La présente invention concerne un dispositif pour masquer et protéger temporairement au moins une partie de la surface d'une pièce pendant que la pièce est soumise à un traitement de surface.
L'invention concerne également l'utilisation dudit dispositif pour masquer l'intérieur de pièces creuses durant les opérations liées au placage de celles-ci par électrolyse.
Au cours des opérations concernant les traitements de la surface des pièces manufacturées, il est souvent nécessaire d'épargner, c'est-à-dire de protéger pendant la durée de l'opération, certaines zones de la surface des pièces à traiter. Parmi de tels traitements, on peut citer, par exemple, le décapage, le gravage chimique, le vernissage, les traitements de conversion, de phosphatation et d'anodisation, la métallisation sous vide et le placage par voie chimique ou électrochimique.
Les pièces pouvant être soumises à ces traitements peuvent être de natures très variées. Il peut s'agir de pièces en métal, en matières minérales, ou en matières organiques naturelles ou synthétiques. De telles pièces peuvent intéresser les industries les plus diverses, par exemple, celles de la décoration, I'industrie chimique et électrochimique, I'électronique, I'industrie mécanique, les instruments de musique, la bijouterie, I'orfèvrerie, les instruments scientifiques, la photographie, I'horlogerie, etc.
Les moyens d'épargne utilisés généralement sont eux-mêmes très variés et dépendent en grande partie de la forme des pièces et de la disposition des zones à protéger. Par exemple, pour épargner certaines zones facilement accessibles de pièces, on peut utiliser des vernis ou laques de solubilité sélective, des bandes adhésives pouvant se détacher après le traitement (masking-tape), des photo-resists et des masques amovibles en matière résiliente. Par vernis de solubilité sélective, on entend un vernis non soluble (ou presque) dans le milieu où se déroule le traitement de surface mais qui peut être ensuite facilement éliminé par dissolution dans un liquide approprié. Par photo-resists, on entend des laques rendues résistantes au milieu de traitement de surface par exposition à la
lumière.
Quant aux masques amovibles, ce sont des feuilles ou
plaques de matières souples non adhésives qu'on doit maintenir
en place, par pression, sur les pièces à épargner.
Lorsqu'on doit épargner l'intérieur de pièces creuses, les
moyens ci-dessus peuvent ne pas convenir et on aura alors recours
à la pose, dans les ouvertures, de bouchons préformés ou coulés
directement dans les pièces.
Tous les moyens cités ci-dessus présentent certains inconvé
nients: en effet, les opérations d'épargne requièrent une manipula
tion souvent longue et compliquée, d'où dépense indésirable de
temps et de main-d'oeuvre. D'autre part, la protection recherchée
est quelquefois incomplète ou même illusoire car, dans certains
milieux, les produits d'épargne se décollent ou se dissolvent, ce
qui entraîne de plus la contamination des milieux de traitement.
Enfin, l'élimination terminale des produits d'épargne demande
également beaucoup de soins et de temps pour être efficace et
complète et, bien souvent, la matière protectrice dissoute et le
solvant, inséparables après usage, ne peuvent être réutilisés.
Dans le cas de corps creux on se heurte encore à des difficultés
supplémentaires. Ainsi, par exemple, une certaine forme de
bouchons ne convient qu'à une ouverture de forme et de dimen
sions bien déterminées, et ceux-ci sont souvent malaisés à intro
duire et à retirer d'une telle ouverture, particulièrement lorsque
celle-ci est très étroite. D'ailleurs, ces bouchons s'usent vite et ne
peuvent être réutilisés que pour un nombre limité d'opérations.
D'autre part, I'utilisation de bouchons coulés implique de pouvoir
disposer d'un four de coulée rempli de matière fondue, appareil
encombrant et peu commode à utiliser.
Le dispositif de l'invention remédie pratiquement à tous les
inconvénients susmentionnés.
Il est caractérisé par une vessie ou ballon gonflable en matière
élastique relié à des moyens pour gonfler celui-ci par un fluide
agencé de manière que par gonflage l'enveloppe dudit ballon
vienne s'appliquer étroitement et en contact étanche contre la surface à protéger, isolant ainsi celle-ci de tout contact direct avec le milieu extérieur.
Le dessin représente à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention et des détails d'une variante.
La fig. 1 représente schématiquement, en coupe partielle, un support d'accrochage de pièces devant subir un traitement de surface, par exemple, une métallisation électrolytique.
