FR2704560A1 - A method of electroplating a surface of a steel substrate with a layer of a zinc-based alloy coating and a steel material coated with a zinc-based alloy coating layer. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un procédé d'électrodéposition sur uneThe subject of the present invention is an electroplating process on a
surface d'un substrat en acier d'un revêtement d'un alliage métallique à base de zinc. La présente invention a également pour objet un matériau d'acier revêtu comprenant un substrat en acier et une couche de revêtement d'un alliage métallique surface of a steel substrate with a coating of a zinc-based metal alloy. The present invention also relates to a coated steel material comprising a steel substrate and a metal alloy coating layer
à base de zinc.based on zinc.
On sait qu'une couche d'un alliage à base de It is known that a layer of an alloy based on
zinc comme par exemple du type zinc/nickel, zinc/a- zinc such as zinc / nickel, zinc / a-
luminium, ou zinc/cobalt déposée sur un substrat en acier a une excellente activité de protection pour ledit luminium, or zinc / cobalt deposited on a steel substrate has excellent protective activity for said
substrat contre la corrosion.substrate against corrosion.
Ainsi, les matériaux d'acier revêtus d'un alliage zinc/nickel sont largement utiles comme matériaux résistants à la corrosion dans le domaine des véhicules automobiles, des appareils électroménagers et des Thus, steel materials coated with a zinc / nickel alloy are widely useful as corrosion-resistant materials in the field of motor vehicles, household appliances and appliances.
matériaux de construction, en particulier pour le bâti- building materials, particularly for buildings
ment. A titre d'exemple dans le domaine automobile, les tôles d'acier revêtues d'une couche de zinc sur une face et d'une couche de revêtement d'un alliage de zinc is lying. By way of example in the automotive field, steel sheets coated with a layer of zinc on one side and a coating layer of a zinc alloy
nickel sur l'autre face sont couramment utilisées. nickel on the other side are commonly used.
L'intérêt de ce type de tôles à revêtement différentiel est particulièrement visible dans la fabrication des pièces de carrosseries automobiles, comme The interest of this type of differential coated sheet is particularly visible in the manufacture of automobile body parts, as
par exemple les portières ou les ailes. for example the doors or the wings.
En effet, ces éléments sont soumis à deux Indeed, these elements are subject to two
types de corrosion.types of corrosion.
La première corrosion dite cosmétique initiée principalement par une agression mécanique du type rayures ou gravillonnages peut mettre l'acier à nu en The first so-called cosmetic corrosion initiated mainly by mechanical aggression of the type of scratching or graveling can expose the steel in
contact avec l'atmosphère extérieure. contact with the outside atmosphere.
La seconde corrosion dite perforante apparaît le plus souvent au niveau des corps creux et progresse The second so-called perforating corrosion appears most often in hollow bodies and progresses
de l'intérieur vers l'extérieur de la carrosserie. from the inside to the outside of the body.
Alors que la corrosion cosmétique fait appel préférentiellement au pouvoir sacrificiel du revêtement vis à vis de l'acier, la résistance à la perforation est Whereas cosmetic corrosion preferentially uses the sacrificial power of the coating with respect to steel, the resistance to perforation is
liée à l'effet barrière du revêtement. related to the barrier effect of the coating.
L'utilisation d'une tôle à revêtement différentiel du type zinc sur une face et zinc/nickel sur l'autre face, permet d'utiliser le pouvoir sacrificiel du revêtement de zinc sur la face extérieure de l'élément The use of a zinc-coated sheet on one side and zinc / nickel on the other side makes it possible to use the sacrificial power of the zinc coating on the outer face of the element.
de carrosserie et l'effet barrière du revêtement d'al- bodywork and the barrier effect of aluminum coating
liage zinc/nickel sur la face intérieure de cet élément zinc / nickel bonding on the inside of this element
de carrosserie.of bodywork.
