositif décrit permet de travailler à des densités de courant, comprises entre 0,5 et 4 A/dm2, environ le double de ce qu'on atteint sans vibrations.
Ce dispositif présente ainsi un moyen d'accélérer la production de dépôts élec trolytiques de qualité, sans risque d'échauffe ment anormal, ni de l'électrolyte, ni des objets à traiter.