FR2906542A1 - Bath for electrodeposition of zinc or zinc nickel alloy on a conducting substrate having acid pH and containing zinc chloride, useful to protect parts of iron, cast iron or steel, comprises polyvinylimidazole and zinc in aqueous solution - Google Patents

Bath for electrodeposition of zinc or zinc nickel alloy on a conducting substrate having acid pH and containing zinc chloride, useful to protect parts of iron, cast iron or steel, comprises polyvinylimidazole and zinc in aqueous solution Download PDF

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Abstract

Bath for electrodeposition of zinc or zinc nickel alloy on a conducting substrate having an acid pH and containing zinc chloride and optionally nickel chloride hexahydrate, comprises polyvinylimidazole (0.1-30 g/l, preferably 1-10 g/l), zinc (>= 10 g/l, preferably 10-60 g/l) and optionally nickel (>= 5 g/l, preferably 10-50 g/l), in aqueous solution.

Description

1 La présente invention a pour objet un bain d'électrodéposition de zincThe present invention relates to a zinc electrodeposition bath

ou d'alliages zinc-nickel sur un substrat conducteur, présentant un pH acide et renfermant du chlorure de zinc et le cas échéant du chlorure de nickel, de préférence sous forme hexahydra- tée, en solution aqueuse. Il est bien connu que, dans tous les domaines de l'industrie tels qu'à titre d'exemples l'automobile, l'électroménager, la conservation..., il est nécessaire de protéger les pièces en fer, en fonte ou en acier contre la corrosion.  or zinc-nickel alloys on a conductive substrate, having an acidic pH and containing zinc chloride and optionally nickel chloride, preferably in hexahydrate form, in aqueous solution. It is well known that, in all areas of the industry such as automotive, household appliances, conservation ..., it is necessary to protect iron, cast iron or iron parts. steel against corrosion.

Parmi les procédés les plus couramment utilisés pour obtenir une telle protection, on peut mentionner la galvanisation qui est con-nue déjà depuis de nombreuses dizaines d'années. Cette opération qui consiste à recouvrir les pièces à protéger d'une couche de protection à base de zinc ou d'alliages de zinc, en parti- culier d'alliages zinc-nickel peut s'effectuer soit par trempage dans un bain de zinc ou d'alliages de zinc fondu (ou enduction au rouleau) soit par électrodéposition. Cette aptitude du zinc à protéger les surfaces métalliques et plus particulièrement l'acier contre les phénomènes de corrosion atmo- sphérique est consécutive au fait que ce métal a un potentiel de dissolution anodique supérieur à celui du fer. Par suite, tant qu'il y a du zinc à proximité d'une zone endommagée, celui-ci se dissout au profit du fer. Il s'agit là de la protection dite sacrificielle de l'acier par 25 le zinc. La présente invention concerne exclusivement le procédé de galvanisation par électrodéposition (ou électrozingage). Ce procédé consiste schématiquement à plonger les pièces à traiter qui font office de cathodes dans un bain électrolytique renfermant 30 des sels de zinc et le cas échéant d'autres métaux à déposer, en solution aqueuse, et à faire passer un courant entre ces pièces et des anodes métalliques, en particulier des anodes en zinc qui plongent également dans le bain électrolytique. Sous l'action du courant électrique, les ions métalliques 35 présents dans la solution qui sont chargés positivement migrent vers la cathode, donc les pièces à traiter sont alors revêtues d'une couche de galvanisation. 2906542 2 Les bains de galvanisation par voie électrolytique peuvent avoir diverses compositions car de nombreux sels de zinc sont solubles en solution aqueuse. Dans des conditions déterminées, le zinc peut ainsi être dé- 5 posé par voie électrochimique à partir de solutions acides (au sulfate, fluoborate, chlorure, sulfamate...), ou de solutions alcalines (au cyanure, pyrophosphate, éthanolamine...). Les bains d'électrodéposition acides présentent l'avantage de permettre de très fortes densités de courant et par suite d'atteindre des 10 vitesses d'électrodéposition particulièrement élevées. Un inconvénient de ces bains acides est toutefois lié au fait qu'ils présentent