FR2796656A1

FR2796656A1 - Procede de nickelage en continu d'un conducteur en aluminium et dispositif correspondant

Info

Publication number: FR2796656A1
Application number: FR9909690A
Authority: FR
Inventors: Gabriel Colombier; Jean Sylvestre Safrany; Bernard Loreau
Original assignee: Aluminium Pechiney SA
Current assignee: Nexans Deutschland GmbH; Nexans SA; Rio Tinto France SAS
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2001-01-26
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: WO2001007685A2; WO2001007685A3; ATE291111T1; FR2796656B1; DE60018764T2; DE60018764D1; EP1204787A2; US20020139685A1; ES2238300T3; US6780303B2; EP1204787B1

Abstract

Le procédé de nickelage au défilé d'un conducteur (1) en aluminium selon l'invention comprend une étape de pré-traitement P apte à favoriser l'adhérence de la couche de nickel et une étape de nickelage électrolytique N, et est caractérisé en ce que ledit pré-traitement P est également apte à conférer au dit conducteur (1) des propriétés de contact suffisantes pour permettre un contact électrique mécanique et en ce que le courant de nickelage (In = I1 ) est transmis au dit conducteur par l'intermédiaire d'un contact électrique mécanique (7) sur la partie (6) du conducteur (1) issue de l'étape de pré-traitement P. Le dispositif de nickelage au défilé d'au moins un conducteur (1) en aluminium selon l'invention comprend une cuve de nickelage (30) comprenant un bac (2) apte à contenir un bain de nickelage (4) et au moins une électrode (3), dite anode, contenant du nickel, au moins une alimentation électrique (5) pour appliquer une tension électrique (V1 ) entre la, ou chaque, électrode (3) et le, ou chaque, dit conducteur (1), et des moyens (21, 22) pour faire défiler le conducteur (1) dans le bain de nickelage (4), et est caractérisé en ce qu'il comprend aussi au moins une cuve de pré-traitement (40, 41, 42) comprenant un bac (17, 43, 46) apte à contenir un bain de pré-traitement (16, 44, 47), et des moyens pour faire défiler le, ou chaque, conducteur (1) dans le bain de pré-traitement (16, 44, 47), et en ce qu'il comprend des moyens de contact mécaniques (7, 13, 14) pour appliquer ladite tension électrique au, ou à chaque, conducteur sur la partie (6) du conducteur (1) issue de l'étape de pré-traitement P.

Description

PROCEDE DE NICKELAGE EN CONTINU D'UN CONDUCTEUR EN ALE ET DISPOSITIF CORRESPONDANT Domaine de l'invention L'invention concerne les conducteurs en aluminium ou en alliage d'aluminium nickelés. Elle concerne plus spécifiquement les procédés de nickelage des conducteurs en aluminium ou en alliage d'aluminium, ainsi que les dispositifs permettant de les mettre en ceuvre.

L'invention concerne également les fils et câbles électriques à âme en aluminium ou en alliage d'aluminium comprenant au moins un conducteur nickelé.

Le mot "aluminium" s'entend au sens large de l'aluminium et ses alliages. Il en sera ainsi dans toute la suite du texte.

Etat de la technique Les conducteurs électriques en aluminium sont largement utilisés dans le transport de l'énergie électrique. Ces conducteurs se présentent le plus souvent sous forme de barres, méplats, fils ou câbles.

Les fils et câbles électriques à âme en aluminium, qui peuvent comprendre un revêtement en matériau isolant, sont généralement obtenus à partir d'un fil "machine" coulé et laminé en continu qui est ensuite tréfilé jusqu'au diamètre souhaité. Des fils, ou brins, unitaires peuvent ensuite être assemblés pour former l'âme conductrice d'un câble.

Dans une grande partie des applications, telles que le transport et la distribution d'énergie électrique, les conducteurs en aluminium peuvent être utilisés à l'état brut, c'est-à-dire sans traitement particulier de la surface du conducteur, outre un brossage éventuel des parties du conducteur destinées à l'établissement d'un contact électrique. Pour certaines applications, cependant, il est préférable de revêtir le conducteur en aluminium d'une couche de nickel, de manière à améliorer les propriétés de contact électrique.

