FR2730506A1 - Forming protective coating on zinc (alloy) component - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de passivation d'une pièce revêtue d'une couche
de zinc ou de zinc allié
La présente invention concerne un procédé de passivation d'une pièce revêtue d'une couche de zinc ou de zinc allié.Method for passivating a part coated with a layer
zinc or zinc alloy
The present invention relates to a method for passivating a part coated with a layer of zinc or alloyed zinc.
I1 est bien connu que, dans tous les domaines de l'industrie telle qu'à titre d'exemple l'automobile, l'électroménager, la conserverie ..., il est nécessaire de protéger les pièces en fer, en fonte ou en acier contre la corrosion. It is well known that, in all fields of industry such as, for example, the automobile, household appliances, the canning industry, etc., it is necessary to protect the iron, cast iron or steel against corrosion.
Parmi les procédés les plus couramment utilisés pour effectuer cette protection, on peut mentionner la galvanisation qui est connue depuis déjà de nombreuses dizaines d'années. Among the processes most commonly used to perform this protection, mention may be made of galvanization which has been known for many decades.
Cette opération, qui consiste à recouvrir les pièces à protéger d'une couche de protection à base de zinc, peut s'effectuer soit par trempage dans un bain de zinc fondu (ou enduction au rouleau) soit par électrozingage. Le dépôt, qui doit être d'épaisseur contrôlée, peut ou non être réalisé sur toutes les faces de la pièces. I1 est constitué de zinc pur ou additionné d'éléments tels, qu'à titre d'exemple, le nickel, l'aluminium, l'étain, le cuivre, le plomb, le fer ou encore le cobalt. This operation, which consists in covering the parts to be protected with a protective layer based on zinc, can be carried out either by dipping in a bath of molten zinc (or coating with a roller) or by electrozincing. The deposit, which must be of controlled thickness, may or may not be carried out on all the faces of the part. It consists of pure zinc or added with elements such as, for example, nickel, aluminum, tin, copper, lead, iron or even cobalt.
La galvanisation permet de revêtir les pièces d'une couche de zinc ou de zinc allié ayant un aspect brillant et une épaisseur homogène. Galvanization allows the parts to be coated with a layer of zinc or alloyed zinc having a shiny appearance and a uniform thickness.
Les spécialistes ont, cependant, constaté que les pièces ayant subi le traitement de galvanisation demeurent souvent encore trop sensibles à la corrosion et ont pour cette raison proposé de les revêtir d'un film inhibiteur complémentaire, essentiellement à base d'oxydes métalliques qui est nommé film de passivation . Specialists have, however, found that the parts having undergone the galvanizing treatment often remain still too sensitive to corrosion and for this reason have proposed to coat them with a complementary inhibiting film, essentially based on metallic oxides which is called passivation film.
Le procédé classique de passivation de pièces en zinc ou zinc allié consiste à les plonger dans une solution d'acide chromique de façon à les revêtir par réaction chimique d'un film inhibiteur de corrosion à base de chromate et de dichromate de zinc. The conventional process for passivating zinc or alloyed zinc parts consists of immersing them in a chromic acid solution so as to coat them by chemical reaction with a corrosion-inhibiting film based on chromate and zinc dichromate.
Cette réaction chimique est, toutefois, très difficile à maîtriser et le film passivant ainsi obtenu est très souvent fragile et de faible épaisseur, et par suite, n'assure pas la protection souhaitée. This chemical reaction is, however, very difficult to control and the passivating film thus obtained is very often fragile and thin, and therefore does not provide the desired protection.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé nouveau de passivation de zinc ou de zinc allié permettant de mieux maîtriser la réaction de formation du film passivant et ainsi d'en améliorer la performance vis-à-vis de la résistance à la corrosion. The object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a new process for passivation of zinc or of alloyed zinc allowing better control of the reaction of formation of the passivating film and thus of improving its performance with respect to the corrosion resistance.
L'invention s'applique tout particulièrement à des pièces ayant subi une galvanisation préalable mais n'est, bien entendu, pas limitée à de telles pièces et peut également s'appliquer au traitement d'articles en zinc ou zinc allié
Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par la mise en oeuvre des étapes suivantes - on plonge la pièce à traiter dans une solution aqueuse
renfermant entre 5 et 100 g/l d'acide chromique et entre
5 et 100 g/l d'acide phosphorique, - on relie cette pièce à un pôle d'un générateur de courant
pulsé associé à un générateur de courant continu et dont
l'autre pôle est relié à une contre-électrode en un maté
riau neutre plongeant également dans la solution aqueuse,
et - on applique, entre la pièce et la contre-électrode, un
courant pulsé sous une tension de l'ordre de 3 à
10 volts.The invention applies very particularly to parts which have undergone prior galvanization but is, of course, not limited to such parts and can also be applied to the treatment of articles made of zinc or alloyed zinc
The method according to the invention is characterized by the implementation of the following steps - the part to be treated is immersed in an aqueous solution
containing between 5 and 100 g / l of chromic acid and between
5 and 100 g / l of phosphoric acid, - this part is connected to a pole of a current generator
pulsed associated with a DC generator and whose
the other pole is connected to a counter-electrode in a mate
neutral line also immersed in the aqueous solution,
and - between the workpiece and the counter-electrode, a
pulsed current at a voltage of the order of 3 to
10 volts.