La fig. 2 représente, en coupe à échelle agrandie, un détail d'une variante, la fig. 2A montrant le ballon du dispositif avant son gonflage et la fig. 2B après cette opération.
Le support d'accrochage, appelé rack par les gens de métier, représenté à la fig. 1, comprend 2 pièces métalliques de soutien 1 et 2 recouvertes de matière isolante et reliées l'une à l'autre par trois tubes métalliques 3, 4 et 5 également recouverts de matière isolante. La couronne 1 est munie d'un étrier 6 comportant, à sa face supérieure, une poignée 7 servant à soulever le rack et, centré sur sa face inférieure, un plot 8 présentant un logement tronconique destiné à recevoir l'extrémité supérieure d'une tige verticale se dressant au centre d'un bac d'électrolyse, non représenté, qui assure l'entraînement en rotation du support de même que son alimentation en courant.
Le tube 4 est relié à un tube 9 permettant d'y introduire un gaz et communique avec les tubes 3 et 5 par des jonctions tubulaires latérales 10 et lOa. De plus, chacun des tubes 3, 4 et 5 communique avec une série de bras tubulaires métalliques radiaux 1 1 munis chacun d'une vanne 12 et dont l'extrémité, dressée, comporte des crochets ou broches de fixation 13. Ces crochets sont en contact avec la matière métallique des bras, de manière à recevoir le courant électrique parvenant à ceux-ci. Les bras 11 comportent encore, bridés à leurs extrémités de manière étanche par des attaches non représentées, des ballons ou vessies gonflables 14 en matière élastique.
Par souci de clarté, on a représenté, coupés à la fig. 1, les bras 1 1 attenant au tube 5. Par ailleurs, pour mieux illustrer le fonctionnement du présent dispositif, on a représenté à la fig. 1 certains des crochets 13 engagés dans la partie creuse de pièces 15, en forme de cylindre creux, à plaquer au moyen du présent rack.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Les pièces 15 étant fixées au rack par les crochets 13 et les ballons 14, dégonflés, étant engagés dans la partie creuse de cellesci, on relie le tube 9 à une source de gaz sous pression, par exemple un cylindre d'air comprimé et, en agissant sur les vannes 12, on gonfle les ballons de manière que leur enveloppe s'applique étroitement contre la paroi intérieure des pièces à plaquer. La surface métallique des pièces ainsi en contact avec la matière isolante des ballons sera donc protégée du milieu extérieur, en l'espèce le bain de placage.
La fig. 1 montre diverses phases successives de ce processus: en 16a, le dispositif est au repos; en 16b la pièce 15 est engagée sur celui-ci, de manière que le ballon encore dégonflé, en occupe partiellement la partie creuse; en 16c on a représenté le ballon gonflé dont l'enveloppe dilatée épouse intimement la forme des parois de la cavité intérieure de la pièce 15.
Il est à remarquer que les composants tubulaires du présent dispositif pourraient également être en une matière isolante (polyéthylène, PVC, etc.), le courant étant alors amené du plot 8 aux crochets 13 par des fils conducteurs. D'autre part, pour gonfler les ballons, on pourrait utiliser d'autres gaz, par exemple le CO2, I'azote, I'argon, ou même des liquides, par exemple, de l'eau. Il est entendu qu'on pourrait aussi alimenter le tube 9 du
dispositif par un compresseur.
Il est aussi à noter que la forme et le nombre des tubes et des
bras tubulaires du présent rack pourraient être quelconques. De
même, ce rack pourrait être de forme rectangulaire au lieu d'être
cylindrique.
Il est encore à remarquer que la matière élastique du ballon
peut être quelconque, pour autant qu'elle résiste à la pression de
gonflage. Comme telle matière, on peut utiliser, par exemple, le caoutchouc, le néoprène, le buna, les élastomères à base de polyuréthannes et polyurées, etc.
Dans la variante de la fig. 2, le dispositif, dont on n'a représenté qu'un détail, comprend des bras creux 20 dont l'embouchure est dirigée vers le bas. L'extrémité de ces bras comporte, fixés par une agrafe 21, un fil conducteur souple 22 et un ballon gonflable 23. Cette variante ne comporte pas de crochets de fixation des pièces analogues aux crochets 13 pour la raison suivante: lorsque la pièce à plaquer présente une saillie intérieure 24 telle que celle de la pièce représentée 25 ou un col 26, le ballon, une fois gonflé (fig. 2B), retient la pièce car son enveloppe, distendue, épouse si étroitement les formes intérieures de celle-ci qu'on ne pourrait la retirer sans déchirer le ballon. Dans ce cas, le fil souple 22, coincé entre l'enveloppe du ballon et la surface de la pièce, assure le contact électrique désiré entre celle-ci et la source de courant.