Selon les procédés connus de nickelage au défilé, le conducteur circule dans au moins une cuve de nickelage électrolytique. Cette cuve est munie d'une électrode de nickel qui fait fonction d'anode et qui, dans ce but, est raccordée à la borne positive d'une l'alimentation électrique. Le conducteur à traiter fait fonction de cathode vierge et, pour cela, est relié électriquement à la borne négative de cette alimentation.

Dans la demande française FR 2 526 052 (correspondant au brevet américain US 4 492 615), la demanderesse a proposé un procédé et un dispositif de nickelage électrolytique au défilé d'un conducteur en aluminium permettant d'atteindre des vitesses de défilement de 300 mlminute. Selon ce procédé, le courant électrolytique est transmis au conducteur par une prise dite de courant liquide, c'est-à-dire sans contact mécanique, ce qui évite les inconvénients des prises de courant mécaniques, notamment les arcs électriques. Plus précisément, le conducteur à revêtir circule dans une première cuve munie d'une électrode polarisée négativement, puis dans une seconde cuve munie d'une électrode polarisée positivement ; un courant électrique circule alors dans le conducteur lors de son passage dans les cuves. La première cuve contient une solution ionique aqueuse apte à transmettre le courant électrique de l'électrode au dit conducteur. La seconde cuve contient le bain de nickelage.

Problème posé Le nickelage des conducteurs constitue toutefois une opération supplémentaire dont on cherche, à la fois, à minimiser le coût et à maximiser la productivité. Dans le cas des conducteurs sous forme de fil ou de càble, on obtient des coûts et une productivité satisfaisants en réalisant le nickelage des fils élémentaires au défilé à grande vitesse. Or, certains marchés, tels que celui de l'aéronautique, souhaitent disposer de fils d'aluminium nickelé de diamètre compris entre 0,1 et 0,5 mm, et de càbles constitués de tels fils. La méthode selon la demande française FR 2 526 052 permet difficilement de nickeler de manière satisfaisante, et avec une grande productivité, des fils de diamètre inférieur à 1 mm. En effet, la demanderesse a constaté que la qualité du revêtement de nickel devenait insuffisante lorsque la vitesse de défilement dépassait les 20 m/minute. D'autre part, puisque toute l'intensité du courant de nickelage transite dans le conducteur à traiter, les risques de rupture du conducteur en cours de traitement augmentent de manière rédhibitoire en dessous de 1 mm de diamètre lorsque, pour une épaisseur de la couche de nickel donnée, l'on cherche à maintenir la vitesse de déroulement (et par conséquent le courant de nickelage) à une valeur élevée. Par ailleurs, cette solution impose un courant dans la première cuve égal au courant de nickelage dans la seconde cuve. Les très fortes densités surfaciques de courant atteintes entraînent une attaque importante du conducteur dans la première cuve et, par conséquent, des irrégularités de la surface du conducteur qui le rendent plus fragile. Enfin, il s'est avéré, à l'usage, que la durée de vie des bains était relativement limitée, notamment en raison de l'important courant transitant dans le premier bain et entraînant un dépôt important de précipités.

Dans la demande française FR 2 646 174 (correspondant au brevet américain US 5 015 340), la demanderesse a proposé de résoudre certains de ces inconvénients en utilisant des bains de composition identique, l'un pour une première étape dite d'activation et l'autre pour l'étape suivante de nickelage, ce qui permet de maintenir immergé le conducteur lors du passage d'une cuve à l'autre. Cette solution permet certes d'atteindre des vitesses de défilement de l'ordre de 130 m/minute, mais elle ne permet pas de limiter l'intensité du courant d'activation aux valeurs strictement nécessaires puisqu'elle est imposée par l'intensité du courant de nickelage. Cette solution ne résout pas les problèmes liés à la prise de courant liquide.

Dans la demande française FR 2 609 292 (correspondant au brevet américain US 4 741 811), la demanderesse a également proposé de moduler la densité de courant le long du parcours du conducteur en réduisant la densité de courant dans la partie amont du bain de nickelage et/ou aval du bain dit d'activation et en réglant l'acidité du bain de nickelage à une valeur de pH comprise entre 1 et 5. Cette modulation est obtenue en pratique par l'utilisation de séries d'électrodes et d'écrans interposés entre les électrodes et le conducteur. Cette solution permet de nickeler des fils de diamètres compris entre 0,51 et 0,15 mm, à des vitesses de défilement comprises entre 25 et 50 m/minute. Toutefois, cette solution nécessite un dispositif complexe qui nécessite réglage précis des dimensions et de la position des composants, qui de surcroît peut évoluer dans le temps.