Généralement, pour réaliser le dépôt d'une couche de revêtement d'un alliage à base de zinc sur la surface d'un substrat en acier, on utilise un procédé d'électrodéposition consistant à faire passer ledit substrat dans un bain d'électrolyte contenant des ions zinc et des ions nickel en milieu chlorure ou en milieu sulfate. A titre d'exemple, le bain peut avoir la composition suivante: ZnCl2: 2 à 3 moles par litre NiCl2: 0,2 à 1 mole par litre Le reste étant de l'eau déminéralisée ou non, Température du bain 50 à 70 C, Generally, to achieve the deposition of a coating layer of a zinc-based alloy on the surface of a steel substrate, an electrodeposition process is used consisting of passing said substrate in an electrolyte bath containing zinc ions and nickel ions in a chloride medium or in a sulphate medium. By way of example, the bath may have the following composition: ZnCl 2: 2 to 3 moles per liter NiCl 2: 0.2 to 1 mole per liter The remainder being deionized water or not, bath temperature 50 to 70 ° C. ,
pH: 4 à 5.pH: 4 to 5.
La densité de couant est ajustée pour obtenir The current density is adjusted to obtain
le pourcentage de nickel désiré dans l'alliage zinc/nic- the desired percentage of nickel in the zinc / nickel alloy
kel (habituellement de l'ordre de 12% de nickel). kel (usually around 12% nickel).
Or, on constate que le revêtement d'alliage However, it is found that the alloy coating
zinc/nickel ainsi électrodéposé a une propriété d'ad- zinc / nickel thus electrodeposited has a property of ad-
hérence relativement déplorable.relatively deplorable hero.
En effet, lors d'un test d'adhérence simple consistant à utiliser une pastille en acier revêtue et recouverte d'un ruban adhésif normalisé, qui est pliée à 900 avant de retirer le ruban adhésif, on constate que la totalité du revêtement s'est détachée du substrat en acier. Pour améliorer l'adhérence du revêtement d'alliage zinc/nickel sur la surface du substrat en acier sur laquelle ledit revêtement a été déposé, une solution consiste à déposer une première couche de revêtement de Indeed, in a simple adhesion test consisting of using a coated steel pellet covered with a standard adhesive tape, which is folded to 900 before removing the adhesive tape, it is found that the entire coating s' is detached from the steel substrate. In order to improve the adhesion of the zinc / nickel alloy coating to the surface of the steel substrate on which said coating has been deposited, one solution consists in depositing a first coating layer of
nickel par dépôt chimique au trempé sans courant électri- nickel by chemical quenching without electrical current
que, puis à déposer par électrodéposition une couche d'alliage zinc/nickel sur la première couche de nickel and then electroplating a layer of zinc / nickel alloy on the first layer of nickel
préalablement déposée.previously filed.
Dans ce cas, l'adhérence du revêtement est In this case, the adhesion of the coating is
meilleure que dans le cas d'un dépôt par électrodépo- better than in the case of an electrodeposit
sition directe, mais il n'est pas totalement satisfai- directly, but it is not totally satisfactory.
sant. Le test dit du "ruban adhésif" permet de constater que le revêtement est partiellement arraché de health. The so-called "adhesive tape" test shows that the coating is partially torn from
la pastille d'essai revêtue.the coated test pellet.
L'invention a donc pour but d'éviter les inconvénients précédemment mentionnés en proposant un procédé d'électrodéposition sur une surface d'un substrat en acier d'une couche d'un revêtement d'un alliage métallique à base de zinc, du type ZnX, dont X est le second élément de cet alliage, qui assure une bonne adhérence du revêtement sur ledit substrat en acier, sans réaliser de couche de revêtement par dépôt chimique au trempé. L'invention a donc pour objet un procédé d'électrodéposition sur une surface d'un substrat en acier d'une couche en revêtement d'un alliage métallique à base de zinc, du type ZnX, X étant le second élément de cet alliage, caractérisé en ce que l'on dépose entre la surface du substrat et la couche de revêtement dudit alliage, une couche de sous revêtement dudit alliage avec un pourcentage dudit élément X tel que le potentiel de The object of the invention is therefore to avoid the disadvantages mentioned above by proposing a method of electroplating a surface of a steel substrate with a layer of a coating of a zinc-based metal alloy, of the type ZnX, of which X is the second element of this alloy, which ensures a good adhesion of the coating on said steel substrate, without producing a coating layer by chemical deposition by dipping. The subject of the invention is therefore a process for electrodeposition on a surface of a steel substrate of a zinc-based metal alloy coating layer of the ZnX type, X being the second element of this alloy, characterized in that between the surface of the substrate and the coating layer of said alloy is deposited a layer of undercoating of said alloy with a percentage of said element X such that the potential of
réduction dudit alliage de ladite couche de sous revête- reducing said alloy of said undercoat layer
ment par rapport à une électrode au calomel saturé est supérieur ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de dégagement de l'hydrogène sur l'acier du substrat, relative to a saturated calomel electrode is greater than or equal to or substantially less than the potential for hydrogen evolution on the substrate steel,
pour obtenir le pourcentage du second élément X désiré. to obtain the percentage of the second element X desired.