On notera encore que le ballon, une fois gonflé, obture parfaitement le trou 27 découpé dans le fond de la pièce 25 et empêche ainsi la solution de placage de pénétrer dans le creux de celle-ci.
Il est évident que l'application du présent dispositif à l'épargne des pièces présente des avantages incontestables comparée aux procédés usuels. A titre d'exemples, on citera les avantages suivants:
I) Protéger certaines parties de la surface intérieure de pièces
(soudures internes, par exemple) de manière à empêcher leur
contact avec un bain pouvant attaquer celles-ci. Une telle
action aurait en effet pour résultat d'affaiblir la pièce et de
polluer le bain en métal dissous (inconvénient rhédibitoire
dans le cas de bains de placage de métaux précieux).
2) Protéger un taraudage d'une pièce pendant une opération de
placage. En effet, la métallisation de filets non protégés d'une
telle pièce pourrait en modifier les cotes à un degré inadmis
sible.
3) Protéger l'intérieur d'un corps creux, par exemple bouchon de
stylo, corps de briquet, boîte de montre, coupes, boites à
pastilles, de manière que, lors d'un placage par un métal
précieux, celui-ci ne se dépose pas à l'intérieur où il n'aurait
aucune utilité. Le présent dispositif permet ainsi, dans un tel
cas, de réaliser des économies appréciables en métal précieux.
4) Faire subir des traitements sélectifs à différentes parties d'une
pièce, le ballon pouvant être gonflé et dégonflé à volonté au
cours des étapes du traitement.
Les exemples suivants illustrent l'utilisation du dispositif de l'invention.
Exemple 1:
Placage de corps de briquets dans un bain d'or
On a déposé un revêtement d'or au moyen d'un bain d'or électolytique sur des corps de briquets dont les surfaces extérieures et intérieures (0,6 dm2) ont été considérées comme égales.
On a d'abord opéré au moyen d'un rack traditionnel sans protéger la surface intérieure des corps de briquets. Après placage, on a mesuré une épaisseur d'or de 10 11 à l'extérieur de la pièce et de 6 u à l'intérieur, soit 8 *u en moyenne. La densité de
l'or étant de 19,3, le poids d'or déposé était donc de 1,73 g par
briquet.
On a répété les opérations ci-dessus en utilisant le dispositif
dont la forme d'exécution est décrite plus haut et on a ainsi
épargné, lors du placage, la surface intérieure des corps de bri
quets. Dans ce cas, le poids d'or déposé par pièce était-de 0,92 g (10u).
L'économie d'or réalisée au moyen du présent dispositif est
donc de 0,81 g c'est-à-dire d'environ 50%.
Exemple 2:
Placage sélectif
On suspend, par leurs cornes, des boites de montres à un rack
dont chaque position d'accrochage est équipée, selon le dispositif de l'invention, d'un embout muni d'un ballon gonflable agencé de façon que, par gonflage, celui-ci vienne masquer les parois intérieures de la boîte alors qu'il ne les touche pas au repos.
On immerge le rack dans un bain électrolytique d'argent et recouvre les pièces, à l'intérieur et à l'extérieur, d'une couche d'argent.
Après rinçage, on gonfle les ballons et, dans ces conditions, on immerge le rack dans un bain de dorage. La surface intérieure des pièces étant protégée par les ballons gonflés, I'or ne se dépose qu'à l'extérieur de celles-ci. Le présent dispositif permet donc de masquer ou de découvrir, à volonté, certaines zones de pièces à traiter.
The present invention relates to a device for temporarily masking and protecting at least a part of the surface of a part while the part is subjected to a surface treatment.
The invention also relates to the use of said device for masking the interior of hollow parts during operations linked to the plating thereof by electrolysis.
During operations relating to the surface treatments of manufactured parts, it is often necessary to spare, that is to say to protect during the duration of the operation, certain areas of the surface of the parts to be treated. Among such treatments, there may be mentioned, for example, pickling, chemical etching, varnishing, conversion, phosphating and anodization treatments, vacuum metallization and chemical or electrochemical plating.