La demanderesse a donc recherché des moyens pour obtenir des conducteurs d'aluminium nickelé de diamètre inférieur à 1 mm qui évitent les inconvénients de l'art antérieur tout en maintenant une rentabilité et une productivité acceptables, avec des coûts d'investissement le plus bas possible.

Description de l'invention L'invention a pour objet un procédé de nickelage en continu (ou "au défilé") d'un conducteur en aluminium.

Plus précisément, le procédé de nickelage au défilé d'un conducteur en aluminium selon l'invention comprend une étape de pré-traitement P apte à favoriser l'adhérence de la couche de nickel et une étape de nickelage électrolytique N, et est caractérisé en ce que ledit pré-traitement P est également apte à conférer au dit conducteur des propriétés de contact suffisantes pour permettre un contact électrique mécanique et en ce que le courant de nickelage est transmis au dit conducteur par l'intermédiaire d'un contact électrique mécanique sur la partie du conducteur issue de l'étape de pré- traitement.

La demanderesse a constaté, de manière inattendue, que, grâce à l'opération de pré- traitement, il était possible d'utiliser des contacts mécaniques sur des conducteurs de très faible diamètre et de faire transiter toute l'intensité de nickelage dans le conducteur par ces contacts (appelés aussi "prises de courant"). Elle a de surplus observé que, de manière surprenante, cette solution permettait d'atteindre des vitesses de défilement nettement supérieures à 20 m/minute, comme le met en évidence l'exemple présenté plus loin.

L'invention a aussi pour objet un dispositif de nickelage en continu (ou "au défilé") d'un conducteur en aluminium.

Descri tion des figures La figure 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation préféré du procédé nickelage au défilé selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'étape de pré-traitement P est effectuée par voie électrolytique et est réalisée avec des moyens de contact mécanique communs à ceux de l'étape de nickelage N.

La figure 2 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention selon lequel l'étape de pré-traitement P est configurée en prise de courant liquide.

Description détaillée de l'invention Le procédé de nickelage au défilé d'un conducteur (1) en aluminium selon l'invention comprend une étape de pré-traitement P apte à favoriser l'adhérence de la couche de nickel et une étape de nickelage électrolytique N, et est caractérisé en ce que ledit pré-traitement P est également apte à conférer au dit conducteur (1) des propriétés de contact suffisantes pour permettre un contact électrique mécanique et en ce que le courant de nickelage (In<B≥ Ii) est transmis au dit conducteur par l'intermédiaire d'un contact électrique mécanique (7) sur la partie (6) du conducteur (1) issue de l'étape de pré-traitement P.

Les propriétés de contact sont suffisantes lorsqu'il est possible de faire transiter toute l'intensité du courant de nickelage par le contact mécanique sans endommager le conducteur. Typiquement, le contact mécanique doit permettre de faire transiter un courant de nickelage de l'ordre de 5 A pour un fil de 0,15 mm de diamètre lorsque la vitesse de défilement est de 50 ni/minute.

Le contact électrique mécanique peut être réalisé, par exemple, à l'aide de roulettes, galets, contacts frottants ou de brosses.

La composition du bain de nickelage est avantageusement la suivante : 300 30 g/1 de Ni(NH2S03)2 (sulfamate), 30 5 g/1 de NiC12,6H20, 30 5 g/1 de H3B03.

