FR2796401A1

FR2796401A1 - Procede et appapreil pour le traitement electrochimique, en particulier pour le revetement electrochimique de pieces conductrices ou rendues conductrices, dans un recipient rempli d'un electrolyte

Info

Publication number: FR2796401A1
Application number: FR0008717A
Authority: FR
Inventors: Markku Vaarni; Dirk Bube; Rolf Jansen; Alois Muller
Original assignee: Wmv App Bau Co KG GmbH
Current assignee: Wmv App Bau Co KG GmbH
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2001-01-19
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: DE19932524C1; FR2796401B1; ES2190702B1; ES2190702A1

Abstract

Dans ce procédé pour le traitement électrochimique de pièces conductrices ou rendues conductrices, dans un récipient rempli d'un électrolyte dans lequel sont agencées deux électrodes reliées à une source de tension continue, dans lequel les pièces sont constamment déplacées dans un panier en rotation pendant le traitement dans l'électrolyte, on prévoit que les pièces soient branchées à la cathode par l'intermédiaire d'un moyeu du panier, et que l'électrolyte soit pompé en circuit fermé à travers le récipient, cependant que celui-ci reste refermé de manière étanche aux gaz.

Description

La présente invention concerne un procédé pour le traitement électrochimique, en particulier le revêtement électrochimique de pièces conductrices ou rendues conductrices, dans un récipient rempli d'un électrolyte dans lequel sont agencées deux électrodes (anode, cathode) lesquelles sont reliéesà une source de tension continue. Ici, la majeure partie des cas d'application est représentée par le revêtement électrochimique, c'est-à-dire aussi le revêtement galvanique. Cependant, lors d'un remplacement correspondant de l'anode et de la cathode dans le récipient, il est possible également d'appliquer le procédé pour le nettoyage électrochimique, ou bien pour l'érosion électrochimique. L'invention inclut encore la peinture par plongée anodique/cathodique. L'invention concerne également une installation pour le traitement électrochimique, en particulier le revêtement électrochimique de pièces conductrices ou rendues conductrices, qui comprend un récipient rempli d'un électrolyte et dans lequel sont agencées deux électrodes (anode, cathode) reliéesà une source de tension continue.

Des pièces métalliques, ou bien des pièces en matière plastique dont la surface est prétraitée afin de les rendre conductrices, sont revêtues par voie galvanique dans le but de leur protection anticorrosion et partiellement également pour des raisons décoratives. Selon la taille, la forme et le nombre des piècesà revêtir, ou des produitsà revêtir, on utilise ici des techniques opératoires différentes.

Des articles de production en masse, en particulier ce que l'on appelle des produits en vrac comme les vis, les écrous, les rondelles et similaires, sont revêtus par un procédé au tambour. Les pièces sont plongées dans le bain galvanique dans un tambour perforé en matière plastique.À l'intérieur du tambour en matière plastique en rotation lente sont disposés des câbles flexibles isolés, dont les extrémités dénudées établissent le contact électrique avec la cathode en balayant les pièces. La densité de courant est située, dans le cas du zingage, aux alentours de0,5à 1,5 A/dM2 . La réalisation d'un revêtement de15 microns d'épaisseur dure entre60 et160 minutes. Des documentsDE 31 21397 CI etDE 32 30 108 C2 on connaît des procédés et des appareils pour le revêtement de surface, en particulier aussi pour le revêtement de surface électrochimique de petites pièces, dans lesquels les pièces sont reçues dans un tambour que l'on peut mettre en rotation dans un récipient, ce tambour assurant un brassage des piècesà petite vitesse de rotation pendant la phase de revêtement, alors que son axe se trouve dans une première position, et assurant une centrifugation des piècesà vitesse de rotation élevée dans une deuxième positionà axe vertical, après avoir pompé le liquide de traitement. Les moyens pour la commande du procédé électrochimique ne sont pas expliqués plus en détail dans ces documents.

L'objectif de la présente invention, c'est de proposer un procédé et un appareil du genre indiqué, qui mènentà une performance de revêtement élevée, tout en étant de réalisation simple.

Cet objectif est atteint par un procédé qui se distingue par le fait que les pièces sont branchéesà la cathode au moyen d'un moyeu du panier, et que l'électrolyte est pompé en circuit ferméà travers le récipient, tandis que le récipient reste fermé de manière étanche aux gaz.

Grâce au fait que l'on branche les piècesà la cathode par l'intermédiaire du moyeu du panier, on garantità tout moment une amenée certaine du courant vers des pièces. Le pompage de la solution d'électrolyte en circuit ferméà travers le récipient garantit qu'il se produit ici au niveau des pièces une application régulière et sans défaut du revêtement. D'une manière préférée, le brassage des pièces pendant le revêtement a lieu par rotation du panier autour d'un axe horizontal. De préférence, on maintient dans le récipient une vitesse d'écoulement de la solution électrolyte d'au moins1 m/min, en particulier d'environ 10 m/min. Grâceà cela, il est possible d'assurer des densités de courant élevées qui mènentà des temps de revêtement courts. La densité de courant est de préférence établieà environ10 A/dM2 dans le cas d'électrolyteà base de zinc et d'électrolyteà base d'aluminium, età environ25 A/dm' dans le cas d'électrolyte acideà base de cuivre. Dans le récipient, on maintient en particulier dans la solution électrolyte une température favorable au procédé. Le cas échéant, on réchauffe ou on refroidità un emplacement approprié la solution électrolyte dans le circuit fermé.

Dans le cas de systèmesà électrolyte non aqueux, l'expression ilsolution électrolyte" inclut également des sels en fusion.

Un récipient de compensation dans le circuit fermé pour la solution électrolyte peut ici garantir en permanence une absence de gaz dans le récipient.

Après une phase de revêtement, la solution électrolyte est pompée hors du récipient et l'électrolyte restant est chassé de la surface des pièces par action de forces centrifuges.À cet effet, on amène de préférence l'axe du panier tout d'abord dans une position verticale.

À la suite, on peut prévoir une opération de lavage dans le récipient lui-même, et cette opération est suivie par une chasse de l'eau qui adhère sur les pièces également par action de forces centrifuges.Il est extrêmement favorable pour un revêtement régulier que les pièces soient constamment brassées dans le courant de solution électrolyte pendant le traitement électrochimique.

