FR2663046A1 - Process and device intended to produce a metal deposit on articles - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et dispositif destinés à produire un dépôt métallique sur des pièces.Method and device for producing a metallic deposit on parts.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif destinés à produire un dépôt métallique sur des pièces. The present invention relates to a method and a device for producing a metallic deposit on parts.
Lorsque la surface extérieure de ces pièces est utilisée comme surface de travail (comme par exemple pour les rouleaux de laminoirs ou de rotative), il est nécessaire de prévoir des opérations de traitement de surface afin d'éviter les problèmes liés à l'usure mécanique ou à la corrosion
Les opérations de traitement de surface effectuées par voie électrolytique sont généralement mises en oeuvre en immergeant successivement les pièces de dimensions parfois importantes dans des cuves de grandes dimensions contenant diverses solutions de traitement (telles que les solutions de dégraissage, décapage, rinçage, etc.) puis le bain d'électrolyte.When the external surface of these parts is used as a working surface (such as for rolls of rolling mills or rotary presses), it is necessary to provide surface treatment operations in order to avoid the problems linked to mechanical wear or corrosion
The surface treatment operations carried out by electrolytic means are generally implemented by successively immersing the pieces of dimensions sometimes large in large tanks containing various treatment solutions (such as degreasing solutions, pickling, rinsing, etc.). then the electrolyte bath.
Ce mode opératoire pose des problèmes de transport et de manutention des pièces de cuve en cuve d'autant plus que ces dernières sont de taille importante et doivent etre déplacées avec précaution pour ne pas endommager leur surface. This operating mode poses problems of transport and handling of parts from tank to tank, all the more so since the latter are large in size and must be moved with care so as not to damage their surface.
Par ailleurs, les temps de transfert sont longs et accroissent les risques d'oxydation ; or l'oxydation est un phénomène particulièrement néfaste pour la tenue et l'adhérence du dépôt métallique. In addition, the transfer times are long and increase the risk of oxidation; gold oxidation is a particularly harmful phenomenon for the strength and adhesion of the metal deposit.
De plus, les volumes de solutions de traitement y compris celui de l'électrolyte sont importants, ce qui rend ces opérations relativement onéreuses. In addition, the volumes of treatment solutions including that of the electrolyte are large, which makes these operations relatively expensive.
L'invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques de manière satisfaisante. The invention aims to solve these technical problems satisfactorily.
Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen d'un dispositif destiné à produire un dépôt métallique du type qui comprend une cellule d'électrolyse renfermant au moins partiellement une pièce à revêtir et comportant un électrolyte, une anode et une cathode, caractérisé en ce que ladite cellule fait partie d'un circuit fermé d'électrolyte et possède un conduit destiné à la circulation interne dudit électrolyte, délimité au moins par la face latérale externe de la pièce et par les parois internes de la cellule
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la face latérale externe de ladite pièce forme au moins partiellement la cathode et les parois internes de la cellule, en regard de la pièce, sont constituées au moins partiellement par l'anode.This object is achieved in accordance with the invention by means of a device intended to produce a metal deposit of the type which comprises an electrolysis cell containing at least partially a part to be coated and comprising an electrolyte, an anode and a cathode, characterized in that said cell forms part of a closed electrolyte circuit and has a conduit intended for the internal circulation of said electrolyte, delimited at least by the external lateral face of the part and by the internal walls of the cell
According to other characteristics of the invention, the external lateral face of said part forms at least partially the cathode and the internal walls of the cell, facing the part, are formed at least partially by the anode.
Selon encore une autre caractéristique, les parois internes du conduit possèdent un profil adapté au profil de la face externe de la pièce de telle sorte que la distance entre anode et cathode soit sensiblement uniforme dans toute la cellule. According to yet another characteristic, the internal walls of the duct have a profile adapted to the profile of the external face of the part so that the distance between anode and cathode is substantially uniform throughout the cell.
Selon des caractéristiques avantageuses, ladite pièce est maintenue verticalement à l'intérieur de la celluleau moyen de deux mandrins débouchant de façon interne respectivement à la partie supérieure et à la partie inférieure de la cellule et ladite cellule est réalisée sous forme de deux parties symétriques articulées et verrouillables l'une avec l'autre. According to advantageous characteristics, said part is held vertically inside the cell by means of two mandrels opening internally respectively at the upper part and at the lower part of the cell and said cell is produced in the form of two articulated symmetrical parts. and lockable with each other.