un pouvoir pénétrant insuffisant. On peut toutefois remédier à cet inconvénient grâce à l'ajout de sels conducteurs (chlorure d'ammonium, chlorure de sodium, sulfate 15 de sodium...) qui entraînent parallèlement une augmentation de la conductivité du bain, et en corollaire une réduction de la consommation d'énergie électrique. Les bains d'électrodéposition au chlorure sont particulière-ment avantageux dans la mesure où - outre le fait qu'ils présentent une 20 grande conductibilité, peuvent être utilisés à de hautes densités de courant et permettent donc d'opérer très rapidement - ils conduisent à l'obtention de dépôts de galvanisation ayant des grains très fins. De nombreuses recherches ont été effectuées pour tenter d'améliorer les propriétés des dépôts de galvanisation obtenus à partir des bains d'électrodéposition de zinc ou d'alliages de zinc, en particulier d'alliages zinc-nickel au chlorure en particulier la brillance ou l'absence de piqûres de ces dépôts, ou encore l'uniformité de leur épaisseur dans une large gamme de densité de courant, leur résistance à la corrosion, ou la stabilité de leur composition dans le cas de revêtements alliés.  Among the most commonly used methods for obtaining such protection, mention may be made of galvanization which has been known for many decades. This operation consisting in covering the parts to be protected with a protective layer based on zinc or on zinc alloys, in particular zinc-nickel alloys, can be carried out either by dipping in a zinc bath or of molten zinc alloys (or roll coating) or by electrodeposition. This ability of zinc to protect metal surfaces and more particularly steel against atmospheric corrosion phenomena is due to the fact that this metal has an anodic dissolution potential greater than that of iron. As a result, as long as there is zinc near a damaged area, it dissolves in favor of iron. This is the so-called sacrificial protection of steel by zinc. The present invention relates exclusively to electroplating (or electrogalvanizing) galvanizing process. This process consists diagrammatically in immersing the parts to be treated which act as cathodes in an electrolytic bath containing zinc salts and, where appropriate, other metals to be deposited, in aqueous solution, and for passing a current between these parts and metal anodes, in particular zinc anodes which also dive into the electrolytic bath. Under the action of the electric current, the metal ions present in the solution which are positively charged migrate to the cathode, so the workpieces are then coated with a galvanizing layer. Electrolytic galvanizing baths can have various compositions because many zinc salts are soluble in aqueous solution. Under specific conditions, the zinc can thus be deposited electrochemically from acidic solutions (sulphate, fluoborate, chloride, sulphamate, etc.) or from alkaline solutions (with cyanide, pyrophosphate, ethanolamine, etc.). ). Acidic acid plating baths have the advantage of allowing very high current densities and thereby achieving particularly high electrodeposition rates. A disadvantage of these acid baths, however, is that they have insufficient penetrating power. However, this disadvantage can be remedied by the addition of conductive salts (ammonium chloride, sodium chloride, sodium sulphate, etc.) which, in parallel, lead to an increase in the conductivity of the bath, and as a corollary a reduction of the consumption of electrical energy. Chloride electrodeposition baths are particularly advantageous in that - apart from the fact that they have a high conductivity, they can be used at high current densities and thus allow to operate very rapidly - they lead to obtaining galvanizing deposits having very fine grains. Many investigations have been made to try to improve the properties of galvanizing deposits obtained from zinc electrodeposition baths or zinc alloys, in particular from zinc-nickel alloys to chloride, in particular gloss or lime. the absence of pitting of these deposits, or the uniformity of their thickness over a wide range of current density, their resistance to corrosion, or the stability of their composition in the case of alloyed coatings.