Pour améliorer encore la conduite du procédé lorsqu'on utilise des électrolytes aqueux, on évacue pendant la phase de revêtement au voisinage des pièces un courant partiel de la solution électrolyte (catholyte) qui contient du H2 en raison du principe, et l'on extrait au voisinage de l'anode un courant partiel de la solution électrolyte (anolyte) qui contient du 02 en raison du principe. Ainsi, on évite des mélanges et l'ont garantit toujours au voisinage des pièces la présence d'un courant d'électrolyte avec une proportion d'ions métalliques suffisamment élevée. Pour une conduite économique du procédé et en particulier pour récupérer une partie de l'énergie utilisée pour la décomposition de l'eau, on peut prévoir d'utiliser une anode inerte et d'apporter au courant de catholyte à l'extérieur du récipient des ions métalliques ou des complexes d'ions métalliques en formant duH, additionnel, et d'amener le courant d'anolyte et le courant de catholyte, en particulier enrichi d'ions métalliques ou de complexes d'ions métalliques, dans la chambre de cathode ou respectivement la chambre d'anode d'une celluleà combustible.

Également pour des électrolytes aprotiques (exempts de protons/non aqueux) et pour des électrolytes aqueux avec une exploitation très élevée du courant, il est judicieux de procéderà une amenée séparée du catholyte et de l'anolyte, afin de garantir un transport de matériau le plus élevé possible.

L'objectif mentionné en introduction est également atteint dans un appareil pour le traitement électrochimique qui est caractérisé par le fait qu'un moyeu du panier est réalisé sous forme de cathode, et que le récipient est pourvu d'orifices d'amenée et d'évacuation auxquels sont raccordés des moyens pour amener l'électrolyte en circuit fermé, et en ce que le récipient est susceptible d'être refermé de manière étanche aux gaz.

Ici, on prévoit dans le récipient un panier en rotation qui reçoit les piècesà revêtir et qui brasse constamment celles-ci par rotation autour d'un axe horizontal pendant l'opération de revêtement. En outre, le liquide électrolyte est constamment pompé en circuit ferméà travers le récipient. Dans ce cas, l'électrolyte est constamment retraité, en particulierà l'extérieur du récipient. Cela permet d'augmenter la densité de courant en évitant des irrégularités dans l'application du revêtement.

De préférence, l'anode est située, sous forme de demi-coque, parallèlementà l'axe du panier et au-dessous de celui-ci. Un orifice d'amenée pour la solution électrolyte est agencé en particulier entre la surface du panier et l'anode.

Pour améliorer encore la conduite du procédé, une ouverture d'évacuation pour le catholyte est prévueà l'intérieur du panier, et au moins une ouverture d'évacuation pour l'anolyte est prévue immédiatement au niveau de l'anodeà l'extérieur du panier. En particulier, ladite au moins une ouverture d'évacuation pour l'anolyte est située ici radialement à l'extérieur de l'anode dans le récipient, par référenceà l'axe du panier. Les ouvertures d'évacuation pour l'évacuation de l'anolyte peuvent être réparties sur une demi-coque au niveau du récipient.

Pour l'application du courant électrique considérable, un tourillon d'arbre du panier traverse le boîtier et sert de conducteur pour le courant. Le panier peut comprendre une enveloppe cylindrique extérieure perforée en matériau non-conducteur de l'électricité et un moyeu creux intérieur perforé en matériau bon conducteur de l'électricité. Ici, la chambre intérieure du moyeu creux est reliée de manière ouverte vis-à-vis de l'écoulement avec un tourillon creux coaxial qui traverse le boîtier, afin de pouvoir extraire la solution d'électrolyte qui s'est écoulée le long des pièces. Pour l'admission de la solution électrolyte on peut prévoir plusieurs corps tubulaires perforés, répartis sur une demi-coque parallèlementà l'axe du panier, ou bien un corpsà double paroi en forme de demi-coque perforée, que l'on alimenteà travers une paroi frontale du récipient.

Le récipient, avec le palier monté en rotationà l'intérieur, et les structures agencées de manière fixeà l'intérieur de ce dernier, est de préférence capable de basculer dans son ensemble sur90' autour d'un axe horizontal, et un moteur d'entraînement est accouplé au panier, ce moteur pouvant être commutéà une faible vitesse de rotation en vue du brassage des pièces lorsque l'axe du panier est horizontal, et être commutéà une vitesse de rotation élevée en vue de centrifuger les pièces lorsque l'axe du panier est vertical. Il est ainsi possible de faire basculer le panier rotatifà l'intérieur du récipient, ou encore conjointement avec celui-ci, depuis une positionà axe horizontal jusque dans une positionà axe vertical. Grâceà cette caractéristique, il est possible tout d'abord de brasser les pièces dans le panier pendant le traitement et sans transfert quelconque, et ensuite de centrifuger ces pièces après avoir préalablement pompé la solution électrolyte hors du récipient. Grâceà cela, on réduit l'entraînement de solution électrolyte avec les pièces que l'on doit enlever plus tard hors du récipient.

Pour réduire encore un tel entraînement, on peut encore procéderà des opérations de lavageà la suite dans le panier en rotationà l'intérieur du récipient, en prévoyant d'introduire un liquide de lavage dans le récipient, puis de le pomper, et enfin de centrifuger les pièces avec le panier.

D'autres modes de réalisation structurels préférés sont mentionnés dans le reste de la présente description.

La signification économique la plus élevée du procédé selon l'invention et de l'appareil selon l'invention est vraisemblablement située dans le domaine du zingage, auquel on se référera par la suite. Une installation de zingage avec un appareil selon l'invention permettra de réduire les temps de passage, d'économiser de l'énergie et de la place, de réduire les opérations de transfert pour les pièces, et de minimiser les quantités d'eauà évacuer et de déchets.