Selon un mode de réalisation avantageux du dispositif de l'invention, lorsque les pièces à revêtir sont des pièces de révolution, les parois internes de la cellule sont de révolution autour de l'axe vertical de la pièce et ledit conduit possède une section annulaire dans le plan transversal à l'axe vertical de la pièce. According to an advantageous embodiment of the device of the invention, when the parts to be coated are parts of revolution, the internal walls of the cell are of revolution around the vertical axis of the part and said conduit has an annular section in the plane transverse to the vertical axis of the part.
Un autre objet de l'invention est un procédé de dépôt métallique sur une pièce par électrolyse, caractérisé en ce que - on dispose ladite pièce verticalement au moyen de deux mandrins
respectivement supérieur et inférieur, - on enferme ladite pièce dans une cellule d'électrolyse constituée
de deux parties symétriques articulées en les verrouillant, l'une
avec l'autre, - on fait circuler un courant vertical d'électrolyte dans un
circuit fermé comprenant au moins le conduit formé par l'espace
libre situé entre la face latérale externe de la pièce formant
cathode et les parois internes de la cellule formant anode.Another object of the invention is a method of metallic deposition on a part by electrolysis, characterized in that - said part is placed vertically by means of two mandrels
respectively upper and lower, - said part is enclosed in an electrolysis cell constituted
of two symmetrical parts articulated by locking them, one
with the other, - a vertical electrolyte current is circulated in a
closed circuit comprising at least the conduit formed by the space
free located between the external lateral face of the part forming
cathode and the internal walls of the anode cell.
Le dispositif de l'invention permet de traiter des pièces et notamment des pièces de révolution de géométries similaires mais de calibres différents par réglage ou adaptation des mandrins avec des vitesses de déposition de dix à vingt fois supérieures à celles des dispositifs de l'art antérieur. The device of the invention makes it possible to treat parts and in particular parts of revolution of similar geometries but of different calibers by adjusting or adapting the mandrels with deposition speeds ten to twenty times higher than those of the devices of the prior art .
En outre, le procédé et le dispositif de l'invention permettent d'effectuer le revêtement métallique d'une surface en vase clos et de manière automatique avec recyclage éventuel des solutions de traitement et sans provoquer une quelconque pollution atmosphérique par émanations ou dégagements de substances volatiles à partir des bains
On peut également envisager un empilage interne de pièces dans la cellule afin de traiter plusieurs pièces simultanément.In addition, the method and the device of the invention make it possible to carry out the metallic coating of a surface in a closed cupboard and automatically with possible recycling of the treatment solutions and without causing any atmospheric pollution by emanations or releases of substances. volatile from the baths
One can also envisage an internal stacking of parts in the cell in order to treat several parts simultaneously.
De plus, on peut concevoir un mode de réalisation dans lequel le dispositif de l'invention serait mobile, ce qui permettrait de traiter les pièces directement sur leur lieu d'utilisation sans qu'il soit nécessaire de les transférer. In addition, it is possible to conceive an embodiment in which the device of the invention would be mobile, which would make it possible to process the parts directly at their place of use without it being necessary to transfer them.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins sur lesquels
La figure la représente une vue en perspective du dispositif de l'invention hors fonctionnement.The present invention will be better understood on reading the description which follows, accompanied by the drawings on which
Figure la shows a perspective view of the device of the invention out of operation.
La figure lb représente une pièce de révolution destinée à être traitée par le dispositif de l'invention. FIG. 1b represents a part of revolution intended to be treated by the device of the invention.
La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de l'invention en fonctionnement. Figure 2 shows a sectional view of the device of the invention in operation.
La figure 3 est une vue de détail en coupe horizontale de la paroi anodique de la cellule de l'invention. Figure 3 is a detail view in horizontal section of the anode wall of the cell of the invention.
La figure la représente le dispositif de l'invention lorsque la cellule d'électrolyse 1 est ouverte en dehors de tout fonctionnement. FIG. 1a represents the device of the invention when the electrolysis cell 1 is open outside of any operation.
Les figures la, lb et 2 concernent un dispositif destiné à des pièces de révolution. Figures la, lb and 2 relate to a device intended for parts of revolution.
Les pièces de révolution sont des pièces dont la surface externe est engendrée par la rotation autour d'un axe d'une ligne de forme invariable, appelée génératrice (cylindres, sphères, cônes etc.). The parts of revolution are parts whose external surface is generated by the rotation around an axis of a line of invariable form, called generator (cylinders, spheres, cones etc.).