Toutefois, les bains d'électrodéposition de zinc ou d'alliages zinc-nickel, acides, aqueux, à base de chlorure qui ont déjà été proposés par les spécialistes présentent tous l'inconvénient de former des dépôts ayant une ductilité insuffisante. Dans le cas des alliages zinc-nickel, cet inconvénient con- duit en particulier à une micro fissuration qui réduit significativement l'effet de protection contre la corrosion du dépôt de galvanisation sur la pièce à traiter.  However, zinc electroplating baths or zinc-nickel, acidic, aqueous, chloride-based baths which have already been proposed by the specialists all have the disadvantage of forming deposits having insufficient ductility. In the case of zinc-nickel alloys, this disadvantage leads in particular to micro-cracking which significantly reduces the corrosion protection effect of the galvanizing deposit on the workpiece.

2906542 3 Un autre inconvénient des bains d'électrodéposition de zinc ou d'alliages zinc-nickel acides, aqueux, à base de chlorure connus est lié au fait qu'ils ne permettent pas d'obtenir des films de passivation en particulier au chrome III satisfaisants.Another disadvantage of known acid-based zinc or nickel-zinc electroless plating baths is that they do not provide passivation films, in particular chromium III films. satisfactory.

5 Il est en effet connu des spécialistes que les pièces ayant subi un traitement de galvanisation demeurent en règle générale trop sensibles à la corrosion, notamment suite à la formation d'oxyde de zinc soluble : il s'agit là du phénomène dit de rouille blanche du zinc. Pour cette raison, il est proposé de revêtir les pièces déjà re-10 vêtues d'une couche de zinc ou de zinc allié d'un film inhibiteur complémentaire essentiellement à base d'oxydes métalliques qui est nommé film de passivation. Le procédé classique de passivation des pièces en zinc ou zinc allié consiste à les plonger dans une solution d'acide chromique afin 15 de provoquer une réaction dite de conversion du zinc. Cette réaction met en oeuvre deux mécanismes essentiels, à savoir d'une part une oxydation du zinc dès l'immersion de la pièce à traiter, et d'autre part une série de réactions de réduction électrochimique entraînant une alcalinisation locale menant à la formation d'un gel par 20 précipitation. Cette réaction chimique est toutefois très difficile à maîtri-ser. L'inconvénient majeur de ce procédé est lié au fait que les solutions de passivation utilisées sont très polluantes de par leur très 25 forte teneur en anhydride chromique qui peut aller jusqu'à 100 g/1. Il est en outre bien connu que le chrome VI est un composé toxique. Pour cette raison, le chrome hexavalent tend actuellement à être remplacé par le chrome trivalent dans les procédés de passivation des 30 pièces revêtues de couches de zinc ou de zinc allié. Les procédés de passivation au chrome III ne permettent toutefois pas d'atteindre des tenues à la corrosion équivalentes à celles obtenues lors de la mise en oeuvre du procédé classique de passivation au chrome VI.It is in fact known to those skilled in the art that parts which have undergone galvanizing treatment generally remain too sensitive to corrosion, in particular following the formation of soluble zinc oxide: this is the so-called white rust phenomenon. zinc. For this reason, it is proposed to coat the parts already re-dressed with a layer of zinc or zinc alloyed with a complementary inhibiting film essentially based on metal oxides, which is called a passivation film. The conventional passivation process for zinc or zinc alloy parts is to immerse them in a chromic acid solution to cause a so-called zinc conversion reaction. This reaction uses two essential mechanisms, namely on the one hand an oxidation of zinc from the immersion of the workpiece, and on the other hand a series of electrochemical reduction reactions leading to a local alkalization leading to the formation of a gel by precipitation. This chemical reaction is, however, very difficult to control. The major drawback of this process is related to the fact that the passivation solutions used are very polluting because of their very high content of chromic anhydride which can be up to 100 g / l. It is also well known that chromium VI is a toxic compound. For this reason, hexavalent chromium is now tending to be replaced by trivalent chromium in the passivation processes of zinc-coated or alloy zinc-coated parts. Chromium III passivation processes, however, do not allow to achieve corrosion resistance equivalent to those obtained during the implementation of the conventional chromium VI passivation process.

35 Par suite, il est souvent proposé d'appliquer par trempage sur le zinc passivé au chrome III une couche de finition minérale ou organominérale étanche et hydrophobe.As a result, it is often proposed to apply by dipping onto the chromium III passivated zinc a water-resistant and hydrophobic mineral or organominer topcoat.

2906542 4 L'un des objets de l'invention consiste à proposer un bain d'électrodéposition de zinc ou d'alliages zinc-nickel sur un substrat conducteur présentant un pH acide et renfermant du chlorure de zinc et le cas échéant du chlorure de nickel de préférence sous forme hexahydratée 5 en solution aqueuse formant des dépôts de galvanisation pouvant être passivés au chrome III de manière à conduire à l'obtention de films de passivation ayant des tenues au brouillard salin et à la corrosion améliorées. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un bain 10 d'électrodéposition de zinc ou d'alliages zinc-nickel de type susmentionné formant des dépôts de galvanisation ayant une ductilité sensiblement améliorée suite à la diminution des tensions internes de ces dépôts. Selon l'invention, un tel bain d'électrodéposition est caractérisé en ce qu'il renferme : 15 entre 0,1 et 30 g/1 de préférence entre 1 et 10 g/1 de polyvinylimidazol, au moins 10 g/1 et de préférence entre 10 et 60 g/1 de zinc, et le cas échéant, au moins 5 g/1 et de préférence entre 10 et 50 g/1 de nickel. Un tel bain d'électrodéposition peut sans pour cela sortir du 20 cadre de l'invention renfermer une teneur en zinc pouvant aller jusqu'à la solubilité maximum du zinc dans le bain et une teneur en nickel pouvant elle aussi aller jusqu'à la solubilité maximum du nickel dans le bain. Pendant le procédé d'électrolyse, les quantités de zinc et de nickel consommées peuvent être réapprovisionnées dans le bain grâce à 25 l'utilisation d'anodes en zinc et/ou en nickel qui se dissolvent dans celui-ci. Si la quantité de zinc et/ou de nickel ainsi dissoute est in-suffisante, les concentrations en zinc et en nickel du bain peuvent être maintenues par addition de chlorure de zinc ou de nickel.It is an object of the invention to provide a zinc or zinc-nickel alloy plating bath on a conductive substrate having an acidic pH and containing zinc chloride and, where appropriate, nickel chloride. preferably in hexahydrate form in aqueous solution forming chromium III-passable galvanizing deposits so as to lead to passivation films having improved salt spray and corrosion behavior. Another object of the invention is to provide a zinc plating bath or zinc-nickel alloys of the aforementioned type forming galvanizing deposits having a substantially improved ductility following the decrease of the internal stresses of these deposits. According to the invention, such an electrodeposition bath is characterized in that it contains: between 0.1 and 30 g / l, preferably between 1 and 10 g / l of polyvinylimidazole, at least 10 g / l and preferably between 10 and 60 g / l of zinc, and where appropriate, at least 5 g / l and preferably between 10 and 50 g / l of nickel. Such a plating bath can without departing from the scope of the invention contain a zinc content up to the maximum solubility of zinc in the bath and a nickel content can also go to solubility maximum nickel in the bath. During the electrolysis process, the amounts of zinc and nickel consumed can be replenished in the bath by the use of zinc and / or nickel anodes which dissolve therein. If the amount of zinc and / or nickel thus dissolved is in-sufficient, the zinc and nickel concentrations of the bath can be maintained by addition of zinc chloride or nickel.

