WO1994013865A1

WO1994013865A1 - Procede pour moduler la mouillabilite a l'huile et a l'eau d'une piece chromee

Info

Publication number: WO1994013865A1
Application number: PCT/FR1993/001126
Authority: WO
Inventors: Bernard Sutter; Gérard VASSEUR; Jean Reby
Original assignee: Centre Technique Des Industries Mecaniques
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1993-11-17
Publication date: 1994-06-23
Also published as: FR2698887A1; FR2698887B1

Abstract

On peut moduler la mouillabilité à l'huile et la mouillabilité à l'eau d'une pièce chromée, grâce à un procédé de chromage électrolytique par courant pulsé avec inversion du courant en opérant avec les paramètres suivants: 20 A/dm2 ≤ densité de courant cathodique ≤ 200 A/dm2; 1 A/dm2 ≤ densité de courant anodique ≤ 5 x densité cathodique; 0,01 s ≤ durée des impulsions cathodiques ≤ 200 s; 10-3 s ≤ durée des impulsions anodiques ≤ 1 s; quantité de courant cathodique ≥ 5 x (quantité de courant anodique).

Description

PROCEDE POUR MODULER LA MOUILLABILITE A L 'HUILE ET A L 'EAU D 'UNE PIECE CHROMEE

L'invention concerne le chromage de pièces métalliques dont on souhaite moduler la mouillabilité vis-à-vis de l'huile et/ou de l'eau, ou d'un autre liqui¬ de. C'est le cas par exemple des plaques d'impres¬ sion offset.

Le document FR-A-2 081 148 fait connaître des plaques d'impression offset dont le dépôt de chrome est obtenu par courant puisé, en utilisant des durées d'im- pulsion anodiques typiquement supérieures à 1 seconde. Le chromage ainsi obtenu est hydrophile, alors que les chro- mages classiques à courant continu sont hydrophobes. Ce¬ pendant, ce document ne donne aucune indication sur la mouillabilité vis-à-vis de l'huile, alors que celle-ci joue un rôle important dans des applications telles que 1'impression offset et les pièces mécaniques en frotte¬ ment.

D'autre part, le brevet français FR-A-2 586 711 au nom du CETIM a fait connaître de façon générale un nouveau procédé de chromage électrolytique par courant puisé avec inversion de courant, réalisé dans des condi¬ tions particulières, grâce auquel on obtient des dépôts de chrome non fissurés et résistant a la corrosion. Mais ce document est muet sur les questions de mouillabilité vis-à-vis de l'huile et/ou de l'eau.

Or, on a maintenant découvert avec surprise qu'on pouvait dans certaines conditions moduler les mouillabi- lités respectives du chrome vis-à-vis de l'huile et de 1'eau en utilisant un procédé de chromage électrolytique par courant puisé avec inversion de courant, dans les conditions suivantes : le = densité de courant cathodique moyenne la = densité de courant anodique moyenne le courant étant continu, hachuré ou à fond con¬ tinu avec surimposition d'un signal périodique Te = durée des impulsions cathodiques Ta = durée des impulsions anodiques Qc = quantité de courant cathodique Qa = quantité de courant anodique dans les relations suivantes : 0,01s <: Te <: 100 s 10-³s ^ Ta <: 1 s 20A/dm² $ le <: 200A/dm² lA/dm^{2 •}<: la ^ 5 le

où ss = seconde A/dm² = Ampère par décimètre carré de surface d'électrode dt = Dérivée du temps en seconde C/dm= = Coulomb par décimètre carré de surface d'électrode, la modulation se faisant en jouant sur les paramètres Ta et Te et/ou la et le.

Il est en effet apparu qu'en opérant dans les conditions précitées, on peut sélectivement obtenir une mouillabilité bonne ou mauvaise distincte pour l'eau et l'huile.

Sans que 1'invention puisse être limitée par des tentatives d'explication, on pense que cette différence s'explique en partie par ce qui suit. On s'est en effet aperçu que le chromage tradi¬ tionnel entraînait, pour des épaisseurs de dépôt sur acier au-dessus de 2 à 3 micromètres, la formation de no¬ dules bourgeonnants de chrome très dur qui altèrent l'état de surface. De façon surprenante, le chromage par courants puisés conduit à une diminution importante de la taille des nodules ainsi qu'à une finesse de grain plus grande, par comparaison avec le chromage classique. En fait, au lieu de nodules bourgeonnants disposés en chapelets, on a plutôt affaire à des cristaux répartis régulièrement, très affinés et beaucoup plus nombreux.