Le dispositif de nickelage au défilé d'au moins un conducteur en aluminium (ou "ligne de traitement") selon l'invention comprend une cuve de nickelage (30) comprenant un bac (2) apte à contenir un bain de nickelage (4) et au moins une électrode (3) contenant du nickel, dite anode, au moins une alimentation électrique (5) pour appliquer une tension électrique (VI) entre l'anode et ledit conducteur, et des moyens (21, 22) pour faire défiler le, ou chaque, conducteur (1) dans le bain de nickelage (4), et est caractérisé en ce qu'il comprend aussi au moins une cuve de pré- traitement (40, 41, 42) comprenant un bac (17, 43, 46) apte à contenir un bain de pré- traitement (16, 44, 47), et des moyens pour faire défiler le, ou chaque, conducteur dans le bain de pré-traitement (16, 44, 47), et en ce qu'il comprend des moyens de contact mécaniques (7, 13, 14) pour appliquer ladite tension électrique sur la partie (6) du, ou de chaque, dit conducteur (1) issue de l'étape de pré-traitement P. Typiquement, le conducteur à l'état brut (10), provenant d'au moins un premier dérouleur (22), transite successivement dans les bains de traitement (40, 41, 42, 30) et s'enroule, à l'état nickelé (11), sur au moins un deuxième dérouleur (21).

L'étape de pré-traitement P est de préférence réalisée par voie électrolytique, ce qui permet de maîtriser plus facilement le pré-traitement en fonction des conditions de fonctionnement de la ligne de traitement. Dans ce cas, la cuve de pré-traitement (40) est munie d'au moins une électrode (15) et le dispositif comprend une alimentation électrique (8) destinée au pré-traitement. La tension électrique VZ délivrée par cette alimentation peut être alternative, continue ou pulsée, ou une combinaison de celles- ci. La prise de courant sur le conducteur est réalisée par un contact mécanique placé en aval de la cuve de pré-traitement (40). Cette prise de courant mécanique est avantageusement commune à celle de l'étape de nickelage, tel qu'illustré à la figure 1, ce qui permet de simplifier le dispositif sans entraîner une surcharge des moyens de contact mécanique (7, 13, 14) car l'intensité du courant de pré-traitement (12) est généralement nettement inférieur à l'intensité du courant de nickelage (I1).

Selon une première variante de l'invention, l'étape de pré-traitement P comprend une activation A dans un bain fortement acide ou alcalin qui permette, notamment, une dissolution rapide des oxydes de surface. L'activation est réalisée dans une cuve d'activation (40, 42) comprenant un bac (17, 46) apte à contenir le bain d'activation (16, 47), dans lequel défile le conducteur (1). Lorsque l'étape d'activation est réalisée par voie électrolytique, la cuve d'activation (40, 42) comprend également au moins une électrode (15, 48) et le dispositif comprend une alimentation électrique (8) destinée à cette activation. La tension électrique Vz délivrée par cette alimentation peut être alternative, continue ou pulsée, ou une combinaison de celles-ci.

Selon une deuxième variante de l'invention, l'étape de pré-traitement P comprend, outre une étape d'activation A pour dissoudre notamment les oxydes présents en surface du conducteur (1), une étape de pré-nickelage PN permettant de revêtir le conducteur d'aluminium (1) d'un dépôt de nickel "primaire". Le courant de nickelage (I1) est alors transmis au dit conducteur par l'intermédiaire de moyens de contact mécanique (7, 13, 14) sur la partie (6) du conducteur (1) revêtue dudit dépôt de nickel primaire.

Le terme "dépôt de nickel primaire" s'entend d'une couche de nickel, qui se présente sous forme de nodules, dont l'épaisseur équivalente est nettement inférieure à l'épaisseur visée de la couche finale. Il a été trouvé préférable de viser une épaisseur équivalente qui est, en moyenne, inférieure à environ 0,1 de l'épaisseur finale. Typiquement, l'épaisseur de la couche finale étant de 1 pm environ, on visera une épaisseur équivalente de la couche de pré-nickelage inférieure à 0,1 pm environ. Le pré-nickelage est réalisé dans une cuve (40, 41) comprenant un bac (17, 43) apte à contenir le bain de pré-nickelage (16, 44), dans lequel défile le conducteur (1). Le bain de pré-nickelage (16, 44) contient un sel de nickel de manière à revêtir le conducteur d'aluminium d'un dépôt de nickel primaire lorsque le conducteur défile dans ce bain.