Une cellule de traitement est ici représentée par un récipient galvanique capable de basculer, dans lequel les pièces sont revêtues par vole électrolytique avec des densités de courant élevées dans un panier en rotation horizontal. Afin de pouvoir réaliser les densités de courant élevées, les pièces et l'anode doivent être traversées ou balayées par un courant de solution électrolyteà haute vitesse. L'hydrogène qui se développe au niveau des pièces branchéesà la cathode, et l'oxygène qui se développe au niveau de l'anode sont évacués avec les courants de solution électrolytique partiels respectifs. Le courant de catholyte contient de l'hydrogène gazeux finement divisé, et il est appauvri en zinc. Pour augmenter la teneur en zinc, le courant de catholyte est amenéà travers un réacteur de dissolution de zinc dans lequel on amène du zinc métallique, avec développement additionnel d'hydrogène. Depuis ce réacteur, le courant de catholyte est amené dans la chambre d'anode de la celluleà combustible 1-12/0', dans laquelle l'hydrogène gazeux est supprime par oxydation. Le courant d'anolyte est amené directement dans la chambre de cathode de la celluleà combustible H,/02, dans laquelle l'oxygène gazeux est supprimé par réduction. Les deux courants de solution électrolyte exempts de gaz, ou pauvres en gaz, qui s'écoulent hors de la celluleà combustible, sont regroupés et ramenés dans la cellule de revêtement, de sorte que le système de liquide est fermé. Après la fin d'un processus de revêtement, ou après la phase de revêtement, la cellule de revêtement est basculée sur90' jusque dans une position dans laquelle l'axe du panier est vertical. La solution électrolyte est pompée et les restes de solution sont chassés depuis des pièces en entraînant le panier à une vitesse de rotation élevée de l'ordre de grandeur de300 t/mn. Dans des opérations de traitement ultérieures, il est possible d'introduire de l'eau de rinçage, ou d'autres fluides de traitement, dans la cellule de revêtement, puis de l'évacuer par pompage, et il est ici éventuellement possible de brasser les pièces par rotation autour d'un axe horizontal. Ensuite, on procèdeà une centrifugationà vitesse élevée, en tout cas en amenantà nouveau l'axe du panier en direction verticale. Ensuite, les pièces sont sorties de la cellule de revêtement, en soulevant le panier hors du récipient de la cellule de revêtement, tandis que l'axe du panier est vertical.

Dans un mode de réalisation pratique, le panier peut avoir un diamètre intérieur de250 mm, et son moyeu creux, hors duquel on extrait le catholyte, peut avoir un diamètre de100 mm. La hauteur du panier peut s'éleverà 300 mm. Il en résulte un volume d'environ121 1 que l'on peut remplir de pièces jusqu'à un tiers. Si les pièces en question sont par exemple des vis métriques M8X25, il en résulte un poids en vrac de 4 kg/1 et une surface spécifique d'environ 12 dM2 /kg. Une charge de 41 de ce genre de vis a par conséquent une surface d'environ 200 dM2 . Afin de réaliser une densité de courant de10 A/dM2# il est nécessaire de prévoirà cet effet une capacité de redressement d'environ 2000A. Si l'on augmente la taille des charges jusqu'à100 à 200kg, il serait nécessaire de façon analogue de prévoir des capacités de 12.000à 24.000A.

Avec une densité de courant de10 A/dM2# il en résulte une durée de revêtement de 4à 6 minutes seulement. En raison de la haute charge par litre, c'est-à-dire du rapport entre l'intensité du courant et le volume d'électrolyte, l'électrolyte s'établità une température élevée. Cette augmentation de température agit en sens opposéà la vitesse de déposition età l'efficacité en courant. Il faut ici prêter attentionà ce que les additifs que l'on utilise pour produire la solution électrolyte fonctionnent de la manière souhaitéeà ces températures. Le cas échéant, il faut réchauffer ou refroidir l'électrolyte.

Dans un exemple spécial, on remplit l'installation de revêtement avec un électrolyte aqueuxà base de zinc qui présente la composition suivante: 20 g/l de zinc 250 g/1 KOH 50 g/l K-,C03 10 ml/l Surtec 7041 (additif habituel du commerce) 1 ml/litre Surtec 704Il (additif habituel du commerce) 10 ml/l Surtec 704 R (additif habituel du commerce) 5 ml/l Surtec 701 (additif habituel du commerce).

Le panier est rempli de 1-2 kg de vis métriques en acier MSX25. Les vis sont zinguées par voie cathodique dans les installations pendant6 minutes avec une intensité de10 A/dm' de la manière décrite.À la fin, les vis présentent une couche de zinc d'épaisseur moyenne de13 microns.

Un facteur essentiel pour un taux de déposition élevé, c'est une convection extrêmement bonne de l'électrolyte au voisinage de la surface des pièces. Cette convection est assurée par le brassage des piècesdû à la rotation dans le panier, ainsi qu'à un réglage largement régulier des relations de l'écoulement entrant et sortant dans la cellule de revêtement.

Pour ce qui concerne l'anode inerte, on utilise une anode revêtue par voie catalytique, afin de garantir des densités de courant anodique aussi élevées que possible. L'anode en forme de demi-coque est perforée et elle est traversée par l'électrolyteà l'intérieur de la cellule de revêtement depuis l'intérieur vers l'extérieur avec une vitesse d'écoulement élevée.

Dans un réacteur de dissolution de zinc, on procèdeà la dissolution de zinc métallique dans la solution électrolyte alcaline, en contact avec un matériau revêtu par voie catalytique et développement d'hydrogène. Ce mode opératoire est utilisé afin de compléter le zinc qui a été consommé dans la cellule de revêtement. Le réacteur de dissolution de zinc prévuà cet effet est refermé de manière étancheà l'air vers l'extérieur. Le réacteur est traversé par le catholyte que l'on extrait sous forme de courant partiel hors de l'intérieur du panier après son écoulement le long des pièces branchéesà la cathode. Le catholyte est de ce fait appauvri en zinc et enrichi en hydrogène gazeux. Dans le réacteur de dissolution de zinc, on apporte du zinc et on augmente encore la teneur en hydrogène. Depuis ce réacteur, le catholyte est amené dans la celluleà combustible. En fonctionnement continu, il apparaît au niveau de la cathode de la cellule de revêtement et dans le réacteur de dissolution de zinc, considérés conjointement,à chaque instant une quantité d'hydrogène double de la quantité d'oxygène qui apparaît au niveau de l'anode de la cellule de revêtement. Ainsi, le rapport Hi/02 correspond aux exigences pour procéderà une réactionà froid complète et sans résidu en eau (H20) dans la celluleà combustible H2/02.

