EP0900861A1 - Procédé pour combler des pores et/ou des microfissures présents à la surface d'un substrat en métal oxydable - Google Patents
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
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- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/04—Electroplating with moving electrodes
- C25D5/06—Brush or pad plating
Definitions
- the present invention relates to a method for filling pores and / or microcracks present on the surface of an oxidizable metal substrate such as aluminum and its alloys or magnesium and its alloys.
- the aforementioned defect in the path of the liquid or gas under pressure takes of particular importance in parts subject to high pressures oil or gas, such as engine parts, transmissions, or assemblies hydraulic and pneumatic of light or heavy transport equipment.
- oil or gas such as engine parts, transmissions, or assemblies hydraulic and pneumatic of light or heavy transport equipment.
- the present invention therefore aims to eliminate all the above-mentioned drawbacks of the prior art. Consequently, it relates to a process for filling pores and / or microcracks present on the surface of a metal substrate oxidizable such as aluminum, aluminum alloys, magnesium and aluminum alloys magnesium, this process being characterized in that it comprises the operation consisting of subjecting said surface, at least at the level of part or all of said pores and / or said microcracks, and in particular at the pores and / or microcracks at the source of seepage or leakage, electrochemical anodization treatment to develop on this surface an oxide layer of said metal.
- a metal substrate oxidizable such as aluminum, aluminum alloys, magnesium and aluminum alloys magnesium
- the anodization treatment will be carried out under conditions such that one obtains an oxide layer having a thickness ensuring the desired seal, for example from 5 to 10 ⁇ m.
- the oxide layer develops on the surface of the substrate treated with a slight expansion compared to the original dimensions; this property improves the sealing of the faces of parts in the event of assembly of these parts.
- the electrochemical treatment mentioned above can be carried out in a electrolysis.
- an electrolytic cell-free technique such as than buffer electrolysis.
- the electrolyte is retained in a absorbent mass in contact with an electrode, the other electrode being constituted by the substrate to be treated; in its application to anodization, the absorbent mass is connected to the cathode of a current source and the substrate to be treated is connected to the anode of this source.
- Buffer electrolysis devices are particularly well suited for treatment of small areas hence the interest of their use in the context of this invention in which it is preferably sought to selectively anodize the areas of the surface to be treated which have pores and / or microcracks causing oozing or wasting.
- the present invention is applicable to all oxidizable metals and mention will be made aluminum, magnesium and their alloys and in particular aluminum alloys such as AS9, AS10 or AS11.
- Figures 1 and 2 are respectively schematic elevational views and a section longitudinal of a buffer electrolysis device in its simplest design to carry out the electrochemical anodization treatment according to the invention.
- a substrate e.g. aluminum alloy
- This device comprises, in a manner known per se, a graphite tablet or of platinum 1 forming a cathode; this pellet is enclosed in a cap 2 made of material insulating and rests on a flange 3 of this cap.
- a cooling member 4 consisting of a good heat conducting mass and which is provided with cooling fins 5.
- This mass is advantageously consisting of a metal that is both light and good conductor, such as aluminum.
- the rim 3 is shaped to constitute claws holding in place an absorbent pad 6 retaining an electrolyte.
- the latter is chosen to form an oxide layer having the required qualities to neutralize surface defects to be treated.
- This electrolyte may for example be consisting of an aqueous solution containing one or more acids such as acid sulfuric, boric acid, oxalic acid and chromic acid or a mixture of two at least of these acids.
- the upper part of the member 4 is covered with an insulating cap 7 through which passes a female plug 8 for the connection with the negative pole of a source of electricity.
- this source could for example be a current source continuous with a voltage of 40 to 80 volts and an intensity of 10 to 25A, for an intensity at the end of treatment from 0 to 3A.
- the substrate to be treated 9 As for the substrate to be treated 9, it is connected to the positive pole of said current source.