L'étape de pré-nickelage est de préférence réalisée par voie électrolytique, ce qui permet de maîtriser plus facilement l'épaisseur de la couche en fonction des conditions de fonctionnement de la ligne de traitement. Dans ce cas la cuve de pré- nickelage (40, 41) est munie d'au moins une électrode (15, 45) contenant du nickel et le dispositif comprend une alimentation électrique (8) destinée au pré-nickelage. La tension électrique Vz délivrée par cette alimentation peut être alternative, continue ou pulsée, ou une combinaison de celles-ci.

Avantageusement, l'étape de pré-nickelage PN est, en tout ou partie, combinée à l'étape d'activation A, ce qui permet de simplifier considérablement le dispositif. Dans une variante préférée de ce mode de réalisation, les étapes de pré-nickelage et d'activation sont réalisées de manière conjointe avec une prise de courant liquide.

La figure 2 illustre un dispositif qui permet de mettre en oeuvre cette variante de l'invention. Ce dispositif comprend une cuve d'activation électrolytique (42) et une cuve de pré-nickelage électrolytique (41), de préférence proches l'une de l'autre et éventuellement adjacentes, une première alimentation électrique (8) commune à ces deux cuves, une cuve de nickelage électrolytique (30), une seconde alimentation électrique (5) et des moyens de contact mécanique (7, 13, 14) sur la partie (6) du conducteur (1) située entre la cuve de pré-nickelage (41) et la cuve de nickelage (30). La première alimentation électrique (8) est, de préférence, en courant continu, éventuellement modulé ou pulsé ; la borne positive est raccordée à au moins une électrode (45) immergée, en tout ou partie, dans le bain de pré-nickelage (44) et la borne négative est raccordée à au moins une électrode (48) immergée, en tout ou partie, dans le bain d'activation (47). Le courant transite dans le conducteur (1) par un effet de prise de courant liquide. Ainsi, la même alimentation électrique (8) est utilisée pour l'activation et le pré-nickelage.

La deuxième alimentation électrique (5) est en courant continu, éventuellement modulé ou pulsé ; la borne positive est raccordée à au moins une électrode (3) contenant du nickel immergée, en tout ou partie, dans le bain de nickelage (4) et la borne négative est raccordée sur la partie (6) du conducteur (1) située entre la cuve de pré-nickelage (41) et la cuve de nickelage (30) par l'intermédiaire de moyens de contact mécanique (7, 13, 14).

Pour la variante illustrée à la figure 2, il a été trouvé avantageux d'utiliser la composition suivante pour les bains d'activation et de pré-nickelage : 125 15 g/1 de chlorure de nickel (NiC12, 6 H20), 12,5 2 g/1 d'acide orthoborique et 6 2 m1/1 d'acide fluorhydrique.

Les étapes de pré-nickelage PN et d'activation A peuvent être réalisées de manière simultanée, dans un même bain (40) et avec des électrodes (15) communes (et ayant la même polarisation), tel qu'illustré à la figure 1. Dans ce cas, l'étape de pré- traitement opère une double fonction d'activation et de pré-nickelage. Le bain d'activation/pré-nickelage (16) est alors apte à opérer les deux traitements, par exemple en ayant une composition mixte qui permet à la fois une activation satisfaisante et un pré-nickelage suffisant. La demanderesse a constaté qu'il était possible de réaliser efficacement ces deux fonction à l'aide d'un bain unique. La composition suivante a donné d'excellents résultats : 125 15 g/1 de chlorure de nickel (NiC12, 6 H20), 12,5 2 g/I d'acide orthoborique et 6 2 ml/1 d'acide fluorhydrique.

Dans cette variante, la première alimentation électrique (8) est en courant continu, éventuellement modulé ou pulsé, la borne positive étant raccordée au conducteur (1) par l'intermédiaire du contact mécanique (7) et la borne négative étant raccordée à au moins une électrode (15) immergée, en tout ou partie, dans ledit bain d'activation/pré-nickelage (16). La deuxième alimentation électrique (5) est en courant continu, éventuellement modulé ou pulsé ; la borne positive est raccordée à une électrode (3) contenant du nickel immergée, en tout ou partie, dans le bain de nickelage (4) et la borne négative est raccordée sur la partie (6) du conducteur (1) située entre la cuve d'activation/pré-nickelage (40) et la cuve de nickelage (30) par l'intermédiaire des moyens de contact mécanique (7, 13, 14), de préférence communs à ceux de la première alimentation (8).