The parts which can be subjected to these treatments can be of very varied nature. They may be parts made of metal, mineral materials, or natural or synthetic organic materials. Such pieces can be of interest to the most diverse industries, for example, those of decoration, the chemical and electrochemical industry, electronics, the mechanical industry, musical instruments, jewelry, goldsmith, scientific instruments. , photography, watchmaking, etc.
The savings means generally used are themselves very varied and depend to a large extent on the shape of the rooms and the arrangement of the areas to be protected. For example, to spare certain easily accessible areas of parts, it is possible to use varnishes or lacquers of selective solubility, adhesive tapes which can come off after the treatment (masking-tape), photo-resists and removable masks made of resilient material. By varnish of selective solubility is meant a varnish which is insoluble (or almost) in the medium where the surface treatment takes place but which can then be easily removed by dissolution in a suitable liquid. By photo-resists is meant lacquers made resistant to the surface treatment medium by exposure to
light.
As for removable masks, they are sheets or
non-adhesive flexible material plates that must be maintained
in place, by pressure, on the parts to be spared.
When it is necessary to spare the interior of hollow parts, the
means above may not be suitable and we will then resort to
when installing preformed or cast plugs in openings
directly into the rooms.
All the means cited above have certain drawbacks
nients: in fact, savings transactions require manipulation
tion often long and complicated, hence the unwanted expense of
time and manpower. On the other hand, the protection sought
is sometimes incomplete or even illusory because, in some
media, savings products peel off or dissolve,
which also leads to contamination of the processing media.
Finally, the terminal elimination of savings products requires
also a lot of care and time to be effective and
complete and, in many cases, the protective material dissolved and the
solvent, inseparable after use, cannot be reused.
In the case of hollow bodies, there are still difficulties
additional. So, for example, some form of
caps are only suitable for opening of shape and size
well-defined sions, and these are often difficult to intro
to extend and remove from such an opening, particularly when
this one is very narrow. Moreover, these plugs wear out quickly and do not
can be reused only for a limited number of operations.
On the other hand, the use of cast caps implies being able to
have a casting furnace filled with molten material, apparatus
bulky and inconvenient to use.
The device of the invention overcomes practically all the
disadvantages mentioned above.
It is characterized by an inflatable bladder or balloon made of
elastic connected to means for inflating the latter with a fluid
arranged so that by inflation the envelope of said balloon
comes to be applied closely and in tight contact against the surface to be protected, thus isolating it from any direct contact with the external environment.
The drawing shows by way of example an embodiment of the invention and details of a variant.
Fig. 1 schematically shows, in partial section, a support for hooking parts to undergo a surface treatment, for example, an electrolytic metallization.
Fig. 2 shows, in section on an enlarged scale, a detail of a variant, FIG. 2A showing the balloon of the device before it is inflated and FIG. 2B after this operation.
The hooking support, called a rack by those skilled in the art, shown in FIG. 1, comprises 2 metal support parts 1 and 2 covered with insulating material and connected to each other by three metal tubes 3, 4 and 5 also covered with insulating material. The crown 1 is provided with a bracket 6 comprising, on its upper face, a handle 7 serving to lift the rack and, centered on its lower face, a stud 8 having a frustoconical housing intended to receive the upper end of a vertical rod standing in the center of an electrolytic tank, not shown, which drives the support in rotation as well as its current supply.
The tube 4 is connected to a tube 9 allowing a gas to be introduced therein and communicates with the tubes 3 and 5 by lateral tubular junctions 10 and 10a. In addition, each of the tubes 3, 4 and 5 communicates with a series of radial metal tubular arms 1 1 each provided with a valve 12 and the end of which, upright, comprises hooks or fixing pins 13. These hooks are in contact with the metallic material of the arms, so as to receive the electric current reaching them. The arms 11 also comprise, flanged at their ends in a sealed manner by fasteners not shown, inflatable balloons or bladders 14 made of elastic material.
For the sake of clarity, there is shown, cut in FIG. 1, the arms 1 1 adjacent to the tube 5. Furthermore, to better illustrate the operation of the present device, there is shown in FIG. 1 some of the hooks 13 engaged in the hollow part of parts 15, in the form of a hollow cylinder, to be pressed by means of this rack.
The operation of the device is as follows:
The parts 15 being fixed to the rack by the hooks 13 and the balloons 14, deflated, being engaged in the hollow part of the latter, the tube 9 is connected to a source of pressurized gas, for example a cylinder of compressed air and, by acting on the valves 12, the balloons are inflated so that their envelope is applied tightly against the inner wall of the parts to be plated. The metal surface of the parts thus in contact with the insulating material of the balloons will therefore be protected from the external environment, in this case the plating bath.