On a pu vérifier que la mise en oeuvre de ce procédé permet de déposer par voie électrolytique, sur le zinc ou le zinc allié, un film de passivation essentiellement à base de phosphate et de dichromate de zinc présentant une très bonne tenue à la corrosion et permettant d'obtenir un accroissement sensible de la durée de vie de la pièce ainsi revêtue. We have been able to verify that the implementation of this process makes it possible to deposit, electrolytically, on zinc or alloyed zinc, a passivation film essentially based on phosphate and zinc dichromate having very good corrosion resistance and allowing a significant increase in the life of the part thus coated.
La caractéristique essentielle du procédé conforme à l'invention est liée à l'utilisation de courant pulsé : on a en effet constaté qu'en l'absence de courant pulsé, il est impossible d'obtenir une passivation du zinc au pH de la solution aqueuse chromique/phosphorique, la couche superficielle de chromate qui se forme immédiatement bloquant la poursuite de la réaction. The essential characteristic of the process according to the invention is linked to the use of pulsed current: it has indeed been found that in the absence of pulsed current, it is impossible to obtain a passivation of zinc at the pH of the solution aqueous chromic / phosphoric, the surface layer of chromate which forms immediately blocking the continuation of the reaction.
Au contraire, la mise en oeuvre d'un courant pulsé permet d'activer l'oxydation anodique du zinc en ions 2+
Zn et sa dissolution ainsi que la formation de dichromate et de phosphate.On the contrary, the use of a pulsed current makes it possible to activate the anodic oxidation of zinc to 2+ ions
Zn and its dissolution as well as the formation of dichromate and phosphate.
On a pu vérifier que, lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, les réactions qui se produisent au sein de la solution électrolytique sont essentiellement les suivantes
It has been possible to verify that, during the implementation of the process according to the invention, the reactions which occur within the electrolytic solution are essentially the following:
En conséquence, au niveau de la contreélectrode qui peut être réalisée dans tout matériau inerte dans la solution, notamment en graphite ou plus avantageusement en acier inoxydable, on observe un dégagement d'hydrogène tandis que le film passivant recherché vient s'appliquer sur la pièce. Consequently, at the level of the counterelectrode which can be produced in any inert material in the solution, in particular in graphite or more advantageously in stainless steel, a release of hydrogen is observed while the desired passivating film is applied to the part. .
Selon une autre caractéristique de l'invention, la fréquence du courant pulsé est de l'ordre de 0,1 à 1 kHz pour les fréquences anodiques et cathodiques et plus particulièrement environ 1 kHz en fréquence anodique et environ 0,2 kHz en fréquence cathodique. According to another characteristic of the invention, the frequency of the pulsed current is of the order of 0.1 to 1 kHz for the anode and cathode frequencies and more particularly about 1 kHz in anode frequency and about 0.2 kHz in cathode frequency .
Selon une autre caractéristique de l'invention, la durée de chaque impulsion de courant est de l'ordre de 1 à 10 ms. According to another characteristic of the invention, the duration of each current pulse is of the order of 1 to 10 ms.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la densité de courant moyenne est compris entre 1 et 5 A/dm. According to another characteristic of the invention, the average current density is between 1 and 5 A / dm.
On a, en effet, pu vérifier que le choix susmentionné des différents paramètres du courant pulsé permet d'obtenir un film passivant particulièrement satisfaisant. It has indeed been possible to verify that the aforementioned choice of the various parameters of the pulsed current makes it possible to obtain a particularly satisfactory passivating film.
On a, également, pu vérifier que la durée de traitement de la pièce doit, de préférence, être de l'ordre de 1 à 5 mn. It was also possible to verify that the treatment time of the part should preferably be of the order of 1 to 5 min.
Les caractéristiques du procédé qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est un schéma représentant une installation
permettant la mise en oeuvre du procédé, - la figure 2 est un diagramme (t/V) correspondant au cou
rant appliqué.The characteristics of the process which is the subject of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a diagram showing an installation
allowing the implementation of the method, - Figure 2 is a diagram (t / V) corresponding to the neck
rant applied.