Pour les conducteurs de très faible diamètre, il est préférable que le contact mécanique soit immergé dans un liquide (14) tel que de l'eau ou une solution neutre, de manière à éviter la fusion du conducteur au droit du contact mécanique. Dans ce but, le dispositif peut comprendre un bac intermédiaire (13), généralement de petites dimensions, contenant le liquide (14) et le contact mécanique (7).

La température des différents bains est généralement choisie de manière à ce que la conductivité ionique et la réactivité des bains soient suffisantes. Typiquement, la température des bains est comprise entre 45 et 60 C.

Le procédé selon l'invention peut comprendre des étapes complémentaires, telles qu'un rasage et/ou un dégraissage éventuelsdu conducteur à l'état brut (10) avant l'étape d'activation et/ou de pré-nickelage.

Le conducteur est typiquement en un alliage AA 1370, le AA 1110 ou le AA 6101 selon la nomenclature de l'Aluminium Association.

L'invention a également pour objet les câbles comprenant au moins un fil élémentaire nickelé selon l'invention. En particulier, le procédé de fabrication d'un câble électrique en aluminium peut comprendre une opération de nickelage selon l'invention d'au moins un des fils élémentaires.

Selon une autre variante de l'invention, plusieurs conducteurs sont traités simultanément dans les bains de pré-traitement et de nickelage. Par exemple, des nappes de conducteurs provenant d'une série de dérouleurs distincts circulent en parallèle dans lesdits bains et, après traitement, s'enroulent sur une série d'enrouleurs distincts. Les moyens de contact (7, 13, 14) sur la partie des conducteurs (6) issue de l'étape de pré-traitement peuvent être, en tout ou partie, communs à ceux-ci ; par exemple, lesdits moyens peuvent comprendre une bande en matériau carboné qui peut être mise en contact avec l'ensemble des conducteurs d'une nappe.

Exemple Des essais ont été réalisés, sur les fils d'un diamètre de 0,20 mm, selon l'art antérieur et selon l'invention.

Dans les essais correspondant à l'art antérieur, les courants d'activation et de nickelage étaient de même intensité et provenaient d'une alimentation commune configurée en prise de courant liquide (tel que décrit dans la demande FR 2 646 174) des écrans avaient été interposés entre les électrodes de nickel et le fil (tel que décrit dans la demande FR 2 609 292). Les bains d'activation et de nickelage avaient la même composition, à savoir : 125 15 g/1 de chlorure de nickel (NI"C12, 6 H20), 12,5 2 g/1 d'acide orthoborique et 6 2 ml/I d'acide fluorhydrique.

Les essais selon l'invention ont été réalisés à l'aide d'un dispositif similaire à celui de la figure 2. Les électrodes (48) de la cuve d'activation (42) étaient un graphite et les électrodes (45) de la cuve de pré-nickelage (41) étaient en nickel. Les bains d'activation et de pré-nickelage avaient la composition suivante : 125 15 g/1 de chlorure de nickel (NiC12, 6 H20), 12,5 2 g/l d'acide orthoborique et 6 2 m1/1 d'acide fluorhydrique. Le bain de nickelage avait la composition suivante : 300 30 g/1 de Ni(NH,2S03)2 (sulfamate), 30 5 g/1 de NiC12,6H20, 30 5 g/1 de H3B03.

Le tableau 1 ci-dessous regroupe les principaux paramètres de traitement utilisés dans ces essais et certaines caractéristiques des fils traités. La résistance de contact a été mesurée à l'aide d'une méthode dite de "fil en croix", sous une intensité de 0,1 mA et avec un force d'appui de 0,2 N. L'adhérence de la couche de nickel sur le fil a été mesurée par un enroulement du fil sur son propre diamètre ; elle est considérée comme étant excellente si la couche de nickel suit uniformément la déformation du fil sans se détacher de la surface.