Selon d'autres caractéristiques de l'inven- According to other features of the invention,
tion:tion:
- on dépose, entre la couche de sous revê- - is deposited between the undercoat layer
tement et la couche de revêtement dudit alliage, au moins une couche intermédiaire de sous revêtement avec un pourcentage du second élément X tel que le potentiel de réduction dudit alliage de la couche intermédiaire n de sous revêtement est supérieur ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de dégagement d'hydrogène sur ledit alliage de la couche intermédiaire n - 1 de sous revêtement précédemment déposée, and the coating layer of said alloy, at least one undercoating intermediate layer with a percentage of the second element X such that the reduction potential of said alloy of the undercoating intermediate layer n is greater than or equal to or substantially less than the disengaging hydrogen on said alloy from the n-1 underlay previously deposited,
- on dépose, entre la couche de sous revê- - is deposited between the undercoat layer
tement et la couche de revêtement dudit alliage, une and the coating layer of said alloy, a
couche intermédiaire de sous revêtement avec un pour- intermediate layer of undercoating with a
centage du second élément X tel que le potentiel de réduction dudit alliage de la couche intermédiaire de sous revêtement est supérieur ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de dégagement d'hydrogène sur percent of the second element X such that the reduction potential of said alloy of the undercoat interlayer is greater than or equal to or substantially less than the hydrogen evolution potential of
ledit alliage de la couche de sous revêtement précédem- said alloy of the underlayment layer previously
ment déposée.deposited.
L'invention a également pour objet un matériau d'acier revêtu comprenant un substrat en acier et une couche de revêtement d'un alliage métallique à base de zinc du type ZnX, X étant le second élément de cet alliage, ladite couche de sous revêtement étant déposée par électrodéposition sur une surface dudit substrat, caractérisé en ce qu'il comporte entre la surface du substrat et la couche de revêtement, une The invention also relates to a coated steel material comprising a steel substrate and a coating layer of a zinc-based metal alloy of ZnX type, X being the second element of this alloy, said undercoat layer being deposited by electroplating on a surface of said substrate, characterized in that it comprises between the surface of the substrate and the coating layer, a
couche de sous revêtement dudit alliage avec un pourcen- undercoating layer of said alloy with a percentage
tage du second élément X tel que le potentiel de réduc- the second element X such that the reduction potential
tion dudit alliage de la couche de sous revêtement par rapport à une électrode au calomel saturé est supérieur ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de said alloy of the undercoat layer relative to a saturated calomel electrode is greater than or equal to or substantially less than the
dégagement de l'hydrogène sur l'acier du substrat. release of hydrogen on the substrate steel.
Selon d'autres caractéristiques de l'inven- According to other features of the invention,
tion: - le matériau comporte, entre la couche de sous revêtement et la couche de revêtement, au moins une the material comprises, between the undercoat layer and the coating layer, at least one
couche intermédiaire de sous revêtement avec un pourcen- intermediate layer of undercoating with a percentage
tage du second élément X tel que le potentiel de réduc- the second element X such that the reduction potential
tion dudit alliage de la couche intermédiaire n de sous said alloy of the intermediate layer n of sub
revêtement est supérieur ou égal ou sensiblement infé- coating is greater than or equal to or substantially less than
rieur au potentiel de dégagement d'hydrogène sur ledit the potential for hydrogen evolution on said
alliage de la couche intermédiaire n - 1 de sous revê- alloy of the n-1 intermediate layer of undercoat
tement précédemment déposée, - le matériau comporte, entre la couche de sous revêtement et la couche de revêtement dudit alliage, une couche intermédiaire de sous revêtement avec un pourcentage du second élément X tel que le potentiel de réduction dudit alliage de la couche intermédiaire de sous revêtement est supérieur ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de dégagement d'hydrogène sur previously deposited, - the material comprises, between the undercoat layer and the coating layer of said alloy, an intermediate layer of undercoating with a percentage of the second element X such that the reduction potential of said alloy of the intermediate layer of sub coating is greater than or equal to or substantially less than the hydrogen evolution potential on
ledit alliage de la couche de sous revêtement précé- said alloy of the undercoating layer previously
demment déposée.duly deposited.