En raison de la forte charge au litre, c'est-à-dire du rapport de l'intensité de courant au volume d'électrolyte, il se produit des modifications rapides dans la solution électrolyte qui sont de préférence compensées au moyen d'une unité de commande entièrement automatique, qui commande et qui régule la surveillance et la régulation de tous les paramètres importants de l'électrolyte. Outre les valeurs qu'il s'agit habituellement de détecter et de réguler ou de commander, représentées par la température, la pression, la tension et le courant, il s'agit en détail des valeurs suivantes:

Valeur <SEP> à <SEP> mesurer <SEP> Méthode <SEP> de <SEP> mesure <SEP> Valeurs <SEP> de <SEP> réglage
<tb> teneur <SEP> en <SEP> zinc <SEP> mesure <SEP> de <SEP> tension <SEP> cyclique <SEP> taux <SEP> d'échange <SEP> avec <SEP> le
<tb> compartiment <SEP> de
<tb> dissolution <SEP> de <SEP> zinc
<tb> teneur <SEP> en <SEP> KOH <SEP> mesure <SEP> de <SEP> conductibilité <SEP> apport <SEP> dosé <SEP> de <SEP> solution
<tb> concentrée <SEP> de <SEP> KOH
<tb> additifs <SEP> mesure <SEP> de <SEP> tension <SEP> cyclique <SEP> apport <SEP> dosé <SEP> de
<tb> organiques <SEP> ou <SEP> mesure <SEP> d'intensité <SEP> concentrés <SEP> additifs
<tb> chronologique <SEP> 1 Selon un autre exemple spécial, on remplit, dans du toluol à titre de solvant, une installation de revêtement, laquelle a été modifiée de sorte qu'il n'existe ni réacteur de dissolution de métal ni celluleà combustible dans le circuit fermé d'électrolyte, avec un électrolyteà base d'aluminium aprotique et dépourvu d'eau qui présente la composition suivante(à température ambiante) '250 g/l AlEt3 (triéthylaluminium) 150 g/l AliBUt3 (tri i sobutylai uminium) 80 g/l KF (fluorure de potassium). Le panier est rempli de 12kg de vis d'aciers métriques M8X25. Le panier est mis en place dans la cellule de revêtement et celle-ci est refermée de manière hermétique. La cellule de revêtement est tout d'abord remplie et rincée avec de l'azote ou de l'argon sec. Ensuite, l'électrolyteà base d'aluminium est pompé dans la cellule de revêtement, en chassantà nouveau hors de la cellule l'azote ou l'argon. Les vis sont revêtues d'aluminium par voie cathodique de la manière décrite pendant5 minutes et sous10 A/dM2 . L'électrolyte est chassé par centrifugation et pompé. Les vis présentent ensuite une couche d'aluminium dont l'épaisseur est en moyenne de15 microns.

La cellule de traitement (cellule de revêtement) est de préférence intégrée dans une installation complète de machines de traitement, dont les machines individuelles peuvent par exemple assurer les opérations de traitement suivantes - déshuilage - dégraissage - attaque chimique - nettoyage électrolytique - revêtement électrolytique - chromage; chromage de couleur bleue, jaune ou noire - vernissage de sorte que parmi les opérations ci-dessus, la quatrième et la cinquième peuvent être réalisées au moyen d'une cellule de traitement conformeà l'invention. Ici, le panierà lever de la cellule de traitement de l'invention doit être réalisée de manière adaptée en vue de sa mise en place dans toutes les autres machines individuelles de l'installation complète.

Après chaque opération de traitement, lorsque l'on rince les pièces dans les machines respectives et qu'on les fait sécher par centrifugation, l'entraînement de produit de lavage et de rinçage entre les opérations de traitement peut être très faible. Les quantités d'eau et de bouesà évacuer sont réduites de façon considérable. Un exemple de réalisation préféré est représenté dans les dessins et va être décrit dans ce qui suit.

La figure1 montre un schéma simplifié d'une installation avec un appareil conformeà l'invention; la figure 2 montre un schéma de réalisation concrète d'une installation avec un appareil conformeà l'invention; la figure3 montre un appareil selon l'invention dans une réalisation structurelle concrète; et la figure 4 montre une installation complète pour le traitement, dans laquelle est intégré un appareil conformeà l'invention.

La figure1 montre une représentation schématique d'une installation pour le revêtement électrochimique, dans laquelle une cellule de revêtement centrale10, qui comprend un récipient fermé11 avec un réacteur de dissolution de métal 12, est raccordéeà une celluleà combustible Hi/02 13 età un récipient de compensation 14 avec une unité de commande et de régulation de bain automatique70, dans un circuit fermé d'électrolyte, et également reliée sur le plan électrique avec la celluleà combustible H2/021 13 et avec un redresseur15 à titre de source de tension continue. Les détails seront expliquées plus loin. Un panier16, réalisé avec axe horizontal, est agencé dans le récipient 11 de la cellule de revêtement10. Le moyeu central du panier16 forme la cathode17 ; celle-ci est reliée par une ligne électrique18 au pôle négatif19 du redresseur15. À l'intérieur du récipient11 et au-dessous de la cathode17 est agencée une anode 20, isolée vis-à-vis du récipient 11 et reliée par une ligne électrique 1-1 au pôle positif 22 de la celluleà combustible13. En outre, le pôle négatif23 de la celluleà combustible 13 est relié par une ligne électrique 24 directement au pôle positif25 du redresseur15. Ainsi, le redresseur15 et la celluleà combustible13 sont raccordés en série sur le plan électrique par rapportà la cellule de revêtement10. Une chambre de cathode27 et une chambre d'anode 28 sont réalisées dans la celluleà combustible13, séparées par une membrane26. Le circuit d'électrolyte part du récipient de compensation 14, depuis lequel une conduite d'alimentation31 amène de l'électrolyte de composition correcte au récipient11. Les produits (pièces) contenus dans le panier centrifuge16 sont revêtus par voie électrochimique, et l'eau de la solution d'électrolyte se décompose au niveau des électrodes; il apparaîÎt alors au niveau de la cathode17 un catholyte contenant du H,, que l'on extrait au voisinage de la cathode, en particulier hors de la cavité intérieure du moyeu via une conduite d'évacuation32 et que l'on amène au réacteur de dissolution de métal 12. Dans le réacteur de dissolution de métal 12 on dissout dans l'électrolyte un métal de revêtement, et on libère additionnel lement du H,,, lequel est entraîné par le catholyte. Au voisinage de l'anode 20 dans le récipient11, on évacue via une conduite d'évacuation33 de Fanolyte qui contient du 02. L'anolyte est amené directementà la chambre de cathode27 de la celluleà combustible13. Le catholyte est amené via une conduite 34 depuis le réacteur de dissolution de métal 12à la chambre d'anode28 de la celluleà combustible13. Dans la celluleà combustible se produit une combustionà froid du H,? et du0, pour former de l'eau. Les deux conduits de sortie35 sortant de la chambre de cathode et36 sortant de la chambre d'anode sont regroupés en une conduite commune37 qui mène au réservoir de compensation 14 dans lequel le liquide électrolyte est réglé de manière exacte sur le plan chimique. Grâceà cela on obtient un circuit fermé d'électrolyte depuis le récipient de compensation 14 via le récipient ferrné 11 et la celluleà combustible13, et dans lequel un courant partiel (catholyte) est amené entre le récipient fermé11 et la celluleà combustible13 via le réacteur de dissolution de métal 12.