Tableau <SEP> I
<tb> Art <SEP> antérieur <SEP> Invention
<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> défilement <SEP> (m/min) <SEP> 50 <SEP> 80
<tb> Intensité <SEP> du <SEP> courant <SEP> d'activation- <SEP> nickelage <SEP> (A) <SEP> 12,5 <SEP> sans <SEP> objet
<tb> Intensité <SEP> du <SEP> courant <SEP> de <SEP> pré-traitement <SEP> (A) <SEP> sans <SEP> objet <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 10
<tb> Intensité <SEP> du <SEP> courant <SEP> de <SEP> nickelage <SEP> (A) <SEP> sans <SEP> objet <SEP> 15 <SEP> -30
<tb> Epaisseur <SEP> moyenne <SEP> du <SEP> dépôt <SEP> (pm) <SEP> 0,8 <SEP> 0,8
<tb> Résistance <SEP> de <SEP> contact <SEP> moyenne <SEP> (mn) <SEP> 15 <SEP> 15
<tb> Adhérence <SEP> du <SEP> dépôt <SEP> excellente <SEP> excellente Dans les essais selon l'art antérieur, il n'a pas été possible d'effectuer le traitement à une vitesse de défilement aussi élevée que 80 m/min. En effet, à une vitesse aussi élevée, on observait une "brûlure" du dépôt, c'est-à-dire un dépôt noir non-adhérent provoqué par une densité de courant trop importante dans l'étape d'activation.

La couche de pré-nickelage obtenue par voie électrolytique se présentait sous forme de nodules qui ne recouvraient pas toute la surface du conducteur. La demanderesse a observé qu'il n'était pas nécessaire que ledit dépôt de nickel primaire (ou "couche de pré-nickelage") soit uniforme ou qu'elle revête entièrement la surface du conducteur ; il s'est avéré suffisant d'atteindre un taux de recouvrement équivalent correspondant à environ 0,1 de l'épaisseur finale de la couche de nickel. La demanderesse a émis l'hypothèse qu'un tel taux de recouvrement confère une qualité de contact électrique suffisante pour permettre la transmission par contact mécanique de fortes intensités de courant de nickelage sans dégrader la surface du conducteur et assure une adhérence élevée de la couche de nickel finale. Ainsi, le terme "dépôt de nickel primaire", s'entend d'une couche de nickel dont l'épaisseur est typiquement, en moyenne, de 0,1 pm environ. La couche de nickel obtenue selon l'invention présente donc une grande adhérence et une faible résistance de contact électrique.

Avanta es L'invention permet de nickeler efficacement, et avec une grande productivité, des fils de différents diamètres. Elle permet notamment un ajustement aisé des paramètres de traitement aux conditions de production, grâce au découplage entre les étapes de pré- traitement et de nickelage. Il est en particulier possible d'ajuster indépendamment l'intensité des courants de pré-traitement et de nickelage, et notamment d'imposer une intensité de courant faible dans l'étape de pré-traitement et élevée dans l'étape de nickelage.

L'invention permet de bénéficier des avantages des prises de courant mécaniques, notamment la possibilité de faire transiter de fortes intensités, et d'en éviter les inconvénients, notamment la propension à former des arcs électriques qui peuvent endommager la surface du conducteur.

La faible intensité du courant de pré-traitement requise selon l'invention conduit à un enrichissement en aluminium nettement plus lent du bain de pré-traitement, ce qui permet de réduire considérablement la fréquence de remplacement de ce bain. La faible intensité du courant de pré-traitement limite aussi la dissolution du métal et, en conséquence, la formation de rugosités sur la surface du fil. En d'autres termes, l'étape de pré-traitement selon l'invention permet également de conférer à la surface du conducteur une rugosité définie pour obtenir des propriétés mécaniques optimales.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de nickelage au défilé d'un conducteur (1) en aluminium comprenant une étape de pré-traitement (P) apte à favoriser l'adhérence de la couche de nickel et une étape de nickelage électrolytique (N), et caractérisé en ce que ledit pré-traitement (P) est également apte à conférer au dit conducteur (1) des propriétés de contact suffisantes pour permettre un contact électrique mécanique et en ce que le courant de nickelage I" est transmis au dit conducteur par l'intermédiaire d'un contact électrique mécanique (7) sur la partie (6) du conducteur (1) issue de l'étape de pré-traitement (P).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de pré-traitement (P) est réalisée par voie électrolytique.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de pré- traitement (P) comprend une activation (A) dans un bain fortement acide ou alcalin qui permette, notamment, une dissolution rapide des oxydes de surface.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de pré-traitement (P) comprend une étape de pré-nickelage (PN) permettant de revêtir le conducteur d'aluminium (1) d'un dépôt de nickel primaire.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de pré-traitement (P) comprend une activation (A) dans un bain (47) fortement acide ou alcalin qui permette, notamment, une dissolution rapide des oxydes de surface et une étape de pré-nickelage (PN) dans un bain de pré-nickelage (44) qui permette de revêtir le conducteur d'aluminium (1) d'un dépôt de nickel primaire, et en ce que les étapes de pré-nickelage (PN) et d'activation (A) sont réalisées de manière conjointe, par voie électrolytique, avec une prise de courant liquide.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bain d'activation (47) et le bain de pré-nickelage (44) ont sensiblement la même composition.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape de pré-traitement (P) comprend une activation (A) dans un bain fortement acide ou alcalin qui permette, notamment, une dissolution rapide des oxydes de surface et une étape de pré-nickelage (PN) qui permette de revêtir le conducteur d'aluminium (1) d'un dépôt de nickel primaire, et en ce que les étapes de pré- nickelage (PN) et d'activation (A) sont réalisées simultanément dans un même bain (16).