30 La caractéristique essentielle du bain d'électrodéposition conforme à l'invention est toutefois liée à la présence au sein de celui-ci d'un polymère particulier, le polyvinylimidazol (PVI) qui permet de diminuer les contraintes internes du revêtement de galvanisation obtenu et d'améliorer sa résistance à la corrosion.The essential characteristic of the electrodeposition bath according to the invention is however linked to the presence within it of a particular polymer, polyvinylimidazole (PVI) which makes it possible to reduce the internal stresses of the galvanizing coating obtained and improve its resistance to corrosion.

2906542 5 Il s'agit là d'un polycarboxylate ayant pour formule générale - (C5H6N2)n - CH2 CH n 10 N Ce polymère est bien entendu ajouté dans le bain d'électrodéposition avant l'opération d'électrolyse, qui est mise en oeuvre dans les conditions classiques. Par suite le polymère (PVI) présent dans le bain s'incorpore 15 dans la masse et/ou en surface du revêtement de galvanisation métallique, ce qui conduit à l'obtention d'un revêtement composite ayant des propriétés particulièrement avantageuses. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain d'électrodéposition renferme au moins 90 g/1, de préférence entre 100 et 20 300 g/1 de chlorure. Une telle teneur en chlorure est en effet indispensable pour permettre au bain d'avoir une conductivité suffisante. Si la concentration totale en chlorure souhaitée n'est pas obtenue par les seules chlorures provenant du zinc et du nickel, d'autres 25 chlorures solubles dans le bain sont alors ajoutés, de préférence du chlorure de sodium. Le bain d'électrodéposition peut présenter un pH compris entre 2 et 8 sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Ce pH est toutefois de préférence réglé entre 4 et 6, ce en 30 particulier par ajout d'acide chlorhydrique pour le baisser ou par ajout d'hydroxyde de potassium pour l'augmenter. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain d'électrodéposition renferme entre 2,5 et 60 g/1, de préférence entre 5 et 40 g/1 d'acide borique.This is a polycarboxylate having the general formula - (C 5 H 6 N 2) n - CH 2 CH n 10 N This polymer is of course added to the electroplating bath before the electrolysis operation, which is carried out. works in the classical conditions. As a result, the polymer (PVI) present in the bath is incorporated in the mass and / or surface of the metal galvanizing coating, which leads to the production of a composite coating having particularly advantageous properties. According to another characteristic of the invention, the electrodeposition bath contains at least 90 g / l, preferably between 100 and 300 g / l of chloride. Such a chloride content is indeed essential to allow the bath to have sufficient conductivity. If the desired total chloride concentration is not obtained by the only chlorides from zinc and nickel, then other soluble chlorides in the bath are added, preferably sodium chloride. The electrodeposition bath may have a pH of between 2 and 8 without departing from the scope of the invention. This pH is, however, preferably set between 4 and 6, in particular by addition of hydrochloric acid to lower it or by addition of potassium hydroxide to increase it. According to another characteristic of the invention, the electroplating bath contains between 2.5 and 60 g / l, preferably between 5 and 40 g / l of boric acid.

35 L'acide borique est un agent tampon dont la fonction consiste à éviter l'augmentation du pH à proximité de la cathode, c'est-à-dire de la pièce à traiter, qui entraîne la précipitation d'hydroxyde de zinc et son incorporation éventuelle dans le dépôt de galvanisation.Boric acid is a buffering agent whose function is to avoid increasing the pH in the vicinity of the cathode, i.e. the workpiece, which results in the precipitation of zinc hydroxide and its formation. possible incorporation into the galvanizing deposit.

