FR2589488A1

FR2589488A1 - Procede et dispositif d'electrodeposition d'un metal dur sur des surfaces d'acier

Info

Publication number: FR2589488A1
Application number: FR8615499A
Authority: FR
Inventors: Arvid Eugene Morgan
Original assignee: Hughes Tool Co
Current assignee: Hughes Tool Co
Priority date: 1985-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1987-05-07
Also published as: US4650549A; DE3637268A1

Abstract

LE PROCEDE DE METALLISATION PAR ELECTROLYSE DE ROTORS HELICOIDAUX DONNE UNE EPAISSEUR UNIFORME D'ELECTRODEPOSITION. UNE ELECTRODE DE POLE POSITIF PRESENTANT UNE FORURE DE MEME CONFIGURATION QUE LE ROTOR RECOIT LE ROTOR QUI CONSTITUE LA CATHODE. LA FORURE EST PLUS GRANDE QUE LE ROTOR, CE QUI CREE UN ESPACE INTERMEDIAIRE DE LARGEUR UNIFORME. UNE SOLUTION D'ELECTROLYTE EST POMPEE A TRAVERS L'ESPACE INTERMEDIAIRE, TANDIS QU'UN COURANT ELECTRIQUE PASSE POUR PRODUIRE L'ELECTRODEPOSITION. UN MOUVEMENT DE ROTATION ET D'AVANCE EST IMPRIME AU ROTOR PENDANT L'ELECTRODEPOSITION.

Description

i 2589488 La présente invention concerne d'une manière générale

l'electrodéposition d'un métal dur sur des surfaces d'acier et, plus précisément, un procédé de métallisation par électrolyse

d'un rotor hélicoïdal de pompe à cavités mobiles.

Une pompe a cavités mobiles est une pompe connue d'un type qui comprend un élément extérieur ou stator en élastomère. Le stator comporte une hélice à double pas sur sa surface intérieure. Un roter de métal comportant une surface extérieure

en forme d'hélice à pas simple est inséré dans le stator.

Lorsque le rotor est mis en rotation, il est créé, entre les hélices à pas simple et à pas double, des cavités discrètes qui progressent vers la sortie. Les cavités discrètes sont rendues étanches par un ajustement serré à la construction entre le rotor en métal très dur et l'élastomère relativement mou du stator. Typiquement, le rotor est en acier trempe, ayant un indice de dureté Rockwell "C" d'environ 35 à 60, revêtu d'une

couche de chrome dur pouvant atteindre 0,38 mm (0,015 pouce).

Dans les systèmes d'électrodéposition en général, une alimentation de puissance en courant continu est utilisée pour créer un passage de courant à travers une solution de matériau de galvanoplastie ionisé, de telle manière que ces ions se dirigent vers la pièce à traiter et s'y déposent. Les ions metalliques sont chargés positivement, ce qui fait que dans le chromage, la pièce à traiter est un pôle chargé négativement et que des électrodes positives sont placées au voisinage immédiat de cette pièce pour établir le passage de courant électrique à

travers le bain électrolytique.

Ordinairement, pour métalliser un rotor hélicoïdal, des électrodes de pôle positif sont suspendues parallèlement au rotor et entourant celui-ci. Il en résulte une différence de vitesse d'électrodéposition entre les parties du rotor hélicoïdal correspondant au diamètre de l'âme et au diamètre extérieur. Le dépôt se forme avec une plus grande épaisseur sur

les parties du rotor qui sont les plus proches des électrodes.

Dans l'état de la technique, le rotor est usiné avec des dimensions calculées pour réduire au minimum les effets de la différence d'électrodéposition. Le produit fini aura des dimensions précises, alors même que certaines parties du revêtement auront une épaisseur plus grande que d'autres parties de la surface métallisée. Dans certaines zones, le revêtement de chrome aura une épaisseur double de celle d'autres zones, ce qui nécessite plus d'épaisseur d'électrodéposition qu'il n'est nécessaire. L'épaisseur supplémentaire d'électrodéposition est coûteuse. En outre, il

en résulte une usure inegale. -

Dans le procédé et le dispositif de la présente invention, l'électrode de pôle positif est réalisée sous forme creuse et avec un profil d'hélice intérieur qui correspond aux dimensions

du rotor, mais qui est plus grand d'une distance choisie.

Ainsi, le rotor peut être placé axialement et maintenu à égale distance en tous points. L'intervalle annulaire uniforme entre le rotor et le pôle positif permet la formation d'un revêtement égal. De préférence, un électrolyte est pompé à travers l'intervalle annulaire, ce qui crée une turbulence favorisant l'électrodéposition. En outre, un mouvement de rotation et de traction à travers le pôle positif est de préférence imprimé au

rotor pendant l'électrodéposition.