Fig. 1 shows various successive phases of this process: in 16a, the device is at rest; in 16b the part 15 is engaged thereon, so that the balloon, still deflated, partially occupies the hollow part; 16c shows the inflated balloon, the expanded envelope of which closely matches the shape of the walls of the interior cavity of the part 15.
It should be noted that the tubular components of the present device could also be made of an insulating material (polyethylene, PVC, etc.), the current then being brought from pad 8 to hooks 13 by conducting wires. On the other hand, to inflate the balloons, one could use other gases, for example CO2, nitrogen, argon, or even liquids, for example water. It is understood that one could also feed the tube 9 of the
device by a compressor.
It should also be noted that the shape and the number of tubes and
tubular arms of the present rack could be any. Of
even, this rack could be rectangular in shape instead of being
cylindrical.
It should also be noted that the elastic material of the ball
can be any, as long as it resists the pressure of
inflation. As such material, there can be used, for example, rubber, neoprene, buna, elastomers based on polyurethanes and polyureas, etc.
In the variant of FIG. 2, the device, of which only a detail has been shown, comprises hollow arms 20, the mouth of which is directed downwards. The end of these arms comprises, fixed by a clip 21, a flexible conductive wire 22 and an inflatable balloon 23. This variant does not include hooks for fixing parts similar to the hooks 13 for the following reason: when the part to be plated has an interior projection 24 such as that of the piece shown 25 or a neck 26, the balloon, once inflated (Fig. 2B), retains the piece because its envelope, distended, so closely matches the interior shapes thereof that 'we could not remove it without tearing the ball. In this case, the flexible wire 22, wedged between the envelope of the balloon and the surface of the part, ensures the desired electrical contact between the latter and the current source.
It will also be noted that the balloon, once inflated, completely closes the hole 27 cut in the bottom of the part 25 and thus prevents the plating solution from entering the hollow thereof.
It is obvious that the application of the present device to spare parts presents undeniable advantages compared to the usual methods. By way of examples, the following advantages will be mentioned:
I) Protect certain parts of the interior surface of parts
(internal welds, for example) so as to prevent their
contact with a bath which can attack them. Such a
action would indeed result in weakening the part and
pollute the bath with dissolved metal (rhedibitory inconvenience
in the case of precious metal plating baths).
2) Protect a tapping of a part during a cutting operation
plating. Indeed, the metallization of unprotected threads of a
such part could modify the dimensions to an inadmissible degree
sible.
3) Protect the interior of a hollow body, for example
pen, lighter body, watch box, cups, boxes
pellets, so that when plating with a metal
precious, it does not settle inside where it would not have
no use. The present device thus allows, in such a
case, to realize appreciable savings in precious metal.
4) Apply selective treatments to different parts of a
room, the balloon can be inflated and deflated at will
during the stages of treatment.
The following examples illustrate the use of the device of the invention.
Example 1:
Plating lighter bodies in a bath of gold
A gold coating was deposited by means of an electolytic gold bath on lighter bodies whose exterior and interior surfaces (0.6 dm2) were considered to be equal.
We first operated using a traditional rack without protecting the interior surface of the lighter bodies. After plating, a gold thickness of 10 11 was measured on the outside of the coin and 6 µ on the inside, ie 8 µ on average. The density of
gold being 19.3, the weight of gold deposited was therefore 1.73 g per
lighter.
The above operations were repeated using the device
whose embodiment is described above and we thus have
spared, during plating, the inner surface of the bri
quets. In this case, the weight of gold deposited per piece was 0.92 g (10u).
The gold saving achieved by means of this device is
therefore 0.81 g, that is to say approximately 50%.
Example 2:
Selective plating
We hang watch boxes from a rack by their horns
each hooking position of which is equipped, according to the device of the invention, with an end piece provided with an inflatable balloon arranged so that, by inflation, the latter masks the interior walls of the box while it do not touch them at rest.
The rack is immersed in an electrolytic silver bath and the parts, inside and outside, are covered with a layer of silver.
After rinsing, the balloons are inflated and, under these conditions, the rack is immersed in a gilding bath. Since the interior surface of the coins is protected by the inflated balloons, the gold is deposited only on the outside thereof. The present device therefore makes it possible to mask or discover, at will, certain areas of the parts to be treated.