La figure 2 illustre également de manière schématique une installation pour le revêtement électrochimique d'après la figure1, mais avec un plus grand nombre de détails. On peut voirà titre de composantes de base également la cellule de traitement10 avec le récipient11 qui lui est raccordé, le panier16 avec la cathode17 réalisé sous fon-ne de moyeu creux, ainsi que l'anode 20, et en outre le réacteur de dissolution de métal 12, la celluleà combustible13 et le récipient de compensation 14 avec le redresseur15. Les détails de la cellule de traitement10 seront expliqués encore plus en détailà l'aide d'une autre figure. Un moteur constitue un moyen d'entraînement en rotation du panier16. Dans la conduite d'évacuation31. pour le catholyte est montée une pompe 42. Derrière cette pompe, une conduite de by-pass 38 est branchée depuis la conduite32 qui mène au réacteur de dissolution de métal1-2, et cette conduite de by-pass mène directement dans la conduite d'amenée 34 vers la celluleà combustible13 en contournant le réacteur de dissolution de métal. Des clapets d'isolation 43, 45, 47 et des clapets anti-retour 44 et 46 serventà l'inversion. Cela signifie que le réacteur de dissolution de métal 12, avec les éléments métalliques 48 présentsà l'intérieur, n'est activé que temporairement, c'est-à-dire qu'il n'est traversé que temporairement par l'électrolyte. Dans la conduite d'évacuation33 provenant de l'anode20 est également prévue une pompe57, ainsi qu'un clapet d'isolement58 et un clapet anti-retour 59 qui serventà isoler le récipient fermé11. Dans la celluleà combustible13 on a représenté la cathode 22 et l'anode23 ainsi que la membrane26. Le pôle négatif19 du redresseur15 est directement raccordéà la cathode17 de la cellule de traitement10, c'est-à-dire que la ligne électrique18 n'est pas interrompue, tandis que la ligne électrique 24 est directement raccordéeà l'anode23 de la celluleà combustible13, et que la ligne211 vers l'anode 20 de la cellule de traitement10 est raccordéeà la cathode 22 de la celluleà combustible13. Au moyen d'une ligne en court-circuit 41 il est possible de contourner la celluleà combustible13. Dans la ligne 24 est disposé un commutateur interrupteur52, dans la ligne 21 est disposé un commutateur interrupteur53, et dans la ligne de court-circuit 41 est disposé un commutateur interrupteur5 1, ces commutateurs permettant de brancher en série la celluleà combustible13 à la source de tension continue15. Les conduites35 et36 pour l'électrolyte qui partent de la celluleà combustible13 sont également ici regroupées vers la conduite d'alimentation commune37 qui mène au récipient de compensation 14 du bain de traitement. Dans la conduite d'alimentation31 qui part du récipient de compensation 14 pour l'électrolyte on a prévu une pompe 55 et un clapet d'isolement56. De cette manière, le circuit d'électrolyte est referrné de la même manière que celle qui a été précédemment décrite. Sur les conduites31, 32 et33, on a représenté des capteurs de pression, désignés respectivement par "Pl". Une source d'eau fraîche 61 peut servirà remplir le récipient de compensation 14 via une conduite63 pourvue d'un clapet d'isolement 6'.. Une source de réfrigérant 64 mène, par l'intermédiaire d'un serpentin de refroidissement66 pourvu d'un clapet d'isolement6, un réfrigérantà travers le récipient de compensation 14. Une conduite de sortie67 dotée d'un clapet d'isolement68 mène depuis le récipient de compensation 14 et débouche dans un canal69. Le récipient de compensation 14 fermé vers le haut comporte un manchon d'aspiration 71. Au niveau du récipient de compensation 14 on a en outre illustré une source de chauffageà 72 qui réchauffe un serpentin de chauffage 73. De plus, au niveau du récipient de compensation 14, on a représenté un régulateur de température 74, désigné par "TC", et un régulateur de niveau75 désigné par "LC". On a encore prévu une boucle de recirculation 76 dans laquelle sont agencés une pompe77, un filtre78 et un clapet d'isolement79. L'unité de commande et de régulation automatique70 pour le bain est raccordée par des conduites .39 3 et 40 au récipient de compensation. La direction d'écoulement dans les conduites est indiquée par des flèches respectives. La figure3 montre en détail et de manière agrandie la cellule de traitement10 avec le récipient11. Le panier16 et la cathode, réalisée sous forme de moyeu creux80, sont ici visibles avec d'autres détails. Le panier comporte un fond81, un couvercle82 et une enveloppe annulaire83. Le moyeu creux81 présente une chambre intérieure 84 et il est pourvu de perforations radiales85, à travers lesquelles le liquide électrolyte peut pénétrer depuis l'extérieur vers l'intérieur, ce liquide étant pompé au moyen d'un tourillon creux86. Au-dessous du panier 16 est représenté un tube d'amenée88, pourvu de perforations108 et reliéà la conduite d'amenée pour le liquide électrolyte. Au moyen de ce tube d'amenée88, l'électrolyte peut sortir au-dessous du panier16 de façon régulièrement répartie sur la longueur axiale du récipient11. Plusieurs tubes d'amenée parallèles88 peuvent être adaptésà la conformation du panier16 avec des écartements égaux en répartition sur une coque demi-cyl indri que. Le liquide électrolyte s'écoule vers le haut via l'enveloppe annulaire83, pourvue des perforations87, vers la cathode17 et vers le bas vers l'anode20. L'anode 20 estde préférence réalisée sous forme d'une coque demi-cylindrique au-dessous du panier 16 en allant environ jusqu'à l'axe médian, et