La cellule 1 est constituée de deux parties symétriques hémicylindriques (la, lb) articulées au niveau de leur génératrice commune G et destinées, lorsqu'elles sont verrouillées l'une avec l'autre, à renfermer au moins partiellement la pièce de révolution 3 représentée à la figure lb. Cette pièce 3 (du type rouleau de rotative pour imprimerie ) est formée d'un cylindre 3a se prolongeant à ses extrémités inférieure et supérieure par des portées cylindriques 3b. Cell 1 consists of two symmetrical semi-cylindrical parts (la, lb) articulated at their common generator G and intended, when they are locked together, to at least partially enclose the part of revolution 3 shown in Figure lb. This part 3 (of the rotary printing press type) is formed by a cylinder 3a extending at its lower and upper ends by cylindrical bearings 3b.
Les figures 2 et 3 représentent le dispositif de l'invention en cours de fonctionnement. Figures 2 and 3 show the device of the invention during operation.
La cellule d'électrolyse 1 fait partie d'un circuit fermé 11 d'électrolyte 4 et contient la pièce 3 à revêtir. L'électrolyte 4 forme un milieu de séparation entre l'anode 5 et la cathode 3'. The electrolysis cell 1 is part of a closed electrolyte circuit 11 and contains the part 3 to be coated. The electrolyte 4 forms a separation medium between the anode 5 and the cathode 3 '.
L'anode 5 est située sur la paroi latérale interne de la cellule 1 en regard de la cathode 3' constituée par la face latérale externe de la pièce 3. The anode 5 is located on the internal lateral wall of the cell 1 opposite the cathode 3 'formed by the external lateral face of the part 3.
L'anode 5 telle que représentée sur les figures 2, et 3 est disposée de manière avantageuse sur la paroi latérale interne de la cellule 1 et est constituée d'un matériau métallique déterminé qui sera choisi en fonction du métal à déposer sur la pièce 3. Ce matériau métallique sera de préférence un matériau métallique insoluble tel que par exemple du plomb, un alliage de plomb, du titane platiné, du platine rhodié etc... The anode 5 as shown in FIGS. 2, and 3 is advantageously arranged on the internal side wall of the cell 1 and consists of a determined metallic material which will be chosen as a function of the metal to be deposited on the part 3 This metallic material will preferably be an insoluble metallic material such as for example lead, a lead alloy, platinum titanium, rhodium platinum, etc.
Ce type d'anodage nécessite un procédé de réajustement des concentrations en sels métalliques contenus dans le bain d'électrolyse ainsi qu'un réajustement du pH de la solution. This type of anodizing requires a process for readjusting the concentrations of metal salts contained in the electrolysis bath as well as readjusting the pH of the solution.
L'anode 5 est réalisée soit sous forme d'un panier anodique grillagé 5a en matériau insoluble conducteur (par exemple titane) renfermant le métal à déposer à l'état morcelé ou divisé (grains, granulés, billes, berlingots etc..) et épousant ou couvrant la paroi interne de la cellule, soit sous forme d'un revêtement direct de la paroi interne de la cellule avec un matériau insoluble conducteur.Le panier grillagé 5a a des mailles dont les dimensions sont inférieures aux dimensions des particules ou des morceaux du métal à déposer. The anode 5 is made either in the form of a mesh anode basket 5a made of an insoluble conductive material (for example titanium) containing the metal to be deposited in a fragmented or divided state (grains, granules, balls, berlingots, etc.) and conforming to or covering the internal wall of the cell, either in the form of a direct coating of the internal wall of the cell with an insoluble conductive material. The mesh basket 5a has meshes whose dimensions are smaller than the dimensions of the particles or pieces metal to deposit.
L'alimentation électrique de l'anode 5 se fait au moyen de connecteurs 8 réalisés par exemple en titane fretté sur du cuivre. Les connecteurs 8 traversent la paroi externe de la cellule 1 en étant isolés au moyen de joints d'étanchéité en matériau isolant d'un point de vue électrique et sont soudés au contact de l'anode 5. The electrical supply of the anode 5 is done by means of connectors 8 made for example of titanium hooped on copper. The connectors 8 pass through the external wall of the cell 1 while being insulated by means of seals made of an electrically insulating material and are welded in contact with the anode 5.
Les connecteurs 8 ont également pour fonction de supporter le panier anodique grillagé 5a. Le nombre et la taille des connecteurs 8 dépendent de la répartition du courant électrique dans le panier et de l'efficacité requise des opérations de traitement. The connectors 8 also have the function of supporting the anodic mesh basket 5a. The number and size of the connectors 8 depend on the distribution of the electric current in the basket and on the required efficiency of the processing operations.