- the advantages of the present invention are manifold. Thus, it allows to remedy defects related to microcracks and / or pores, directly in the assembly workshops and avoids the transport of parts to be treated; she is selective when he uses buffer electrolysis and therefore only treats the areas causing seepage or leakage; and it removes expensive cleaning and polluting parts essential before and after the impregnation / projection operation of current techniques.
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Abstract
Procédé pour combler des pores et/ou des microfissures présents à la surface d'un
substrat en un métal oxydable tel que l'aluminium et ses alliages, le magnésium et ses
alliages, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à soumettre ladite surface
dudit substrat, au moins au niveau d'une partie ou de la totalité desdits pores et/ou
desdites microfissures, à un traitement électrochimique d'anodisation pour développer
sur cette surface une couche d'oxyde dudit métal.
Description
La présente invention a pour objet un procédé pour combler des pores et/ou des
microfissures présents à la surface d'un substrat en un métal oxydable tel que
l'aluminium et ses alliages ou le magnésium et ses alliages.
Il est bien connu que la structure métallurgique de l'aluminium ou des alliages
d'aluminium de fonderie est souvent parcourue de microfissures favorables au
cheminement de liquide ou de gaz sous pression.
A cet état du fait s'ajoute la présence fréquente de pores dans ces métaux de
fonderie, ceux-ci résultant du dégazage du métal chaud lors de son injection et
refroidissement dans les moules. Comme pour les microfissures, les conséquences de ces
pores se manifestent en général sur les mêmes zones d'une pièce, qui sont souvent des
zones en surface de la pièce, des alésages usinés ou des filetés, ceci en fonction de la
forme de pièce.
Le défaut susmentionné de cheminement du liquide ou gaz sous pression, prend
une importance toute particulière dans les pièces soumises à des pressions élevées
d'huile ou de gaz, telles que des pièces de moteurs, des transmissions ou des ensembles
hydrauliques et pneumatiques d'engins de transport légers ou lourds. En effet, lorsque
les microfissures et/ou pores sus-visés établissent des communications microscopiques
entre une surface interne et une surface externe de ces pièces, l'une de ces surfaces étant
soumises aux pressions élevées susmentionnées, on assiste pour ces pièces à des pertes
de fluide qui se traduisent soit par des suintements en surface, soit par des chutes de
pression de gaz.
Dans d'autres domaines industriels, des pièces comportant de tels microfissures
et/ou pores fonctionnent sous vide ou air comprimé, lesdites défectuosités pouvant là
encore entraíner des déperditions.
Il est actuellement remédié à ces défectuosités par projection de résines sur la
totalité de la surface externe des pièces en cause, ces dernières étant maintenues en
dépression lors de la projection afin de faciliter la pénétration des résines dans les
microfissures et pores qu'elles vont ainsi obstruer.
Il est à noter cependant qu'un tel traitement présente de nombreux inconvénients.
Ainsi, il nécessite deux nettoyages complets des pièces, l'un avant et l'autre après ce
traitement ; les opérations de projection/imprégnation et de nettoyage sont coûteuses et
obligent à prendre des mesures contraignantes afin de respecter la réglementation sévère
en vigueur sur le plan de l'environnement, au niveau des effluents gazeux et aqueux ;
un aller-retour desdites pièces est nécessaire de l'atelier d'usinage à l'installation de
projection/imprégnation ; le traitement est généralisé à toute la pièce alors que dans de
nombreux cas, les suintements ou déperditions sont limités à une ou quelques zones bien
précises seulement de cette pièce ; enfin, le traitement est générateur de stocks dont il
faut assurer la gestion.