présente des perforations 90. Un tube de collecte89 est montré radialement à l'extérieur du récipient11 et le liquide électrolyte qui a traversé l'anode est évacué par ce tube de collecte via des manchons individuels111 hors du récipient11. Plusieurs tubes de collecte89 peuvent être agencés parallèlement les uns aux autres et répartis sur la moitié inférieure du récipient. Dans une partie de fond massive91 du récipient11 sont prévus des organes de montage92 et des joints93, dans lesquels est monté un tourillon de montage 94. Dans le tourillon de montage 94 est mis en place un tourillon conducteur95 sur lequel est posée une bague de contactà balayage96 de grand diamètre. Une roueà disque97 destinéeà l'entraînement du tourillon 94 est posée sur celui-ci et vissée avec celui-ci et avec le tourillon conducteur95. Le tourillon d'arbre 94 possède une bride98 à l'intérieur du boîtier11, sur laquelle est vissé un fond de maintien de panier99 avec des griffes d'introduction100. La face frontale opposée du récipient11 est refermée par une tôle de couverture annulaire101, laquelle porte une bride annulaire10-1, et un tuyauà pression103 est mis en place dans la section en forme deU, ouverte vers l'intérieur, de cette bride annulaire1022. Un couvercle 104 est mis en place en appui contre la bride annulaire 102, et le tuyauà pression103 peut s'appliquer de manière étanche contre ce couvercle 104 lors de l'application d'une pression. Le couvercle 104 porte une douille de montage105 avec des organes de montage106 et des organes d'étanchement107. Le tourillon creux86 est monté et étanché dans ces organes. Le tourillon creux86 comporte une bride109 contre laquelle s'appuient des rondelles-ressort 110 enfiléesà l'intérieur. Dans l'extrémité intérieure du tourillon creux108 est mis en place le couvercle8-1 de manière centrée, ce couvercle étant maintenu sur la bride109 de manière imperdable au moyen d'une bride annulaire 112, et s'appuie contre cette bride par l'intennédiaire des rondelles-ressort 110. Des griffes d'introduction113 sont agencéesà l'extérieur sur le couvercle82. Le panier16 est constitué du moyeu creux80 avec une chambre intérieure 84 ouverte vers le couvercle82. Le fond81 est vissé sur le moyeu creux80 par l'intermédiaire d'une bride annulaire 114. Le fond81 porte l'enveloppe annulaire83, laquelle est refermée par le couvercle82. La chambre intérieure 84 est ouverte vers le couvercle82. Dans le fond du moyeu creux80 est ménagé un évidement conique116 dans lequel s'engage la pointe conique du tourillon de montage95, par coopérationà friction. Le moyeu creux80 est étanché par rapportà l'arbre 94 au moyen d'un joint torique115. On peut voir les perforations radiales85 dans le moyeu creux80 et les perforations radiales87 dans l'enveloppe annulaire83. La chambre intérieure 84 est raccordéeà l'environnement via le tourillon creux86, et le catholyte peut être aspiré hors de la chambre intérieure via le tourillon creux86. Au-dessous du panier16 est prévu un tube d'amenée88, parallèleà l'axe, ce tube étant sorti hors du boîtier11 à travers le fond91. Il est pourvu d'une pluralité de perçages108 dans sa surface enveloppe et il sertà l'amenée de solution électrolyte depuis l'extérieur jusque dans le boîtier11. De nouveau, au-dessous de ce tube 88, on a figuré l'anode 20 qui s'étend entre le fond91 et le couvercle 10 1 et qui entoure le panier16 en présentant une forme cylindrique en demi-coque. Au voisinage de l'anode20, une pluralité de manchons tubulaires radiaux111 sont passésà travers l'enveloppe du boîtier11 et ils débouchent tous dans un tube de collecte horizontal89 au moyen duquel le liquide électrolyte (anolyte) peut être extrait hors du boîtier il. La figure 4 montre une installation complète pour le revêtement de surface, en vue de dessus (plan d'implantation), laquelle est composée de plusieurs machines individuelles dans lesquelles on peut employer un panier16 rempli avec les piècesà revêtir. De la gauche vers la droite, on a montré une station de chargement151 pour le remplissage d'un panier individuel, une machine de dégraissage152, une machine de prétraitement à ultrasons153, une machine de traitement électrochimique10, une machine de passivation155 et une centrifuge de séchage156, et enfin une station de vidage157. En légende, on a expliquéà chaque fois le type de machine, et on a expliqué les opérations de traitement individuelles dans d'autres légendes. Dans la station de chargement151 on a montré un panier16, que l'on peut remplir de produits et amener alors dans la position représentée en tirets, depuis laquelle il est possible de le saisir et de le mettre en place dans les machines individuellesà l'aide de moyens de levage et de transport capables de circuler au-dessus de toutes les machines. Dans la station de dégraissage152, on procède sur les pièces en successionà une opération de nettoyage avec un liquide de nettoyage, età deux opérations de rinçage avec de l'eau de rinçage. Dans la station de prétraitement à ultrasons, on procèdeà une opération de nettoyage avec un liquide de nettoyage ainsi qu'à deux opérations de rinçage avec de l'eau de rinçage, en actionnant simultanément un dispositifà ultrasons. Dans la cellule de traitement, on procède sur les piècesà une opération de revêtement avec du liquide électrolyte età deux opérations de rinçage avec de l'eau de rinçage. Au voisinage de la station on a représenté une celluleà combustible et un récipient de dissolution de métal, de manière symbolique.