Selon la figure 1, le procédé est mis en oeuvre dans une installation essentiellement constituée par une cuve électrolytique 1 remplie d'une solution aqueuse 2 renfermant entre 5 et 100 g/l d'acide chromique et entre 5 et 100 g/l d'acide phosphorique ainsi que par un générateur de courant pulsé G2 associé à un générateur de courant continu G1
La pièce à traiter P plonge dans la solution 2 et est reliée au générateur G2. Ce générateur est, en outre, relié à une contre-électrode 3, de préférence en acier inoxydable, qui plonge dans la solution 2 et entoure la pièce P.According to FIG. 1, the method is implemented in an installation essentially constituted by an electrolytic tank 1 filled with an aqueous solution 2 containing between 5 and 100 g / l of chromic acid and between 5 and 100 g / l of phosphoric acid as well as by a pulsed current generator G2 associated with a direct current generator G1
The part to be treated P plunges into solution 2 and is connected to the generator G2. This generator is also connected to a counter electrode 3, preferably made of stainless steel, which plunges into solution 2 and surrounds the part P.
Selon la figure 2, le générateur G1 délivre une tension continue VO à laquelle le générateur G2 superpose cycliquement une tension sous forme d'un train d'impulsions. According to FIG. 2, the generator G1 delivers a DC voltage VO to which the generator G2 cyclically superimposes a voltage in the form of a train of pulses.
Par suite, le générateur G2 applique, entre la pièce P et la contre-électrode 3, un courant pulsé pouvant être représenté par les caractéristiques suivantes - Tension 3 à 10 volts, - Fréquence anodique 1 kHz, - Fréquence cathodique 0,2 kHz - Durée de chaque impulsion . 1 à 10 ms. Consequently, the generator G2 applies, between the part P and the counter-electrode 3, a pulsed current which can be represented by the following characteristics - Voltage 3 at 10 volts, - Anode frequency 1 kHz, - Cathode frequency 0.2 kHz - Duration of each pulse. 1 to 10 ms.
2 - Densité de courant moyenne : 1 à 5 A/dm
La solution électrolytique 2 se trouve partiellement dissociée et renferme, en particulier, des ions H
2- 3des Cr207 et des ions P04
Sous l'action du courant pulsé susmentionné, les ions H+ ainsi que les anions Cr2O72- et PO43- migrent vers la pièce P pour former le film passivant recherché et dégager de l'hydrogène.2 - Average current density: 1 to 5 A / dm
The electrolytic solution 2 is partially dissociated and contains, in particular, H ions
2- 3 of Cr207 and P04 ions
Under the action of the above-mentioned pulsed current, the H + ions as well as the Cr2O72- and PO43- anions migrate towards the part P to form the desired passivating film and give off hydrogen.
Il est à noter que la pièce P passe alternativement du + au - suivant le train d'impulsions généré par le générateur à courant pulsé G2. It should be noted that the part P passes alternately from + to - according to the train of pulses generated by the pulsed current generator G2.
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FR9501663A FR2730506B1 (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | PROCESS FOR THE PASSIVATION OF A PART COATED WITH A LAYER OF ZINC OR ALLOYED ZINC |
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FR9501663A FR2730506B1 (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | PROCESS FOR THE PASSIVATION OF A PART COATED WITH A LAYER OF ZINC OR ALLOYED ZINC |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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FR2730506A1 true FR2730506A1 (en) | 1996-08-14 |
FR2730506B1 FR2730506B1 (en) | 1997-05-09 |
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FR9501663A Expired - Fee Related FR2730506B1 (en) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | PROCESS FOR THE PASSIVATION OF A PART COATED WITH A LAYER OF ZINC OR ALLOYED ZINC |
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FR (1) | FR2730506B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2372041A (en) * | 2000-09-23 | 2002-08-14 | Univ Cambridge Tech | Electrochemical surface treatment of metals |
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FR1380242A (en) * | 1964-01-17 | 1964-11-27 | Cons Mining & Smelting Co | Anodic treatment of zinc and zinc-based alloys |
JPS62180097A (en) * | 1986-02-03 | 1987-08-07 | Nippon Steel Corp | Surface-treatment of galvanized steel sheet |
-
1995
- 1995-02-14 FR FR9501663A patent/FR2730506B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 33 (C - 472) 30 January 1988 (1988-01-30) * |
Cited By (2)
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GB2372041A (en) * | 2000-09-23 | 2002-08-14 | Univ Cambridge Tech | Electrochemical surface treatment of metals |
GB2372041B (en) * | 2000-09-23 | 2004-12-01 | Univ Cambridge Tech | Electrochemical surface treatment of metals and metallic alloys |
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FR2730506B1 (en) | 1997-05-09 |
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