5 L 5 10 2906542 6 L'acide borique permet également de limiter les risques de dépôts brûlés . Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain d'électrodéposition renferme au moins un agent de chélation. Cet agent de chélation est de préférence choisi dans le groupe formé par les sels des acides hydroxycarboxyliques tels que les citrates, tartrates, gluconates et glycollates, les alcools aminés tels que la triéthanolamine, les polyamines telles que l'éthylènediamine et les alcools polyhydroxylés tels que le sorbitol et la thiourée. Ces différents constituants peuvent bien entendu être utilisés seuls ou en mélange. Leur fonction est de maintenir les ions métalliques en solution. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain 15 d'électrodéposition renferme entre 0,01 et 10 g/1 d'au moins un agent brillanteur. Parmi ces agents brillanteurs, il convient de faire une distinction entre les agents brillanteurs primaires qui sont en règle générale présents en quantité d'environ 0,01 à 10 g/1 et les agents brillanteurs se- 20 condaires qui sont en règle générale présents en quantité de 0,2 à 10 g/1. Les agents brillanteurs primaires permettent s'ils sont employés seuls l'obtention de dépôts semi-brillants. Ces agents brillanteurs primaires peuvent à titre d'exemples être la dextrine, le glucose ou la glycérine.Boric acid also makes it possible to limit the risks of burned deposits. According to another characteristic of the invention, the electrodeposition bath contains at least one chelating agent. This chelating agent is preferably selected from the group consisting of salts of hydroxycarboxylic acids such as citrates, tartrates, gluconates and glycollates, amino alcohols such as triethanolamine, polyamines such as ethylenediamine and polyhydric alcohols such as sorbitol and thiourea. These different constituents can of course be used alone or in mixture. Their function is to keep the metal ions in solution. According to another characteristic of the invention, the electroplating bath contains between 0.01 and 10 g / l of at least one brightening agent. Among these brighteners, it is necessary to distinguish between primary brighteners which are generally present in an amount of about 0.01 to 10 g / l and secondary brighteners which are generally present in amount of 0.2 to 10 g / l. The primary brighteners allow if they are used alone to obtain semi-gloss deposits. These primary brighteners may be, for example, dextrin, glucose or glycerin.

25 Les agents brillanteurs secondaires confèrent aux dépôts une brillance véritable ; les plus courants sont des polyéthers, des acides carboxyliques aromatiques et leurs sels, des composés quaternaires de nicotinate, et des aldéhydes ou des cétones aliphatiques ou aromatiques. Ces agents brillanteurs secondaires sont en règle générale 30 utilisés sous la forme d'une combinaison de plusieurs de ces agents. En effet, utilisés seuls, ils n'agissent que dans une zone étroite de densité de courant ce qui conduit à une fragilisation des dépôts de galvanisation et à une augmentation de leurs contraintes internes. Le bain d'électrodéposition conforme à l'invention peut 35 avantageusement renfermer des constituants autres tels que des agents mouillants qui permettent d'éviter les piqûres et/ou des affineurs de grains qui permettent d'affiner la structure du revêtement.The secondary brighteners give the deposits a true shine; the most common are polyethers, aromatic carboxylic acids and their salts, quaternary nicotinate compounds, and aliphatic or aromatic aldehydes or ketones. These secondary glossing agents are generally used in the form of a combination of several of these agents. Indeed, used alone, they act only in a narrow area of current density which leads to embrittlement of galvanizing deposits and an increase in their internal stresses. The electrodeposition bath according to the invention may advantageously contain other constituents such as wetting agents which make it possible to avoid pinholes and / or grain refiners which make it possible to refine the structure of the coating.

2906542 7 Le bain d'électrodéposition conforme à l'invention peut à titre d'exemple renfermer en outre de l'anthraquinone sulfonate. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain d'électrodéposition a une température comprise entre 15 et 70 C, de préfé- 5 rence entre 15 et 40 C. Le procédé d'électrodéposition d'un revêtement de galvanisation à partir du bain conforme à l'invention est de préférence effectué sous des densités de courant cathodique comprises entre 0,1 et 100 A/dm2, plus particulièrement entre 0,5 et 10 A/dm2. lo Les anodes utilisées sont de préférence des anodes métalliques en zinc et/ou en nickel. Au cours de l'électrolyse, le bain doit être agité mécanique-ment et/ ou par circulation de la solution. Les pièces à traiter peuvent également être elles-mêmes en 15 mouvement. Le bain de galvanisation conforme à l'invention permet ainsi d'obtenir une pièce revêtue d'un dépôt de galvanisation composite Zn-PVI ou ZnNi uniforme à grains fins, contenant au moins 8 % de nickel qui présente un aspect gris clair satisfaisant, plus brillant que les revêtements 20 de galvanisation obtenus à partir des bains de galvanisation classiques ne renfermant pas de polymère. Les caractéristiques essentielles d'un tel revêtement de galvanisation sont toutefois liées à la diminution de ses tensions internes et à son aptitude à subir un traitement de passivation au chrome III.The electrodeposition bath according to the invention may, by way of example, additionally contain anthraquinone sulphonate. According to another characteristic of the invention, the electrodeposition bath has a temperature of between 15 and 70.degree. C., preferably between 15 and 40.degree. C. The process for electroplating a galvanizing coating from the bath according to the invention is preferably carried out at cathodic current densities of between 0.1 and 100 A / dm 2, more particularly between 0.5 and 10 A / dm 2. The anodes used are preferably metal anodes made of zinc and / or nickel. During electrolysis, the bath must be stirred mechanically and / or by circulation of the solution. The parts to be treated can also be themselves in motion. The galvanizing bath according to the invention thus makes it possible to obtain a part coated with a uniform fine-grained Zn-PVI or ZnNi composite galvanizing deposit, containing at least 8% nickel, which has a satisfactory light gray appearance, more The galvanizing coatings obtained from the conventional galvanizing baths do not contain any polymer. The essential characteristics of such a galvanizing coating, however, are related to the reduction of its internal stresses and its ability to undergo chromium III passivation treatment.