La présente invention a donc pour but de supprimer tous les inconvénients sus-visés
de la technique antérieure. En conséquence, elle a pour objet un procédé pour
combler des pores et/ou des microfissures présents à la surface d'un substrat en un métal
oxydable tel que l'aluminium, les alliages d'aluminium, le magnésium et les alliages de
magnésium, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à
soumettre ladite surface, au moins au niveau d'une partie ou de la totalité desdits pores
et/ou desdites microfissures, et en particulier au niveau des pores et/ou microfissures à
l'origine de suintements ou de déperditions, à un traitement électrochimique d'anodisation
pour développer sur cette surface une couche d'oxyde dudit métal.
On comprendra que ce traitement électrochimique, qui modifie radicalement la
structure de la couche superficielle du substrat traité, permet de neutraliser les
microfissures et pores de surface en les comblant par la couche d'oxyde formée.
Le traitement d'anodisation sera réalisé dans des conditions telles que l'on obtienne
une couche d'oxyde ayant une épaisseur assurant l'étanchéité recherchée, par exemple
de 5 à 10 µm.
On notera que la couche d'oxyde se développe à la surface du substrat traité avec
une légère expansion par rapport aux cotes d'origine ; cette propriété permet d'améliorer
l'étanchéité des faces de pièces en cas d'assemblage de ces pièces.
Le traitement électrochimique sus-visé peut être réalisé dans une cuve à
électrolyse. On préfère cependant utiliser une technique hors-cuve à électrolyse, telle
que l'électrolyse au tampon. On rappellera que conformément à cette dernière technique,
qui est connue depuis une cinquantaine d'années, l'électrolyte est retenue dans une
masse absorbante en contact avec une électrode, l'autre électrode étant constituée par le
substrat à traiter ; dans son application à l'anodisation, la masse absorbante est reliée à
la cathode d'une source de courant et le substrat à traiter est relié à l'anode de cette
source.
Les dispositifs d'électrolyse au tampon sont particulièrement bien adaptés au
traitement de petites surfaces d'où l'intérêt de leur utilisation dans le cadre de la présente
invention dans laquelle on cherche de préférence à anodiser sélectivement que les zones
de la surface à traiter qui présentent des pores et/ou microfissures à l'origine de
suintements ou de déperditions.
La présente invention est applicable à tous métaux oxydables et on citera
l'aluminium, le magnésium et leurs alliages et notamment les alliages de l'aluminium tels
que AS9, AS10 ou AS11.
L'exemple qui va suivre, décrit en regard du dessin annexé, et donné à titre non
limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. Dans ce dessin,
les figures 1 et 2 sont respectivement des vues schématiques en élévation et une coupe
longitudinale d'un dispositif d'électrolyse au tampon dans sa conception la plus simple
pour réaliser le traitement électrochimique d'anodisation selon l'invention.
Après avoir détecté à la surface d'un substrat (par exemple en alliage d'aluminium)
les zones présentant des microfissures et/ou des pores à l'origine de suintements ou de
déperditions de fluide, on procède en premier lieu au dégraissage de cette surface ou à
tout le moins de ces zones au moyen d'un solvant tel que de l'acétone ou un alcool par
exemple. On peut ensuite si on le souhaite masquer les surfaces proches desdites zones
et ne devant pas être traitées, ceci pouvant être effectué à l'aide d'un ruban adhésif. Les
zones non masquées sont alors soumises à un traitement d'anodisation au moyen du
dispositif objet du dessin annexé.
Ce dispositif comprend d'une manière connue en soi, une pastille de graphite ou
de platine 1 formant cathode ; cette pastille est enfermée dans un capuchon 2 en matière
isolante et prend appui sur un rebord 3 de ce capuchon.
Dans ce capuchon 2 se visse, de manière à venir en contact avec la cathode 1, un
organe de refroidissement 4, constitué par une masse bonne conductrice de la chaleur
et qui est pourvu d'ailettes 5 de refroidissement. Cette masse est avantageusement
constituée par un métal à la fois léger et bon conducteur, tel que l'aluminium.
De préférence, et comme le montre la figure 1, le rebord 3 est façonné pour
constituer des griffes maintenant en place un tampon absorbant 6 retenant un électrolyte.