Le panier anodique grillagé 5a est lui-même enfermé de manière avantageuse dans une enveloppe formant sac de filtrage 9 comportant des mailles très fines (inférieures à 3 1m) pour éviter le passage des boues anodiques. Le sac 9 est réalisé de préférence avec un matériau non conducteur en fibres (par exemple polypropylène) et est monté de façon amovible sur la paroi interne de la cellule. The anode mesh basket 5a is itself advantageously enclosed in an envelope forming a filter bag 9 comprising very fine meshes (less than 3 1m) to prevent the passage of anode sludge. The bag 9 is preferably made with a non-conductive fiber material (for example polypropylene) and is removably mounted on the internal wall of the cell.
On peut prévoir également de placer devant la face interne du sac 9 une grille 10 réalisée en un matériau conducteur insoluble (par exemple titane) pour maintenir le sac 9 et le panier anodique 5a contre la paroi interne de la cellule et éviter un éventuel flottement du sac 9 à l'intérieur du conduit 6. It is also possible to place in front of the internal face of the bag 9 a grid 10 made of an insoluble conductive material (for example titanium) to hold the bag 9 and the anode basket 5a against the internal wall of the cell and avoid any possible floating of the bag 9 inside the duct 6.
L'électrolyte 4 circule en continu dans le circuit 11 et notamment dans le conduit interne vertical 6 délimité par la face latérale externe 3', du cylindre 3a, de la pièce 3, par la grille 10, les paroisinternes de la cellule 1 et par les parties internes à la cellule des mandrins 7, 7'. The electrolyte 4 circulates continuously in the circuit 11 and in particular in the vertical internal conduit 6 delimited by the external lateral face 3 ′, of the cylinder 3a, of the part 3, by the grid 10, the internal walls of the cell 1 and by the internal parts of the mandrel cell 7, 7 '.
Le circuit 11 comprendra de manière avantageuse des moyens de circulation forcée de l'électrolyte (pompes, vannes...). The circuit 11 will advantageously include means for forced circulation of the electrolyte (pumps, valves, etc.).
La vitesse de circulation de l'électrolyte est fonction de la densité de courant recherchée en vue d'un dépôt déterminé. The circulation speed of the electrolyte is a function of the current density sought for a specific deposit.
Le dispositif de l'invention permet d'établir des vitesses allant jusqu'à 10 m/s
La paroi interne du conduit 6 est de révolution autour de l'axe vertical de la pièce 3 et de préférence de section annulaire dans un plan transversal audit axe vertical.The device of the invention makes it possible to establish speeds of up to 10 m / s
The internal wall of the duct 6 is of revolution about the vertical axis of the part 3 and preferably of annular section in a plane transverse to said vertical axis.
Les parois internes du conduit 6 possèdent donc un profil qui est adapté au profil de la face latérale externe de la pièce 3 de telle sorte que la distance entre l'anode 5 et la cathode 3' soit sensiblement uniforme dans toute la cellule. The internal walls of the conduit 6 therefore have a profile which is adapted to the profile of the external lateral face of the part 3 so that the distance between the anode 5 and the cathode 3 'is substantially uniform throughout the cell.
Lorsque le profil de la pièce 3 est symétrique par rapport à l'axe vertical de la cellule 1, la pièce 3 est placée au centre et de manière coaxiale par rapport à la cellule. When the profile of the part 3 is symmetrical with respect to the vertical axis of the cell 1, the part 3 is placed in the center and coaxially with the cell.
Le conduit 6 est pourvu d'au moins un orifice d'entrée ou d'alimentation 6a et d'au moins un orifice de sortie ou d'éjection 6b. Ces deux orifices sont placés de préférence aux extrémités inférieure et supérieure de la cellule 1 afin d'obtenir un écoulement régulier des solutions de traitement. The conduit 6 is provided with at least one inlet or supply orifice 6a and at least one outlet or ejection orifice 6b. These two orifices are preferably placed at the lower and upper ends of the cell 1 in order to obtain a regular flow of the treatment solutions.
Seule la face latérale externe 3' formant cathode est au contact de l'électrolyte puisque la pièce 3 est maintenue verticalement à l'intérieur de la cellule 1 au moyen de deux mandrins 7, 7' débouchant de façon interne respectivement à la partie supérieure et à la partie inférieure de la cellule 1. Only the external lateral face 3 'forming the cathode is in contact with the electrolyte since the part 3 is held vertically inside the cell 1 by means of two mandrels 7, 7' opening internally respectively at the upper part and at the bottom of cell 1.