25 Les caractéristiques particulièrement avantageuses du bain d'électrodéposition conforme à l'invention seront mises en lumière grâce aux exemples ci-dessous : Exemple 1 : Des bains d'électrodéposition sont préparés selon la compo-30 sition suivante : ZnC12 : 75 g/1 NiC12, 6H20 : 120 g/1 KC1 : 220 g/1 H3B03 : 20 g/1 35 Mouillant : 25 ml/l Brillanteur primaire : 12 ml/1 Brillanteur secondaire : 1,5 ml/ l PVI: de0à5g/1.The particularly advantageous characteristics of the electrocoating bath according to the invention will be brought to light by means of the examples below: EXAMPLE 1 Electrodeposition baths are prepared according to the following composition: ZnCl 2: 75 g / l NiC12, 6H20: 120 g / l KCl: 220 g / l H3B03: 20 g / 1 Wetting agent: 25 ml / l Primary brightener: 12 ml / 1 Secondary brightener: 1.5 ml / l PVI: from 0 to 5 g / l.

2906542 8 Le pH du bain est entre 5 et 5,4 et sa température est maintenue vers 35 C. Des plaques d'acier standard sont traitées avec ces bains et revêtues d'un dépôt de ZnNi avec et sans polymère, pendant une électro- 5 lyse de 20 minutes, à une densité de courant de 2 A/dm2. Leur analyse à la Fluorescence X donne le tableau suivant : Bain Concentration Epaisseur ( m) Alliage (% Ni) PVI (g/ 1) ZnNi - 10,3 14,8 0,1 10,4 14,2 ZnNi + 0,5 11,0 15,8 PVI 1 10,7 15,5 5 11,5 15,6 Le polymère ne modifie ni le rendement du bain, ni la teneur en nickel de l'alliage obtenu, sachant que l'incertitude de cette application à la fluorescence X est de 0,9 m. Quelques plaquettes sont observées au microscope électronique à balayage (MEB), à un grossissement de x 1000, comme représenté sur la figure 1.The pH of the bath is between 5 and 5.4 and its temperature is maintained at 35 C. Standard steel plates are treated with these baths and coated with a ZnNi deposit with and without a polymer, during an electrolysis. 20 minutes lysis, at a current density of 2 A / dm 2. Their X-Fluorescence analysis gives the following table: Bath Concentration Thickness (m) Alloy (% Ni) PVI (g / 1) ZnNi - 10.3 14.8 0.1 10.4 14.2 ZnNi + 0.5 11.0 15.8 PVI 1 10.7 15.5 5 11.5 15.6 The polymer does not modify the bath performance or the nickel content of the alloy obtained, since the uncertainty of this application at the X fluorescence is 0.9 m. Some platelets are observed under a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 1000 x, as shown in Figure 1.

15 Cette figure montre que des points noirs sont observés dans le revêtement composite ZnNi-PVI. L'analyse qualitative du carbone avec la sonde EDAX, couplée au MEB, est effectuée, le carbone composant la structure, le squelette de la chaîne polymère.This figure shows that black dots are observed in the ZnNi-PVI composite coating. The qualitative analysis of carbon with the EDAX probe, coupled with the SEM, is carried out, the carbon composing the structure, the skeleton of the polymer chain.

20 Le dépôt de ZnNi seul contient déjà du carbone, issu de la formulation même du bain (adjuvants organiques, brillanteurs,...). Ce dépôt donne un pic de carbone de 185 coups. A 1 g/1 de PVI, l'analyse des points noirs donne un pic à 1720 coups, et ceux à 5 g/1 de PVI un pic à 6406 coups.The deposition of ZnNi alone already contains carbon, resulting from the formulation of the bath (organic additives, brighteners, etc.). This deposit gives a carbon peak of 185 strokes. At 1 g / 1 PVI, the black spot analysis gave a peak at 1720 shots, and those at 5 g / 1 PVI peaked at 6406 shots.

25 On en conclut que les points noirs observés correspondent à des fragments de polymère.It is concluded that the black spots observed correspond to polymer fragments.

2906542 9 Exemple 2 : Afin de tester les tensions internes des dépôts obtenus à partir de la présente invention, des bains d'électrodéposition sont préparés dans les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 1.EXAMPLE 2 In order to test the internal stresses of the deposits obtained from the present invention, electrocoating baths are prepared under the same conditions as those described in Example 1.