Toutefois, si la structure est fine à l'échelle du micromètre, une observation poussée à l'échelle du dixième de micromètre montre un état tourmenté, avec la création d'espaces capillaires qui jouent probablement un rôle déterminant dans le comportement de la surface vis- à-vis des liquides.

La différence de tension superficielle entre l'huile et l'eau pourrait alors se traduire par la mouil- labilité sélective qui est au coeur de l'invention.

On a conduit les essais rapportés au tableau I ci-après.

Pour ces essais, on a choisi la = le = 30A/dm², ce qui représente une valeur moyenne courante. Le tableau indique, pour chaque essai, les valeurs de Ta et Te, la vitesse de dépôt (en μm/h ) , le temps d'obtention d'un dé¬ pôt de 5 um (en min), l'épaisseur du dépôt au terme de l'essai (en im), la mouillabilité à l'huile (mesurée en mm du diamètre de tache), la mouillabilité à l'eau (indi- ce de 0 à 10) et une appréciation concernant la présence et le nombre de nodules, en observant la surface, d'une part, avec une caméra vidéo (grossissement : x 500) et, d'autre part, avec un microscope optique (grossissement : x 700), grâce à quoi on a attribué une cotation entre 0 et 4, Où 0 indique que des nodules sont présents et 4 in- dique qu'il n'y a pas de nodules.

On a reporté les résultats concernant la mouilla¬ bilité à l'huile, la mouillabilité à l'eau et la présence de nodules sur les graphiques des figures 1 à 3 portant en abscisse Ta et en ordonnées Te, à échelle logarithmi¬ que. On a hachuré les zones sortant du domaine de l'in¬ vention. A l'intérieur de celui-ci, on constate qu'il est possible de tracer des courbes de niveau.

-La figure 1 montre bien qu'au sein du domaine opératoire limité notamment par Ta < ls et Te < 100 s et Qc > 5Qa, des courbes de niveau définissent des domaines emboîtés où la mouillabilité vis-à-vis de l'huile peut être modulée, de 4 à plus de 7 (ce chiffre mesurant le diamètre en mm de taches déposées par une procédure spécifique. A titre de comparaison, un chromage en cou¬ rant continu a donné la valeur 4, 6 mm). La comparaison entre la figure 1 et la figure 3 qui est représentative du nombre de nodules en surface montre une analogie frappante, qui semble indiquer que la mouillabilité à l'huile est assez directement liée à l'état de surface en termes de nodules.

Au contraire, et de façon surprenante, la figure 2 où la mouillabilité par l'eau a été représentée par des indices allant de 0 à 10 selon que la surface est non mouillable à très mouillable (un chromage par courant continu a obtenu 1*indice 2) , montre une répartition très différente des courbes de niveau. Il s'ensuit qu'en jouant sur les paramètres, on peut obtenir sélectivement une mouillabilité différente vis-à-vis de l'huile et de 1'eau.

A titre d'exemple, le point repéré X sur les figures 1 et 2 (Ta = 10 ms ; Te = 30 s) présente une excellente mouillabilité à l'huile (7,2) et une faible mouillabilité à l'eau (2). TABLEAU I

Claims

REVENDICATION

1 . Procédé pour moduler la mouillabilité à l'huile et la mouillabilité à l'eau d'une pièce chromée, caractérisé en ce qu'on utilise un procédé de chromage électrolytique par courant puisé avec inversion du cou- rant en opérant avec les paramètres suivants.

.le = densité de courant cathodique moyenne la = densité de courant anodique moyenne le courant étant continu, hachuré ou à fond con¬ tinu avec surimposition d'un signal périodique Te = durée des impulsions cathodiques

Ta = durée des impulsions anodiques Qc = quantité de courant cathodique Qa = quantité de courant anodique dans les relations suivantes :

OU S = seconde

A/dm^: = Ampère par décimètre carré de surface d'électrode dt = Dérivée du temps en seconde C/dm² = Coulomb par décimètre carré de surface d'électrode.