L'invention a encore pour objet un matériau d'acier revêtu comprenant un substrat en acier et une couche de revêtement d'un alliage zinc/nickel à 12% de nickel, ladite couche de revêtement étant déposée par électrodéposition sur une surface dudit substrat, caractérisé en ce qu'il comporte entre la surface du substrat et la couche de revêtement, une couche de sous revêtement d'alliage zinc/nickel à 24% de nickel et, sur The invention further relates to a coated steel material comprising a steel substrate and a coating layer of a zinc / nickel alloy with 12% nickel, said coating layer being electroplated on a surface of said substrate, characterized in that it comprises between the surface of the substrate and the coating layer, a layer of zinc / nickel alloy undercoat with 24% nickel and, on
ladite couche de sous revêtement, une couche intermé- said undercoat layer, an intermediate layer
diaire de sous revêtement d'alliage zinc/nickel à 18% de nickel. zinc / nickel alloy undercoat with 18% nickel.
Les caractéristiques et avantages de l'in- The characteristics and advantages of the
vention apparaîtront au cours de la description qui va will appear in the description that goes
suivre, donnée uniquement à titre d'exemple. Dans ce qui suit, l'invention sera décrite pour un alliage métallique à base de zinc du type ZnX, le second élément X de cet alliage étant du nickel, mais pouvant être également par exemple du fer, du cobalt ou follow, given only as an example. In what follows, the invention will be described for a zinc-based metal alloy of the ZnX type, the second element X of this alloy being nickel, but may also be for example iron, cobalt or
du chrome.chromium.
Pour déposer un alliage métallique par électrodéposition sur une surface d'un substrat en acier, par exemple un alliage zinc/nickel à 12% de nickel, on To deposit a metal alloy by electrodeposition on a surface of a steel substrate, for example a zinc / nickel alloy with 12% nickel,
polarise le substrat métallique pour l'amener au poten- polarizes the metal substrate to bring it to
tiel de réduction de l'alliage à déposer, c'est à dire que l'on polarise ledit substrat au potentiel de -0,95 V/Ecs dans le cas de l'alliage zinc/nickel à 12% de nickel. Selon les résultats des recherches effectuées par la Demanderesse, on suppose que l'adhérence du revêtement ainsi électrodéposé dépend directement du reduction of the alloy to be deposited, that is to say that one polarizes said substrate to the potential of -0.95 V / Ecs in the case of the alloy zinc / nickel 12% nickel. According to the results of the investigations carried out by the Applicant, it is supposed that the adhesion of the coating thus electrodeposited depends directly on the
dégagement d'hydrogène.release of hydrogen.
En effet, lTélectrodéposition se faisant en milieu acide aqueux par exemple dans un bain contenant ZnCl2, Kcl, NiCl2 et H20 le pH de la solution est très acide et on compte un nombre important d'ions H+ en solution. Indeed, the electrodeposition is done in aqueous acid medium for example in a bath containing ZnCl 2, KCl, NiCl 2 and H 2 O, the pH of the solution is very acidic and there is a large number of H + ions in solution.
Au cours de la réaction de dépôt électroly- During the electroless deposition reaction
tique, l'hydrogène dégaze sous forme de bulles et souvent ces bulles d'hydrogène se forment en dessous de la couche de revêtement empêchant celui-ci d'adhérer sur la surface The hydrogen degasses in the form of bubbles and often these hydrogen bubbles form below the coating layer preventing it from adhering to the surface.
du substrat métallique.of the metal substrate.
On a constaté que plus l'hydrogène se dégage It has been found that more hydrogen is released
au cours de la réaction d'électrodéposition, plus l'adhé- during the electroplating reaction, the higher the adhesion
rence du revêtement sur la surface du substrat métallique coating on the surface of the metal substrate
est moins bonne.is less good.