Dans la machinede passivation, on procède en successionà une opération d'activation,à une opération de passivation, età deux opérations de rinçage qui suivent.

Dans la centrifuge de séchage on chasse le liquide adhérent; cela peut C é-alernent avoir lieu dans les quatre machines précédemment évoquées, après C la dernière opération de rinçage.

La station de vidage est une trémie ouverte dans laquelle on peut déverser les pièces provenant du panier soulevé hors de la centrifuge de séchage, et ces pièces peuvent alors tomber dans des caisses de transport placées au-dessous de la trémie.

Lors de l'utilisation d'une solution électrolyteà base de zinc on établit une densité de courant d'au moins 4 A/dm2, en particulier de plus de10 A/dm 2.

Lors de l'utilisation d'une solution électrolyte acideà base de cuivre on établit une densité de courant d'au moins10 A,'dml, en particulier de plus de 25 A/dM2.

Lors de l'utilisation d'une solution électrolyte non aqueuseà base d'aluminium on établit une densité de courant d'au moins 4 A/dM2 , en particulier de plus de 10 A/#dl-n2.

Il faut encore mentionner que le panier est susceptible d'être détaché en sens axial depuis un tourillon servant de conducteur.

En outre, le panier en forme de tambour comprend de son côté un couvercle détachable de fon-ne circulaire. Liste des références

47. <SEP> Clapet <SEP> d'isolation
<tb> 48. <SEP> Élément <SEP> en <SEP> zinc
<tb> 51. <SEP> Commutateur
<tb> 52. <SEP> Commutateur
<tb> 53. <SEP> Commutateur
<tb> 55. <SEP> Pompe
<tb> 56. <SEP> Clapet <SEP> d'isolation
<tb> 57. <SEP> Pompe
<tb> 58. <SEP> Clapet <SEP> d'isolation
<tb> 59. <SEP> Clapet <SEP> anti-retour
<tb> 61. <SEP> Source <SEP> d'eau <SEP> fraîche
<tb> 62. <SEP> Clapet <SEP> d'isolation
<tb> 63. <SEP> Conduite
<tb> 64. <SEP> Source <SEP> de <SEP> réfrigérant
<tb> 65. <SEP> Clapet <SEP> d'isolation
<tb> 66. <SEP> Serpentin <SEP> de <SEP> refroidissement
<tb> 67. <SEP> Sortie
<tb> 68. <SEP> Clapet <SEP> d'isolation
<tb> 69. <SEP> Canal
<tb> 70. <SEP> Unité <SEP> de <SEP> contrôle <SEP> du <SEP> bain
<tb> 71. <SEP> Manchon <SEP> d'aspiration
<tb> 72. <SEP> Source <SEP> de <SEP> chauffage
<tb> 73. <SEP> Serpentin <SEP> de <SEP> chauffage
<tb> 74. <SEP> Régulateur <SEP> de <SEP> température
<tb> 75. <SEP> Régulateur <SEP> de <SEP> niveau
<tb> 76. <SEP> Boucle <SEP> de <SEP> recirculation
<tb> 77. <SEP> Pompe
<tb> 78. <SEP> Filtre
<tb> 79. <SEP> Valve <SEP> d'isolation
<tb> 80. <SEP> Moyeu <SEP> creux
<tb> 81. <SEP> Fond
<tb> 82. <SEP> Couvercle
<tb> 83. <SEP> Enveloppe <SEP> annulaire
<tb> 84. <SEP> Chambre <SEP> intérieure
<tb> 85. <SEP> Perforation
<tb> 86. <SEP> Tourillon <SEP> creux
<tb> 87. <SEP> Perforation

88. <SEP> Tube <SEP> d'amenée
<tb> 89. <SEP> Tube <SEP> de <SEP> collecte
<tb> 90. <SEP> Perforation <SEP> (20)
<tb> 91. <SEP> Partie <SEP> de <SEP> fond
<tb> 92. <SEP> Organes <SEP> de <SEP> montage
<tb> 93. <SEP> Joint
<tb> 94. <SEP> Tourillon <SEP> de <SEP> montage/tourillon <SEP> d'arbre
<tb> 95. <SEP> Tourillon <SEP> conducteur
<tb> 96. <SEP> Bague <SEP> à <SEP> balayage
<tb> 97. <SEP> Roue <SEP> à <SEP> disque
<tb> 98. <SEP> Bride
<tb> 99. <SEP> Fond <SEP> de <SEP> maintien <SEP> du <SEP> panier
<tb> 100. <SEP> Griffe <SEP> d'introduction
<tb> 101. <SEP> Tôle <SEP> de <SEP> couverture
<tb> 102. <SEP> Bride <SEP> annulaire
<tb> 103. <SEP> Tuyau <SEP> à <SEP> pression
<tb> 104. <SEP> Couvercle
<tb> 105. <SEP> Douille <SEP> de <SEP> montage
<tb> 106. <SEP> Organes <SEP> de <SEP> montage
<tb> 107. <SEP> Organes <SEP> d'étanchéité
<tb> 108. <SEP> Perforation <SEP> (88)
<tb> 109. <SEP> Bride
<tb> 110. <SEP> Rondelle-ressort
<tb> Ili. <SEP> Manchon <SEP> (89)
<tb> 112. <SEP> Bride <SEP> annulaire
<tb> 113. <SEP> Griffe <SEP> d'introduction
<tb> 114. <SEP> Bride <SEP> annulaire
<tb> 115. <SEP> Joint <SEP> torique
<tb> 116. <SEP> Évidement
<tb> 151. <SEP> Station <SEP> de <SEP> chargement
<tb> 152. <SEP> Machine <SEP> de <SEP> dégraissage
<tb> 153. <SEP> Machine <SEP> de <SEP> traitement <SEP> à <SEP> ultrasons
<tb> 154. <SEP> Machine <SEP> de <SEP> traitement <SEP> électrochimique
<tb> 155. <SEP> Machine <SEP> de <SEP> passivation
<tb> 156. <SEP> Centrifuge <SEP> de <SEP> séchage
<tb> 157. <SEP> Station <SEP> de <SEP> vidage