5 Le principe de la mesure des tensions internes consiste à effectuer l'électrolyse sur une éprouvette-test, de surface connue, dans des conditions opératoires précises et de déterminer la déformation de cette éprouvette recouverte du dépôt à caractériser. Cette déformation donnera les valeurs de tensions internes 10 de ce dépôt par l'équation suivante : Tensionslnternes = IdV en kg/mm2 2LT Désignation : 15 I : module de Young de l'acier : 2,119 X 10 000 kg/mm2 D : épaisseur de l'éprouvette : 0,05 mm V : déviation ( m) L : longueur de l'éprouvette : 150 mm Ces mesures sont réalisées grâce à l'appareil spécifique 20 IS METER. Les conditions opératoires sont fixées à une densité de courant de 2 A/dm2, à une température de 35 C, un pH de 5,4 - 5,5, une agitation mécanique assez lente et des anodes en nickel. Les bains d'électrodéposition testés sont le ZnNi seul, puis à 25 0,1 -0, 5 - 1 et 5 g/1 de PVI. Les résultats obtenus sont rassemblés sur les courbes représentées sur la figure 2. Selon cette figure, des tensions internes positives indiquent des tensions compressives.The principle of the measurement of internal stresses consists in carrying out the electrolysis on a test-specimen of known surface area under precise operating conditions and in determining the deformation of this specimen covered with the deposit to be characterized. This deformation will give the values of internal tensions of this deposit by the following equation: Tensions lnternes = IdV in kg / mm2 2LT Designation: 15 I: Young's modulus of steel: 2.119 X 10 000 kg / mm 2 D: thickness of the test piece: 0.05 mm V: deviation (m) L: length of the test piece: 150 mm These measurements are carried out using the IS METER specific apparatus. The operating conditions are set at a current density of 2 A / dm 2, at a temperature of 35 ° C., a pH of 5.4-5.5, a fairly slow mechanical stirring and nickel anodes. The electroplating baths tested were ZnNi alone, followed by 0.1-1.5-1 and 5 g / l PVI. The results obtained are collated on the curves shown in FIG. 2. According to this figure, positive internal voltages indicate compressive stresses.

30 Le dépôt ZnNi sans polymère donne des contraintes de plus de 85 MPa au cours des premiers microns, puis les tensions diminuent pour atteindre 60 MPa à une épaisseur de 10 m, qui correspond à l'épaisseur de référence utilisée dans les essais. L'ajout de PVI dans le bain, et donc dans le dépôt, permet 35 de diminuer les contraintes internes. Dès l'introduction de 0,1 g/1 de PVI dans le bain, les tensions baissent de 20 MPa au départ.The ZnNi deposit without polymer gives stresses of more than 85 MPa during the first microns, then the voltages decrease to reach 60 MPa at a thickness of 10 m, which corresponds to the reference thickness used in the tests. The addition of PVI in the bath, and therefore in the deposit, makes it possible to reduce the internal stresses. As soon as 0.1 g / l of PVI was introduced into the bath, the voltages decreased by 20 MPa initially.

2906542 10 Cette diminution des tensions augmente avec l'augmentation de la concentration en polymère de la solution, jusqu'à atteindre 26 MPa pour le bain à 5 g/1 de PVI, pour une épaisseur de 10 m de dépôt.This decrease in tension increases with the increase in the polymer concentration of the solution, up to 26 MPa for the bath at 5 g / l PVI, for a thickness of 10 m deposition.

5 Exemple 3 : Des plaquettes d'acier doux sont recouvertes d'un dépôt de ZnNi composite à partir de bains d'électrodéposition formulés comme dans l'exemple 1, dans des conditions opératoires identiques. Ces plaquettes sont passivées dans une solution de conversion à base de chrome trivalent, à 60 C, pendant 1 minute, à pH 2, puis, après rinçage, elles sont recouvertes d'une couche de finition minérale, à pH 9, pendant 30 secondes. Les éprouvettes sont ensuite égouttées et séchées à 60 C pendant 15 minutes.Example 3: Mild steel plates are coated with a composite ZnNi deposit from electrodeposition baths formulated as in Example 1 under identical operating conditions. These platelets are passivated in a conversion solution based on trivalent chromium, at 60 ° C., for 1 minute, at pH 2, then, after rinsing, they are covered with a mineral topcoat, at pH 9, for 30 seconds. . The test pieces are then drained and dried at 60 ° C. for 15 minutes.

