LU83102A1 - Procede de depot electrolytique de chrome au moyen d'un bain de chrome trivalent - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procédé de dépôt électrolytique de chrome au moyen d'un bain de chrome trivalent.

Le dépôt électrolytique de chrome ou chromage est réalisé généralement par l'électrolyse d'une solution aqueuse d'acide chromique 5 concentré (chrome hexavalent) en présence d'ions catalyseurs (du type sulfates ou fluorures).

Ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients bien connus. L'un de ces inconvénients est la haute toxicité de l'acide chromique qui impose, pour respecter les règles d'hygiène et de sécurité du tra-10 vail, un aménagement particulier et coûteux des ateliers pour assainir les vapeurs issues des cuves de chromage au cours de l'électrolyse et surtout un Λ traitement complexe des effluents (bains, eaux de rinçage, etc. . ). Par ailleurs ^ le rendement en courant obtenu avec ce procédé est très moyen (toujours infé rieur à 30 %). En outre ce procédé entraîne des pertes en élément chrome 15 très élevées, par exemple lors des rinçages des pièces chromées ou lors du renouvellement des bains de chromage, à cause de la concentration élevée en chrome hexavalent du bain.

De nombreuses modifications de ce type de bain ont été proposées en vue d'en augmenter les performances, notamment en ce qui 20 concerne le rendement en courant de l'électrolyse et la qualité des dépôts.

Plus récemment on a envisagé d'autres procédés qui utilisent, comme électrolyte, du chrome trivalent en solution organique ou mi-aqueuse mi-organique, avec en général une séparation des compartiments A anodique et cathodique. Ces procédés, utilisant du chrome trivalent comme 25 électrolyte, présentent toutefois à leur tour des inconvénients car ils sont soit peu performants (adhérence du dépôt de chrome limitée, épaisseur dépo-sable en général inférieure à 3 microns, rendement en courant faible), soit coûteux car ils utilisent des solvants organiques de prix de revient élevé, ce qui anihile l'économie provenant de conditions d'exploitation plus simples 30 qu'avec le chrome hexavalent, soit encore limités dans leurs possibilités de chromage de pièces complexes (à cause de la séparation nécessaire des compartiments anodique et cathodique).

La présente invention vise à remédier aux inconvénients dssprocédés connus utilisant, comme électrolyte, du chrome trivalent, grâce 35 à des moyens particulièrement simples.

A cet effet ce procédé de dépôt électrolytique de chrome » 2 ! au moyen d'un bain de chrome trivalent est caractérisé en ce qu'on utilise, en tant que solution d'électrolyse, une solution obtenue par réduction ménagée, /tel que le méthanol, par un agent réducteur du type alcool/en large excès, de l'acide chromique en milieu sulfurique, et par dilution ultérieure de cette solution avec de l'eau sans j. adjonction indispensable‘de produits additionnels, et on réalise l'électrolyse sans séparation des compartiments anodique et cathodique sous une différence de potentiel anode-cathode supérieure à 6 volts, la densité de courant cathodique étant de l'ordre de 10 à 40 ampères par dm^, la concentration en chrome trivalent pouvant varier de 0, 1 à 1 ion-gramme par litre et le pH de 1 à 1,5.

La teneur en chrome trivalent du bain est très largement 10 inférieure à celle du bain actuel de chrome hexavalent ou trivalent. Dans une application particulière non limitative du procédé suivant l'invention, on a constaté que l'on obtenait les meilleurs résultats avec une solution d'électro-"· lyse contenant environ 0,2 ion-gramme par litre de chrome trivalent.

L'anode utilisée est constituée d'un métal permettant le 15 moins possible la formation de chrome hexavalent par oxydation anodique. En effet à partir d'une certaine concentration dans le bain, le chrome hexavalent gêne considérablement le dépôt tant sur le plan de la qualité (dépôt granuleux mais adhérent) que de la quantité (rendement cathodique en nette diminution). Les essais de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention avec des anodes 20 en platine ou en nickel permet d'obtenir d'excellents résultats.

On a pu ainsi obtenir un rendement intrinsèque en courant supérieur à 30 % pour un pH de l'ordre de 1, 3 et pour une température d'environ 20°C, une vitesse de déposition supérieure à 1 micron par minute pour I une électrolyse de durée cinq minutes et une déposition de chrome d'excellent 25 aspect sur différents matériaux et notamment le zinc.

Le procédé de dépôt électrolytique suivant l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés connus jusqu'à ce jour.

En premier lieu, par rapport au bain de chromage 30 connu et préparé à partir de chrome trivalent, il permet d'atteindre un prix de revient du bain nettement inférieur du fait de son extrême simplicité. En outre, comme on l'a vu précédemment, le rendement en courant est supérieur à ceux obtenus jusqu'à présent. La teneur du bain en chrome métal est plus faible et ceci donne lieu à une perte moins élevée en chrome lors 35 des rinçages et par suite de l'entraînement mécanique inévitable dû aux pièces à chromer. Lors du renouvellement des bains usagés, la quantité de 3 * chrome perdu, sous forme de déchets, est moins importante, pour un même volume de solution utilisée. Par rapport à la plupart des bains de chromage, l'absence de séparation des compartiments anodique et cathodique permet un chromage de pièces complexes. Le procédé suivant l'invention permet éga-5 lement de déposer des épaisseurs de chrome métal de quelques dizaines de microns tout en conservant un aspect lisse et brillant, La coloration et la présentation du dépôt est tout à fait comparable à ceux obtenus à partir de bains de chrome hexavalents.

Par rapport aux bains de chromage préparés à partir de 10 chrome hexavalent, les avantages qu'offre le procédé suivant l'invention sont les suivants : les conditions de fonctionnement sont très peu différentes de >. celles employées pour les bains de chrome hexavalents. Le rendement intrin sèque en courant est supérieur à 30 %, ce qui conduit, à une économie importante de la quantité d'énergie utilisée par rapport aux bains de chrome hexa-15 valent (ce rendement en courant élevé est doublé puisque le métal est réduit non du degré d'oxydation six mais trois). Les problèmes de toxicité et de traitement des effluents sont notablement réduits. Le procédé tolère l'interruption du courant électrique. Dans certaines conditions, il permet le rechromage de pièces et le dépôt de chrome métal sur une grande variété de matériaux 20 et en particulier sur le zinc. Enfin il est possible d'appliquer le procédé suivant l'invention aux bains usuels de chromage (chrome hexavalent) lorsqu'ils sont arrivé à leur terme de fonctionnement.

4, T.

Claims (4)

1. Procédé de dépôt électrolytique de chrome au moyen d'un bain de chrome trivalent, caractérisé en ce qu'on utilise, en tant que solution d'électro-lyse, une solution'obtenue par réduction ménagée, par un agent réduc- 5 teur du type alcool tel que le méthanol, en large excès, de l'acide chro- mique en milieu sulfurique, et par dilution ultérieure de cette solution avec de l'eau, sans adjonction indispensable de produits additionnels,et ai réalise l^électrolyse sans séparation cfes conpartimenisanodique et cathodique sous une différence de potentiel anode-cathode supérieure à 6 volts, la densité du courant cathodique étant de l'ordre de 10 à 40 ampères par v dm^.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la solution d'électrolyse contient de 0, 1 à 1 ion-gramme par litre <fe chrome triaient.

3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé 15 en ce que l'anode est réalisée en un métal permettant le moins possible la formation de chrome hexavalent dans l'oxydation anodique.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'anode est en platine ou en nickel. *