Les fig. la et lb représentent des parties d'un dispositif pour le revêtement par électrodéposition d'un rotor de pompe à

cavités mobiles selon la présente invention.

Pour se référer à la fig. lb, le dispositif comprend une électrode de pôle positif qui est constituée par une enveloppe

de métal 11. L'enveloppe 11 comporte un passage intérieur 13.

Le passage 13 est formé avec un profil en hélice simple. Le profil du passage 13 est réalisé de manière à épouser le profil d'un rotor 15 de pompe à cavités mobiles de conception classique. Toutefois, le passage 13 est plus grand d'une distance prédéterminée, ce qui crée un espace intermédiaire annulaire de largeur uniforme entre la surface intérieure de

l'enveloppe 11 et le rotor 15.-

Une admission 17 est situee à l'une des extrémités de l'enveloppe 11. L'admission 17 est reliée à une pompe 19 destinée à pomper une solution d'électrolyte à travers le passage 13 et autour du rotor 15. La pompe 19 sera reliée à un réservoir (non représenté) de solution contenant des ions d'électrodépcsition, normalement pour le chromage. Un orifice de sortie 21 est prévu à l'autre extrémité de l'enveloppe 11 pour l'évacuation de la solution. L'orifice de sortie 21 sera

relié au reservoir, pour le recyclage de la solution.

Des fermetures étanches 23 sont disposées aux deux extremités de l'enveloppe 11. Chacune des fermetures étanches 23 comporte un passage 25 qui est un segment d'une hélice simple, profilée de façon à épouser le profil du rotor 15. Le passage 25 a pratiquement le même diamètre que le rotor 15, de manière & former un joint étanche par ajustement serré, s'opposant à la fuite de solution d'électrolyte hors de l'enveloppe 11. Les fermetures étanches 23 peuvent être faites d'un élastomère ou d'une matière comme le Teflon. L'enveloppe 11, étant le pôle positif du système, est connectée par une

ligne 27 à une alimentation de puissance en courant continu 29.

Un courant continu positif est délivré à l'enveloppe 11.

La fig. la représente la partie avant du système. Des moyens sont prévus pour faire tourner le rotor 15 dans l'enveloppe 11 et en même temps pour le faire avancer. En consequence du profil en hélice simple, la distance entre le rotor 15 et l'enveloppe 11 peut être maintenue égale en tous points lorsque le rotor avance et tourne, a la manière d'une

vis passant a travers un passage fileté.

Dans la forme de réalisation préférée, une tête d'entraïnement 31 est montée à l'extrémité du rotor 16. La tête d'entrainement 31 est une commande par engrenage, alimentée électriquement, pour faire tourner le rotor 15 autour de son axe. La rotation du rotor 15 le fera normalement avancer, en raison de l'ajustement serre des fermetures étanches 23 autour du rotor 15. La tête d'entraînement 31 est placée sur une 4. glissière de guidage 33 qui lui permet d'avancer avec le rotor tandis que le rotor 15 se visse dans l'enveloppe 11. Le rotor 15 est la cathode du système. Il peut être relié à la terre ou connecté à une ligne 35 qui s'étend entre le côte négatif de l'alimentation 29 et la tête d'entrainement 31. En service, le rotor 15, qui aura souvent 20 m de longueur, est inséré dans la premiere fermeture étanche 23. Par son autre extremité, il est raccordé à la tête d'entraînement 31 destinée à le faire tourner. La pompe 19 est mise en marche pour pomper la solution d'électrolyte à travers le passage 13 vers l'orifice de sortie 21. La tête d'entraînement 31 met en rotation le rotor 15, qui tourne autour d'un axe unique et, en méme temps, avance en raison de son engagement à la maniere d'une vis dans les fermetures étanches 23. Un courant continu est établi entre l'enveloppe 11 et le rotor 15, ce qui fait que

des ions se déplacent et se déposent sur la furface du rotor.

Le numéro 37 désigne la couche de revêtement qui se forme sur la surface. Pendant la rotation et l'avance, la largeur de l'espace annulaire entre la paroi du passage 13 et le rotor 15 reste égale et constante. Une fois que la tête d'entraînement 31 a atteint l'extrémité de sa course, au contact de la première fermeture étanche 23, elle est détachée. L'extrémité non revêtue par électrolyse peut être supprimée ou le rotor 15 peut être poussé en avant jusqu'à ce que son extrémite se dégage de la fermeture étanche 23, de manière à être revêtu par

électrolyse pratiquement jusqu'au bout.