Claims

Revendications 1. Procédé pour le traitement électrochimique, en particulier pour le revêtement électrochimique de pièces conductrices ou rendues conductrices, dans un récipient rempli d'un électrolyte dans lequel sont agencées deux électrodes reliéesà une source de tension continue, dans lequel les pièces sont constamment déplacées dans un panier en rotation pendant le traitement dans l'électrolyte, caractérisé en ce que les pièces sont branchéesà la cathode par l'intermédiaire d'un moyeu du panier, et en ce que l'électrolyte est pompé en circuit ferméà travers le récipient, cependant que celui-ci reste refermé de manière étanche aux gaz. 2. Procédé selon la revendication1, caractérisé en ce que lors de l'utilisation d'une solution électrolyteà base de zinc on établit une densité de courant d'au moins 4 A/dM2# en particulier de plus de10 A/dM2. 3. Procédé selon la revendication1, caractérisé en ce que lors de l'utilisation d'une solution électrolyte acideà base de cuivre on établit une densité de courant d'au moins10 A/dM2# en particulier de plus de25 A/dM2. 4. Procédé selon la revendication1, caractérisé en ce que lors de l'utilisation d'une solution électrolyte non aqueuseà base d'aluminium on établit une densité de courant d'au moins 4 A/dM2 , en particulier de plus de10 A/dM2. 5. Procédé selon l'une des revendications1 à 4, caractérisé en ce que l'on établit dans le panier une vitesse d'écoulement d'au moins1 m/min, en particulier supérieure ou égaleà 10 m/minute. 6. Procédé selon l'une des revendications1à 5, caractérisé en ce que le déplacement des pièces a lieu par brassage d'un tas de pièces autour d'un axe horizontal. 7. Procédé selon l'une des revendications1 à 6 caractérisé en ce qu'après le revêtement des pièces la solution électrolyte est pompée hors du récipient et l'électrolyte restant est chassé de la surface des pièces par application de forces centrifuges. 8. Procédé selon l'une des revendications1 à 7, caractérisé en ce que l'on chasse la solution électrolyte par rotation d'un tas de pièces autour d'un axe vertical. 9. Procédé selon l'une des revendications1 à 8, caractérisé en ce que l'on extrait un courant partiel de la solution électrolyte (catholyte) au voisinage des pièces, et en ce que l'on extrait un courant partiel de la solution électrolyte (anolyte) au voisinage de l'anode. 10. Procédé selon l'une des revendications1 à 9, caractérisé en ce que l'on utilise une anode inerte, et en ce que l'on apporte au courant de catholyte des ions métalliques, ou des complexes d'ions métalliquesà l'extérieur du récipient. 11. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications8 et9, caractérisé en ce que lors de l'utilisation d'un électrolyte aqueux, le courant d'anolyte etle courantde catholyte, en particulier enrichi d'ions métalliques ou de complexes d'ions métalliques, sont amenésà la chambre de cathode ou respectivementà la chambre d'anode d'une celluleà combustible. 12. Appareil pourle traitement électrochimique, en particulier pour le revêtement de pièces conductrices ou rendues conductrices, comprenant un récipient(l 1) pour un électrolyte, dans lequel sont prévues une cathode(17) et une anode (20) qui sont reliéesà une source(15) de tension continue et dans lequel est prévu un panier(l 6) qui reçoit les pièces et est susceptible d'être mis en rotation autour d'un axe horizontal, caractérisé en ce qu'un moyeu(80) du panier(l 6) est réalisé comme une cathode, et en ce que le récipient(11) est pourvu d'une entrée et d'une sortie auquel sont raccordés des moyens pour faire circuler la solution électrolyte en circuit fermé, et en ce que le récipient est susceptible d'être refermé de manière étanche aux gaz. 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que le récipient(l 1) entoure le panier(16) à l'extérieurà la manière d'une enveloppe cylindrique. 14. Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 12 et13, caractérisé en ce que l'anode est agencée, en forme de demi-coque, parallèlementà l'axe du panier et au-dessous du panier(16). 15. Appareil selon l'une des revendications 12à 14, caractérisé en ce qu'une ouverture d'évacuation pour le catholyte est situéeà l'intérieur du panier(16), et en ce qu'au moins une ouverture d'évacuation pour l'anolyte est située directement au niveau de l'anode (20)à l'extérieur du panier(16). 16. Appareil selon la revendication15, caractérisé en ce que ladite au moins une ouverture d'évacuation pour l'anolyte est située radialement à l'extérieur de l'anode (20), par référenceà l'axe du panier( 16). 17. Appareil selon l'une des revendications 12à 16, caractérisé en ce que les ouvertures d'évacuation pour l'évacuation de l'anolyte sont situées de façon répartie sur une demi-coque au niveau du récipient(11). 18. Appareil selon l'une des revendications 12à 17, caractérisé en ce qu'une amenée pour la solution électrolyte est située entre la surface du panier et l'anode (210). 19. Appareil selon l'une des revendications 12à 18, caractérisé en ce qu'un tourillon d'arbre(95) sur le panier(16) est guidéà travers le boîtier(l 1) et sert de conducteur de courant. 20. Appareil selon l'une des revendications 12à 19, caractérisé en ce que le panier(16) possède une enveloppe cylindrique extérieure perforée(83) en matériau non-conducteur de l'électricité, et un moyeu creux intérieur perforé(80) en matériau bon conducteur de l'électricité. 21. Appareil selon l'une la revendication20, caractérisé en ce que le volume intérieur (84) du moyeu creux(80) est relié de manière ouverte vis-à-vis de l'écoulement avec un tourillon creux(86) coaxial qui traverse le boîtier(11). 22. Appareil selon l'une des revendications 12à 211, caractérisé en ce que pour l'amenée de la solution électrolyte on prévoit au moins un corps tubulaire perforé(88) et qui s'étend parallèlementà l'axe du panier(16) et qui sort hors d'une paroi frontale (9 1) du récipient(11). 23. Appareil selon l'une des revendications 12à 22, caractérisé en ce que le récipient(11) avec le panier(l 6) monté en rotationà l'intérieur ainsi que les structures agencées fixesà l'intérieur de celui-ci est capable de basculer de90' autour d'un axe horizontal. 24. Appareil selon la revendication23, caractérisé en ce qu'il est prévu un moteur d'entraînement, accouplé en termes d'entraînement avec le panier, susceptible d'être commutéà une faible vitesse de rotation lorsque l'axe du panier est horizontal afin de brasser les pièces, et d'être commutéà une vitesse de rotation élevée lorsque l'axe du panier est vertical afin de centrifuger les pièces. 25. Appareil selon l'une des revendications1 -2 à 24, caractérisé en ce que le récipient(11) essentiellement cylindrique comprend un couvercle (104) de forme circulaire qui reçoit les organes de montage(106) pour le panier. M. Appareil selon l'une des revendications 12à 25, caractérisé en ce que le panier(16) est susceptible d'être détaché en sens axial depuis un tourillon(95) servant de conducteur. 27. Appareil selon l'une des revendications 12 à-16, caractérisé en ce que le panier(16) en forme de tambour comprend de son côté un couvercle(82) détachable de forme circulaire.