Une série d'essais ont été réalisés pour A series of tests have been carried out to
tenter de comprendre ce phénomène de dégazage de l'hy- try to understand this phenomenon of degassing of the hy-
drogène au cours de la réaction d'électrodéposition pour trouver une solution afin de minimiser ce dégazage et d'éviter au maximum la formation d'hydrogène dans la solution. Des éprouvettes ont été revêtues d'une couche de revêtement d'un alliage zinc/nickel à 12% de nickel during the electrodeposition reaction to find a solution to minimize this outgassing and to avoid as much as possible the formation of hydrogen in the solution. Test specimens were coated with a coating layer of zinc / nickel alloy with 12% nickel
et d'une épaisseur de 6pm.and a thickness of 6pm.
Certaines éprouvettes ont fait l'objet du dépôt électrodéposé, entre la surface du substrat et la couche de revêtement d'alliage zinc/nickel, d'une couche de sous revêtement d'alliage zinc/nickel d'une épaisseur de 0,04pm avec un pourcentage de nickel différent selon Some specimens were electroplated between the surface of the substrate and the zinc / nickel alloy coating layer with a zinc / nickel alloy undercoating layer 0.04 μm thick with a different percentage of nickel depending
les éprouvettes.the test pieces.
D'autres éprouvettes ont fait l'objet du dépôt électrodéposé, entre la couche de sous revêtement Other test specimens were electroplated between the undercoat layer
d'alliage zinc/nickel et la couche de revêtement d'al- of zinc / nickel alloy and the coating layer of
liage zinc/nickel, d'une couche intermédiaire de sous revêtement d'un alliage zinc/nickel d'une épaisseur de zinc / nickel bonding, an undercoating layer of a zinc / nickel alloy with a thickness of
0,04pm, avec un pourcentage de nickel différent. 0.04pm, with a different nickel percentage.
Ces éprouvettes ont alors subi le test These specimens then underwent the test
d'adhérence dit "test du ruban adhésif". adhesion called "tape test".
Selon le degré d'arrachement du revêtement, l'adhérence a été classée dans une fourchette de 1 à 5, le coefficient 1 étant réservé à l'arrachement total du revêtement, le coefficient 5 a aucun arrachement et les Depending on the degree of tearing of the coating, the adhesion was classified in a range of 1 to 5, the coefficient 1 being reserved for the total tearing of the coating, the coefficient 5 has no tearing and the
coefficients 2 à 4 selon le degré d'arrachement. coefficients 2 to 4 depending on the degree of tearing.
Le tableau ci-dessous donne les résultats de The table below gives the results of
ces différents essais.these different tests.
N essais %Ni couche de %Ni couche adhérence sous revête- intermédiaire N tests% Ni% layer or adhesion layer under intermediate coating
ment de sous revê-underwear
tementment
1 11 1
2 15 22 15 2
3 18 23 18 2
4 21 44 21 4
18 15 218 15 2
6 21 15 36 21 15 3
7 21 18 47 21 18 4
8 21 21 58 21 21 5
9 24 18 59 24 18 5
En examinant les résultats de ces essais, on constate que plus le pourcentage de nickel de la couche de sous-revêtement augmente, meilleure est l'adhérence Examining the results of these tests, it can be seen that the higher the percentage of nickel in the underlayment layer, the better the adhesion
du revêtement.coating.
L'explication de ce phénomène est liée au The explanation of this phenomenon is related to
potentiel de dégagement de l'hydrogène. potential for hydrogen evolution.
Dans l'essai n 1, on a directement élec- In the first test, we directly
trodéposé une couche de revêtement d'alliage zinc/nickel trodéposé a layer of zinc / nickel alloy coating
à 12% de nickel sur la surface du substrat en acier. at 12% nickel on the surface of the steel substrate.
Pour cela, on a polarisé le substrat pour l'amener à - 0,95V/Ecs, potentiel de réduction de l'alliage zinc/nickel à 12% de nickel par rapport à une For this, the substrate was polarized to bring it to - 0.95V / Ecs, the reduction potential of the zinc / nickel alloy at 12% nickel compared to a
électrode au calomel saturé.saturated calomel electrode.
Or, pour arriver à -0,95V/Ecs, le substrat en acier a d'abord été amené à -0,78V/Ecs, potentiel de However, to reach -0.95V / Ecs, the steel substrate was first brought to -0.78V / Ecs, potential for
dégagement de l'hydrogène sur l'acier. release of hydrogen on the steel.