Les mandrins 7, 7' bloquent la pièce 3 au niveau des portées 3b en insérant ces dernières dans des logements appropriés. Ils ont aussi pour fonctions de centrer la pièce 3 au milieu du cercle anodique et de permettre une déposition métallique régulière en extrémité de pièce. The mandrels 7, 7 'block the part 3 at the bearing surfaces 3b by inserting the latter in appropriate housings. They also have the function of centering the part 3 in the middle of the anode circle and of allowing a regular metallic deposition at the end of the part.
L'assemblage des mandrins 7, 7' et de la pièce 3 à revêtir est effectué par serrage de 3 vis à tête en téflon sur les portées 3b de la pièce. The assembly of the mandrels 7, 7 ′ and of the part 3 to be coated is carried out by tightening 3 teflon head screws on the bearing surfaces 3b of the part.
Les mandrins prolongent la pièce 3 à l'intérieur de la cellule et sont réglables et variables en fonction des formes et dimensions ou du calibre des pièces à traiter. The mandrels extend the part 3 inside the cell and are adjustable and variable according to the shapes and dimensions or the size of the parts to be treated.
Ainsi, on peut prévoir de régler les mandrins 7, 7' en hauteur en les faisant pénètrer plus ou moins à l'intérieur de la cellule pour l'adapter à des pièces de longueurs variables. Thus, provision can be made to adjust the mandrels 7, 7 ′ in height by making them penetrate more or less inside the cell to adapt it to parts of variable lengths.
Ces mandrins sont réalisés de préférence avec un matériau non conducteur (polypropylène par exemple). These mandrels are preferably made with a non-conductive material (polypropylene for example).
On peut concevoir également un mode de réalisation où les mandrins 7, 7' sont animés d'un mouvement de rotation entraînant ainsi la surface cathodique en rotation à l'intérieur de la cellule. It is also possible to conceive of an embodiment in which the mandrels 7, 7 ′ are driven in a rotational movement, thus causing the cathode surface to rotate inside the cell.
En fonction du diamètre de la pièce 3, on pourra aussi être amené à choisir une cellule dont les dimensions sont directement adaptées à celles de la pièce. Depending on the diameter of the part 3, it may also be necessary to choose a cell whose dimensions are directly adapted to those of the part.
En revanche, lorsque la pièce 3 est beaucoup plus petite en diamètre que la cellule 1, il se peut que l'espace entre l'anode et la cathode soit trop important. On règle alors les mandrins 7, 7' pour bloquer la pièce puis on dispose, à l'intérieur de la cellule contre sa paroi interne , un ou plusieurs cylindres anodiques creux et concentriques destinés à réduire la largeur de l'intervalle constitué par l'espace libre situé entre la face latérale externe de la pièce et la paroi interne de la cellule. Dans ce cas, c'est sur la paroi interne du cylindre le plus proche du centre qu'est placée l'anode 5. On the other hand, when the part 3 is much smaller in diameter than the cell 1, the space between the anode and the cathode may be too large. The mandrels 7, 7 ′ are then adjusted to block the part, and then, inside the cell against its internal wall, there are one or more hollow and concentric anode cylinders intended to reduce the width of the interval formed by the free space located between the external lateral face of the part and the internal wall of the cell. In this case, it is on the internal wall of the cylinder closest to the center that the anode 5 is placed.
Les portées 3b ainsi que les faces inférieures et supérieures du cylindre 3a sont isolés de l'électrolyte 4 en étant serrées au contact des mandrins 7, 7', ce qui permet d'éviter le masquage partiel de la pièce. The bearing surfaces 3b as well as the lower and upper faces of the cylinder 3a are isolated from the electrolyte 4 by being tightened in contact with the mandrels 7, 7 ′, which makes it possible to avoid partial masking of the part.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9007104A FR2663046B1 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL DEPOSIT ON PARTS. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR9007104A FR2663046B1 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL DEPOSIT ON PARTS. |
Publications (2)
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| FR2663046A1 true FR2663046A1 (en) | 1991-12-13 |
| FR2663046B1 FR2663046B1 (en) | 1993-03-26 |
Family
ID=9397382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR9007104A Expired - Lifetime FR2663046B1 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A METAL DEPOSIT ON PARTS. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2663046B1 (en) |
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- 1990-06-07 FR FR9007104A patent/FR2663046B1/en not_active Expired - Lifetime
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| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 7, no. 263 (C-196)[1408], 24 novembre 1983; & JP-A-58 144 498 (TEIKOKU PISTON RING K.K.) 27-08-1983 * |
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| FR2663046B1 (en) | 1993-03-26 |
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