15 Avant de les tester au brouillard salin, les plaques subis-sent un étuvage de 10 minutes, à 180 C, afin d'améliorer leurs performances anticorrosion. Les performances des essais au brouillard salin sont ras-semblées dans le tableau suivant : 20 Teneur en PVI Zn Ni + PVI Sels Blancs > 5 % Sels Blancs Rouille rouge - 216 h. 480 h. > 720 h. 0,1 g/1 216 h. 648 h. > 720 h. 0,5 g/1 504 h. 696 h. > 720 h. 1 g/1 528 h. > 720 h. > 720 h. 5 g/1 > 720 h. > 720 h. > 720 h. La plaque avec le revêtement non composite (sans PVI) sert de référence. Les sels blancs apparaissent en 216 heures de B.S. Au vu des résultats, il apparaît que la résistance à la corro-25 Sion s'améliore avec la concentration en PVI dans le bain 2906542 Il d'électrodéposition, jusqu'à obtenir un dépôt sans corrosion blanche après 720 heures de test brouillard salin. 5Before testing them with salt spray, the plates are baked for 10 minutes, at 180 ° C., in order to improve their anticorrosion performance. The performance of the salt spray tests are summarized in the following table: 20 PVI content Zn Ni + PVI White salts> 5% White salts Red rust - 216 h. 480 h. > 720 h. 0.1 g / 1216 hrs. 648 hrs. > 720 h. 0.5 g / 1504 hrs. 696 hrs. > 720 h. 1 g / 1,528 h. > 720 h. > 720 h. 5 g / 1> 720 h. > 720 h. > 720 h. The plate with non-composite coating (PVI-free) is used as a reference. The white salts appear in 216 hours of BS. In view of the results, it appears that the resistance to corro-Sion improves with the concentration of PVI in the electroplating bath 2906542 II, until a corrosion-free deposit is obtained. white after 720 hours of salt spray test. 5

Claims (5)

REVENDICATIONS 1 ) Bain d'électrodéposition de zinc ou d'alliages zinc nickel sur un substrat conducteur présentant un pH acide et renfermant du chlorure de zinc et le cas échéant du chlorure de nickel de préférence sous forme hexahy- dratée, en solution aqueuse caractérisé en ce qu' il renferme : entre 0,1 et 30 g/1 de préférence entre 1 et 10 g/1 de polyvinylimidazol, au moins 10 g/1 et de préférence entre 10 et 60 g/1 de zinc, et le cas 10 échéant, au moins 5 g/1 et de préférence entre 10 et 50 g/1 de nickel.  1) Electroplating bath of zinc or of nickel-zinc alloys on a conductive substrate having an acidic pH and containing zinc chloride and, where appropriate, nickel chloride, preferably in hexahydrate form, in aqueous solution characterized in that it contains: between 0.1 and 30 g / l, preferably between 1 and 10 g / l of polyvinylimidazole, at least 10 g / l and preferably between 10 and 60 g / l of zinc, and where appropriate at least 5 g / l and preferably between 10 and 50 g / l of nickel. 2 ) Bain d'électrodéposition selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 15 il renferme au moins 90 g/1 de préférence entre 100 et 300 g/1 de chlorure.2) Electroplating bath according to Claim 1, characterized in that it contains at least 90 g / l, preferably between 100 and 300 g / l of chloride. 3 ) Bain d'électrodéposition selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, 20 caractérisé en ce qu' il présente un pH compris entre 4 et 6.3) Electroplating bath according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it has a pH of between 4 and 6. 4 ) Bain d'électrodéposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 25 caractérisé en ce qu' il renferme entre 2,5 et 60 g/1 de préférence entre 5 et 40 g/1 d'acide borique.4) Electroplating bath according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains between 2.5 and 60 g / l, preferably between 5 and 40 g / l of boric acid. 5 ) Bain d'électrodéposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 30 4, caractérisé en ce qu' il renferme au moins un agent de chélation de préférence choisi dans le groupe formé par les sels des acides hydroxycarboxiliques tels que les citrates, tartrates, glucanates et glycollates, les alcools aminés tels que la 35 triéthanolamine, les polyamines tels que l'éthylènediamine et les alcools polyhydroxylés tels que le sorbitol et la thiourée. 2906542 13 6 ) Bain d'électrodéposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu' il renferme entre 0,01 et 10 g/1 d'au moins un agent brillanteur de préfé- 5 rence choisi dans le groupe formé par les polyéthers, les acides carboxyliques aromatiques et leurs sels, les composés quaternaires de nicotinates, et les aldéhydes et les cétones aliphatiques ou aromatiques. 7 ) Bain d'électrodéposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu' il renferme des agents mouillants et/ou des affineurs de grains. 8 ) Bain d'électrodéposition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu' il a une température comprise entre 15 et 70 C, de préférence entre 15 et 40 C.205) Electroplating bath according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains at least one chelating agent preferably selected from the group consisting of salts of hydroxycarboxylic acids such as citrates, tartrates glucanates and glycollates, amino alcohols such as triethanolamine, polyamines such as ethylenediamine and polyhydric alcohols such as sorbitol and thiourea. 6) Electroplating bath according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it contains between 0.01 and 10 g / l of at least one brightener preferably selected from group formed by polyethers, aromatic carboxylic acids and their salts, quaternary compounds of nicotinates, and aliphatic or aromatic aldehydes and ketones. 7) Electroplating bath according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it contains wetting agents and / or grain refiners. 8) Electroplating bath according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it has a temperature between 15 and 70 C, preferably between 15 and 40 C. 20
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