Ainsi, dès que le substrat a été porté à -0,78V/Ecs, la réaction de dégagement de l'hydrogène a débuté et s'est poursuivie jusqu'à ce que le potentiel Thus, as soon as the substrate was raised to -0.78V / Ecs, the hydrogen evolution reaction started and continued until the potential
du substrat atteigne -0,95V/Ecs.substrate reaches -0.95V / Ecs.
A ce moment, le dépôt de l'alliage zinc/ nickel sur la surface du substrat en acier débute et en ce qui concerne le dégagement de l'hydrogène ce n'est plus le potentiel de son dégagement sur l'acier qu'il faut prendre en compte, mais son potentiel de dégagement At this point, the deposition of the zinc / nickel alloy on the surface of the steel substrate begins and as far as the release of hydrogen is concerned it is no longer the potential of its release on the steel that is needed. take into account but its release potential
sur l'alliage que l'on a déposé.on the alloy that has been deposited.
En effet, dès que le dépôt commence et que l'on a déposé une mince couche d'alliage sur la surface du substrat en acier, la suite du dépôt de cet alliage s'effectue sur la couche dudit alliage précédemment Indeed, as soon as the deposit begins and a thin layer of alloy has been deposited on the surface of the steel substrate, the subsequent deposition of this alloy takes place on the layer of said alloy previously
déposée.filed.
Dans l'essai n 2, on a d'abord déposé une couche de sous revêtement d'alliage zinc/nickel à 15% de nickel avant de déposer la couche de revêtement à 12% de nickel. Le potentiel de réduction de la couche d'alliage zinc/nickel à 15% de nickel étant égal à -0,90V/Ecs, la réaction de dégagement d'hydrogène a été plus courte dans le premier essai avant le début du dépôt de l'alliage, ce qui explique que l'adhérence soit In Test No. 2, a 15% zinc / nickel alloy undercoat layer was first deposited prior to depositing the 12% nickel coating layer. Since the reduction potential of the zinc / nickel alloy layer at 15% of nickel is equal to -0.90 V / Ecs, the hydrogen evolution reaction was shorter in the first test before the beginning of the deposition of the nickel. alloy, which explains why adhesion is
légèrement meilleure.slightly better.
L'essai n 4 par exemple, donne un bon résul- Test 4, for example, gives a good result.
tat en adhérence du fait du potentiel de réduction de l'alliage zinc/nickel à 21% de nickel qui est égal à state in adhesion due to the reduction potential of the zinc / nickel alloy at 21% of nickel which is equal to
-0,85V/Ecs, c'est à dire assez proche de -0,78V/Ecs. -0,85V / Ecs, ie quite close to -0,78V / Ecs.
Ces essais montrent déjà que dans le cas ou l'on réalise une couche de sous revêtement avec un alliage zinc/nickel dont le pourcentage de nickel est tel que le potentiel dudit alliage est proche du potentiel de dégagement de l'hydrogène sur le substrat en acier, on augmente de manière significative l'adhérence du revêtement. Les essais 5 à 9 montrent qu'il est possible These tests already show that in the case where a coating layer is carried out with a zinc / nickel alloy whose percentage of nickel is such that the potential of said alloy is close to the potential of release of hydrogen on the substrate. steel, the adhesion of the coating is significantly increased. Tests 5 to 9 show that it is possible
d'améliorer encore la qualité de l'adhérence du revête- to further improve the quality of the adhesion of the coating-
ment en déposant une couche intermédiaire de sous revêtement entre la couche de sous revêtement et la depositing an intermediate layer of undercoating between the undercoat layer and the
couche de revêtement.coating layer.
La couche intermédiaire de sous revêtement d'alliage zinc/nickel a un pourcentage de nickel tel que le potentiel de réduction dudit alliage soit proche du potentiel de dégagement de l'hydrogène sur l'alliage zinc/nickel précédemment déposé dans la couche de sous revêtement. Le meilleur résultat est d'ailleurs obtenu lors de l'essai n 9, dans lequel on a d'abord déposé une couche de sous revêtement de 0,04pm d'alliage zinc/nickel à 24% de nickel et une couche intermédiaire de sous revêtement de 0,04pm d'alliage à 18% de nickel avant de The zinc / nickel alloy undercoat interlayer has a percentage of nickel such that the reduction potential of said alloy is close to the hydrogen evolution potential on the zinc / nickel alloy previously deposited in the undercoat layer . The best result is also obtained in test n 9, in which a layer of undercoating of 0.04 μm of zinc / nickel alloy with 24% of nickel and an intermediate layer of nickel was first deposited. coating of 0.04pm of 18% nickel alloy before
déposer la couche de revêtement final d'alliage zinc/nic- deposit the final coating layer of zinc / nickel alloy
kel à 12% de nickel.kel at 12% nickel.