L'invention offre des avantages importants. Par le fait que la surface de l'électrode positive épouse la forme du rotor, le revêtement aura une épaisseur égale sur toute l'étendue de ce dernier. L'épaisseur uniforme du revêtement permet d'usiner le rotor aux cotes exactes, sans avoir à compenser un revêtement inégal. Il en résulte des économies de temps et de matériaux de galvanoplastie. L'invention n'a eté décrite que sous l'une de ses formes, mais il est évident pour l'homme de l'art qu'elle ne s'ylimite pas et que différentes modifications sont possibles sans que=

l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention.

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Claims

REVENDICATIONS L. Procédé de métallisation par électrolyse d'un rotor de pompe à cavités mobiles du type à configuration en hélice simple, consistant à munir une électrode de pôle positif d'une forure en hélice simple ayant la même configuration que le rotor, mais plus grande que le rotor, de manière à créer un espace intermédiaire uniforme entre le rotor et l'électrode, à placer le rotor à l'intérieur de l'électrode, à introduire une solution de matériau de galvanoplastie ionisé dans l'espace intermédiaire, et à appliquer une tension de courant continu entre l'électrode et le rotor, produisant le passage d'un courant électrique dans la solution pour que les ions contenus dans la solution se déposent sur le rotor.

2. Procéde de métallisation par électrolyse d'un rotor de pompe a cavités mobiles du type à configuration en hélice simple, comprenant en combinaison les opérations consistant à munir une électrode de pôle positif d'une forure en hélice simple ayant la même configuration que le rotor, mais plus grande que le rotor d'une distance prédéterminée, de manière à créer un espace intermédiaire équidistant entre le rotor et l'électrode, à placer le rotor à l'iontérieur de l'électrode, à faire couler une solution d'électrolyte à travers la forure, tout autour du rotor, et & appliquer une tension de courant continu entre l'électrode et le rotor, produisant le passage d'un courant électrique dans la solution pour revêtir le rotor

par electrolyse.

L Procedé de métallisation par électrolyse d'un rotor de pompe à cavités mobiles du type à configuration en helice simple, comprenant en combinaison les opérations consistant à munir une électrode de pôle positif d'une forure en hélice

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simple ayant la même configuration que le rotor, mais plus grande que le rotor d'une distance prédéterminée, de manière à créer un espace intermédiaire équidistant entre le rotor et l'électrode, à faire tourner le rotor et à le faire avancer à travers la forure à une vitesse qui maintient uniforme l'espace intermédiaire, à faire couler un électrolyte à travers la forure, tout autour du rotor, et à appliquer une tension de courant continu entre l'électrode et le rotor, produisant le passage d'un courant électrique dans la solution pour revêtir

le rotor par électrolyse.
4. Dispositif de métallisation par électrolyse d'un rotor de pompe à cavités mobiles du type à configuration en hélice simple, comprenant en combinaison une électrode de pôle positif présentant une forure en hélice simple ayant la même configuration que le rotor, mais plus grande que le rotor d'une distance prédéterminée, de manière à créer un espace intermédiaire équidistant entre le rotor et l'électrode, des moyens pour positionner le rotor dans la forure, des moyens pour introduire une solution de matériau de galvanoplastie ionisé dans l'espace intermédiaire, et des moyens pour appliquer une tension de courant continu entre l'électrode et le rotor, produisant le passage d'un courant électrique dans la solution pour provoquer le dépôt d'ions contenus dans la

solution sur le rotor.
25. Dispositif de métallisation par électrolyse d'un rotor de pompe à cavités mobiles du type à configuration en hélice simple, comprenant en combinaison une électrode de pôle positif présentant une forure en helice simple ayant la même configuration que le rotor, mais plus grande que le rotor d'une distance prédéterminee, de manière à créer un espace intermédiaire équidistant entre le rotor et l'électrode, des moyens de commande pour faire tourner le rotor et le déplacer axialement vers l'avant à travers la forure, des moyens pour pomper une solution de matériau de galvanoplastie ionisé à travers la forure, tout autour du rotor, des moyens pour fermer de manière étanche les extrémités de l'enveloppe autour du rotor, afin d'empêcher les fuites de la solution hors de la forure, et des moyens pour appliquer une tension de courant continu entre l'electrode et le rotor, produisant le passage d'un courant électrique dans la solution pour deposer par

électrolyse sur le rotor les ions contenus dans la solution.