Ce dernier est choisi pour former une couche d'oxyde présentant les qualités requises
pour neutraliser les défauts de surface à traiter. Cet électrolyte, dont de nombreuses
compositions sont connues dans la technique antérieure, pourra par exemple être
constitué par une solution aqueuse contenant un ou plusieurs acides tels que l'acide
sulfurique, l'acide borique, l'acide oxalique et l'acide chromique ou un mélange de deux
au moins de ces acides.
La partie supérieure de l'organe 4 est recouverte d'une coiffe isolante 7 à travers
laquelle passe une fiche femelle 8 pour la liaison avec le pôle négatif d'une source
d'électricité. On ajoutera que cette source pourra par exemple être une source de courant
continu d'une tension de 40 à 80 volts et d'une intensité de 10 à 25A, pour une intensité
en fin de traitement de 0 à 3A.
Quant au substrat à traiter 9, il est relié au pôle positif de ladite source de courant.
Le traitement d'anodisation terminé, il s'est développé au niveau des zones traitées, une
couche d'oxyde d'aluminium ayant l'épaisseur voulue. On procède ensuite à un rinçage
à l'eau de ces zones.
Les avantages de la présente invention sont multiples. Ainsi, elle permet de
remédier aux défectuosités liées aux microfissures et/ou pores, directement dans les
ateliers de montage et évite le transport des pièces à traiter ; elle est sélective lorsqu'il
est fait appel à l'électrolyse au tampon et permet donc de ne traiter que les seules zones
à l'origine de suintements ou de déperditions ; et elle supprime le nettoyage coûteux et
polluant des pièces indispensable avant et après l'opération d'imprégnation/projection des
techniques actuelles.
Claims (3)
- Procédé pour combler des pores et/ou des microfissures présents à la surface d'un substrat en un métal oxydable tel que l'aluminium et ses alliages, le magnésium et ses alliages, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération consistant à soumettre ladite surface dudit substrat, au moins au niveau d'une partie ou de la totalité desdits pores et/ou desdites microfissures, à un traitement électrochimique d'anodisation pour développer sur cette surface une couche d'oxyde dudit métal.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit traitement électrochimique est réalisé par une technique hors-cuve à électrolyse.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la technique hors cuve d'électrolyse est constituée par l'électrolyse au tampon.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9710349 | 1997-08-13 | ||
| FR9710349A FR2767340B1 (fr) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Procede pour combler des pores et/ou des microfissures presents a la surface d'un substrat en metal oxydable |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0900861A1 true EP0900861A1 (fr) | 1999-03-10 |
Family
ID=9510287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP98402043A Withdrawn EP0900861A1 (fr) | 1997-08-13 | 1998-08-12 | Procédé pour combler des pores et/ou des microfissures présents à la surface d'un substrat en métal oxydable |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0900861A1 (fr) |
| FR (1) | FR2767340B1 (fr) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3637468A (en) * | 1968-04-29 | 1972-01-25 | Dalic Sa | Electrodes for electrolytic processes |
-
1997
- 1997-08-13 FR FR9710349A patent/FR2767340B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-12 EP EP98402043A patent/EP0900861A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3637468A (en) * | 1968-04-29 | 1972-01-25 | Dalic Sa | Electrodes for electrolytic processes |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| NORRIS J C: "BRUSH ANODIZING IN THE AIRCRAFT/AEROSPACE INDUSTRIES", PLATING AND SURFACE FINISHING, vol. 78, no. 8, 1 August 1991 (1991-08-01), pages 36 - 38, XP000233784 * |
| WERNICK AND PINNER: "The surface treatment and finishing of aluminium and its alloys", 1987, FINISHING PUBLICATIONS LTD, TEDDINGTON, GB, XP002059886, 155770 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2767340B1 (fr) | 1999-10-22 |
| FR2767340A1 (fr) | 1999-02-19 |
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