De tels dépôts successifs, sont réalisés de Such successive deposits are made of
manière connue par exemple sur une ligne d'électrodé- known manner for example on a line of electrodes
position de type CAROSEL, dans laquelle on règle le courant de diffusion dans le bain, d'un premier rouleau conducteur pour assurer un dépôt d'alliage zinc/nickel à 24% de nickel et dans le bain, d'un second rouleau conducteur pour assurer un dépôt d'alliage nickel à 18% CAROSEL-type position, in which the diffusion current in the bath, a first conductive roll to ensure a nickel / zinc alloy deposit 24% nickel and in the bath, a second conductive roll for ensure an 18% nickel alloy deposit
de nickel.of nickel.
La vitesse de défilement de la bande d'acier formant le substrat est calculée pour obtenir l'épaisseur The speed of travel of the steel strip forming the substrate is calculated to obtain the thickness
désirée de revêtement, c'est à dire 0,04 pm. desired coating, ie 0.04 μm.
Afin de pouvoir régler différemment la densité de courant au niveau de chaque rouleau il suffit par exemple de les équiper au moins les deux premiers, de ponts d'anodes afin de pouvoir brider ces ponts pour obtenir de très faibles densités de courant et donc des dépôts d'alliage zinc/nickel à pourcentage de nickel élevé. Lors du passage du substrat d'acier sur le premier rouleau de la ligne d'électrodéposition, celui-ci est polarisé jusqu'au potentiel de réduction de l'alliage In order to be able to regulate differently the current density at the level of each roll, it suffices, for example, to equip them at least the first two, with anode bridges in order to be able to clamp these bridges to obtain very low current densities and therefore deposits. zinc / nickel alloy with high nickel percentage. During the passage of the steel substrate on the first roll of the electrodeposition line, it is polarized to the reduction potential of the alloy
zinc/nickel à 24% de nickel, soit -0,80V/Ecs. zinc / nickel at 24% nickel, ie -0.80V / Ecs.
Le dégagement d'hydrogène commence dès que le The release of hydrogen begins as soon as the
substrat en acier atteint -O,78V/Ecs et le dépôt de l'al- steel substrate reaches -0.78V / Ecs and the deposit of
liage zinc/nickel commence lorsque le substrat atteint - zinc / nickel bonding begins when the substrate reaches -
0,80V/Ecs, soit pratiquement immédiatement après le 0,80V / Ecs, almost immediately after the
dégagement d'hydrogène qui est très limité. release of hydrogen which is very limited.
Ensuite, lorsque le substrat en acier revêtu de la couche de sous revêtement d'alliage zinc/nickel à Then, when the steel substrate coated with the zinc / nickel alloy undercoating layer with
24% de nickel passe au niveau du second rouleau conduc- 24% nickel passes to the second conductive roll
teur, sa polarité est amenée au potentiel de réduction de l'ralliage zinc/nickel à 18% du nickel, soit -0,90V/ Ecs. Le dégagement d'hydrogène redevient actif lorsque le substrat en acier atteint le potentiel de dégagement d'hydrogène sur l'alliage zinc/nickel à 24% de nickel et le dépôt de l'alliage zinc/nickel à 18% de nickel débute lorsque le potentiel dudit substrat atteint -0,90V/Ecs. Au niveau des rouleaux conducteurs suivants, le substrat en acier est polarisé à -0,95V/Ecs, potentiel de réduction de l'alliage zinc/nickel à 12% de nickel its polarity is brought to the reduction potential of zinc / nickel to 18% nickel, or -0.90V / Ecs. Hydrogen evolution becomes active again when the steel substrate reaches the hydrogen evolution potential on the 24% nickel / nickel alloy, and the 18% zinc / nickel nickel deposit is deposited when the potential of said substrate reaches -0.90V / Ecs. At the level of the following conductive rolls, the steel substrate is polarized at -0.95V / Ecs, the reduction potential of the zinc / nickel alloy at 12% nickel
permettant son dépôt sur le substrat en acier. allowing its deposit on the steel substrate.