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ledit dépôt de nickel primaire a une épaisseur moyenne équivalente inférieure à environ 0,1 pm.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le contact mécanique (7) est immergé dans un liquide (14) tel que de l'eau ou dans une solution neutre.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le conducteur (1) en aluminium est en un alliage choisi parmi le AA 1370, le AA 1110 ou le AA 6101 selon la nomenclature de l'Aluminium Association. I1. Procédé de fabrication d'un câble électrique en aluminium comprenant une opération de nickelage d'au moins un des fils élémentaires selon le procédé de nickelage de l'une quelconque des revendications 1 à10. 12. Dispositif de nickelage au défilé d'au moins un conducteur (1) en aluminium pour mettre en oeuvre le procédé de nickelage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, ledit dispositif comprenant une cuve de nickelage (30) comprenant un bac (2) apte à contenir un bain de nickelage (4) et au moins une électrode (3), dite anode, contenant du nickel, au moins une alimentation électrique (5) pour appliquer une tension électrique (V,) entre la, ou chaque, électrode (3) et ledit conducteur (1), et des moyens (21, 22) pour faire défiler le conducteur (1) dans le bain de nickelage (4), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend aussi au moins une cuve de pré-traitement (40, 41, 42) comprenant un bac (17, 43, 46) apte à contenir un bain de pré-traitement (16, 44, 47), et des moyens pour faire défiler le, ou chaque, conducteur (1) dans le bain de pré-traitement (16, 44, 47), et en ce qu'il comprend des moyens de contact mécaniques (7, 13, 14) pour appliquer ladite tension sur la partie (6) du, ou de chaque, dit conducteur (1) issue de l'étape de pré-traitement (P). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en que la, ou chaque, cuve de pré-traitement (40, 41, 42) est munie d'au moins une électrode (15, 45, 48) et en ce que le dispositif comprend au moins une alimentation électrique (8) pour le pré-traitement (P). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en que la tension électrique des alimentation de nickelage (5) et de pré-traitement (8) est appliquée au conducteur (1) par l'intermédiaire des mêmes dits moyens de contact mécaniques (7, 13, 14). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les moyens de contact mécanique (7, 13, 14) comprennent un bac (13) apte à contenir un liquide (14) permettant d'immerger le contact mécanique (7). 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend une cuve d'activation (42) comprenant un bac (46) apte à contenir un bain d'activation (47) et au moins une électrode (48), en ce qu'il comprend une cuve de pré-nickelage (41) comprenant un bac (43) apte à contenir un bain de pré-nickelage (44) et au moins une électrode (45), et en ce qu'il comprend au moins une alimentation électrique (8) commune pour l'activation (A) et le pré-nickelage (PN). 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'alimentation électrique des cuves d'activation (42) et de pré-nickelage (41) est configurée en prise de courant liquide par l'intermédiaire du conducteur (1). 18. Dispositif selon quelconque l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en qu'il permet le nickelage de plusieurs conducteurs simultanément.