Ainsi, afin de limiter le dégagement d'hy- Thus, in order to limit the release of hy-
drogène et d'assurer une bonne adhérence du revêtement, le procédé selon l'invention consiste à déposer, entre and to ensure a good adhesion of the coating, the method according to the invention consists in depositing, between
la surface du substrat en acier et la couche de revête- the surface of the steel substrate and the coating layer
ment d'alliage zinc/nickel, une couche de sous revêtement d'alliage zinc/nickel avec un pourcentage de nickel tel que le potentiel de réduction dudit alliage de ladite couche de sous revêtement par rapport à une électrode au calomel saturée est supérieur ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de dégagement de l'hydrogène sur l'acier du substrat, puis à déposer, entre la couche de sous revêtement et la couche de revêtement d'alliage zinc/nickel, au moins une couche intermédiaire de sous revêtement avec un pourcentage de nickel tel que le potentiel de réduction de l'alliage zinc/nickel de la couche intermédiaire n de sous revêtement est supérieur zinc / nickel alloy layer, a zinc / nickel alloy undercoating layer with a percentage of nickel such that the reduction potential of said alloy of said undercoat layer relative to a saturated calomel electrode is greater than or equal to or substantially less than the hydrogen evolution potential on the steel of the substrate, and then depositing, between the undercoat layer and the zinc / nickel alloy coating layer, at least one undercoating intermediate layer with a percentage of nickel such that the reduction potential of the zinc / nickel alloy of the intermediate layer n undercoating is greater
ou égal ou sensiblement inférieur au potentiel de dégage- or equal to or substantially less than the release potential
ment d'hydrogène sur ledit alliage de la couche intermé- hydrogen on said alloy of the intermediate layer.
diaire n-1 de sous revêtement précédemment déposée, n-1 undercoat previously deposited,
jusqu'à déposer une couche d'alliage zinc/nickel. until depositing a layer of zinc / nickel alloy.
De manière satisfaisante, on peut également déposer directement la couche intermédiaire de sous revêtement d'alliage zinc/nickel avec le pourcentage de In a satisfactory manner, it is also possible to directly deposit the intermediate layer of undercoat of zinc / nickel alloy with the percentage of
nickel désiré sur la couche de sous revêtement précédem- desired nickel on the undercoat layer previously
ment déposée.deposited.
Le potentiel de réduction de l'alliage zinc- The reduction potential of zinc alloy
nickel de la couche de sous revêtement par rapport à une électrode au calomel saturé peut être compris entre le potentiel de dégagement d'hydrogène sur l'acier du substrat et ledit potentiel de dégagement d'hydrogène nickel of the undercoat layer relative to a saturated calomel electrode may be between the hydrogen evolution potential on the substrate steel and said hydrogen evolution potential
moins 15%, ou moins 10%, ou moins 5% ou encore moins 2%. less 15%, or less 10%, or less 5% or even less 2%.
Le potentiel de réduction de l'alliage zinc/nickel de la couche intermédiaire de sous revêtement peut être compris entre le potentiel de dégagement d'hydrogène sur la couche de sous revêtement précédemment déposée et ledit potentiel de dégagement d'hydrogène The reduction potential of the zinc / nickel alloy of the undercoating intermediate layer may be between the hydrogen evolution potential on the previously deposited undercoating layer and the hydrogen evolution potential.
moins 15%, ou moins 10%, ou moins 5% ou encore moins 2%. less 15%, or less 10%, or less 5% or even less 2%.
La couche de sous revêtement a une épaisseur The undercoat layer has a thickness
supérieure à 0,01pm et de préférence supérieure à 0,02pm. greater than 0.01pm and preferably greater than 0.02pm.
La ou les couches intermédiaires de sous The intermediate layer or layers
revêtement ont une épaisseur supérieure à 0,01pm. coating have a thickness greater than 0.01pm.
Le procédé selon l'invention n'est pas limité au dépôt d'un alliage zinc/nickel, mais peu très bien être appliqué au dépôt d'autres alliages à base de zinc, The process according to the invention is not limited to the deposition of a zinc / nickel alloy, but can very well be applied to the deposition of other zinc-based alloys,
du type zinc/fer, zing/chrome ou encore zinc/cobalt. zinc / iron, zinc / chromium or zinc / cobalt.
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