FR2616811A3 - Process for electrolytic deposition of metal on articles of revolution and apparatus for its use - Google Patents

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Abstract

The surface of the cathode article to be coated is subjected to a continuous brushing action during the deposition operation. The apparatus for using this process comprises a series of brushing members 3 arranged in parallel to the axis 7, 15 of the article 2 to be coated; these brushing members are designed so as to perform a continuous brushing action on the surface of the said cathode article during the deposition operation.

Description

PROCEDE DE DEPOT ELECTROLYTIQUE DE METAL SUR DES PIECES
DE REVOLUTION ET APPAREILLAGE POUR SA MISE EN OEUVRE
La présente invention concerne un procédé de dépôt électrolytique de métal sur des pièces de révolution ainsi que l'appareillage pour la mise en oeuvre de ce procédé.
METHOD FOR ELECTROLYTIC DEPOSITION OF METAL ON PARTS
OF REVOLUTION AND APPARATUS FOR ITS IMPLEMENTATION
The present invention relates to a process for the electrolytic deposition of metal on parts of revolution as well as the apparatus for implementing this process.

On connaît les difficultés nombreuses auxquelles on se heurte quand on désire obtenir par voie électrolytique des dépôts métalliques de qualité irréprochable tant à l'intérieur qu'à l'extérieur des pièces de révolution, notamment des pièces de moyennes et grandes dimensions. We are aware of the numerous difficulties encountered when it is desired to obtain, by electrolytic means, metallic deposits of impeccable quality both inside and outside of the parts of revolution, in particular parts of medium and large dimensions.

C'est ainsi que l'on constate souvent l'apparition de piqûres dans la couche déposée, piqûres dues à l'adhérence des gaz et de l'hydrogène. This is how we often see the appearance of pitting in the deposited layer, pitting due to the adhesion of gases and hydrogen.

Il peut se produire également des dépôts de grains, de nodules ou d'impuretés sur les surfaces revêtues ; enfin, les dépôts eux-mêmes peuvent présenter des inclusions. There may also be deposits of grains, nodules or impurities on the coated surfaces; finally, the repositories themselves may have inclusions.

Plusieurs techniques ont déjà été proposées pour remédier à ces défauts extrêmement gênants pour les performances finales des pièces revêtues : agitation des pièces dans le bain ou agitation du bain à la surface de la pièce par brassage à l'air comprimé; introduction dans le bain de différents agents mouillants ou additifs ehimiques. Several techniques have already been proposed to remedy these extremely troublesome defects for the final performance of the coated parts: agitation of the parts in the bath or agitation of the bath on the surface of the part by stirring with compressed air; introduction into the bath of various wetting agents or chemical additives.

La présente invention s'est donné pour objet de proposer un nouveau procédé de dépôt électrolytique assurant l'obtention, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur des pièces de révolution, de couches métalliques de qualité irréprochable. The object of the present invention is to propose a new electrolytic deposition process ensuring the obtaining, both inside and outside of the parts of revolution, of metallic layers of impeccable quality.

La Demanderesse a découvert que l'on pouvait parvenir à ce- résultat en soumettant la surface des pièces à revêtir, au cours même du traitement d'électrolyse, à l'action continue d'organes de brossage. The Applicant has discovered that this result could be achieved by subjecting the surface of the parts to be coated, even during the electrolysis treatment, to the continuous action of brushing members.

Il s'agit là d'un procédé original et dont la mise en oeuvre va à l'encontre de nombreux principes généralement admis. This is an original process and the implementation of which goes against many generally accepted principles.

On sait, en effet, que l'un des principaux soucis de l'homme du métier était jusqu'à présent d'éviter tout contact de la couche en cours de dépôt avec quelque objet que ce soit, cette couche étant estimée comme spécialement fragile. We know, in fact, that one of the main concerns of those skilled in the art has hitherto been to avoid any contact of the layer being deposited with any object whatsoever, this layer being considered to be especially fragile. .

On aurait donc pu penser que l'action des poils des organes de brossage serait susceptible d'endommager cette couche. One would therefore have thought that the action of the bristles of the brushing members could damage this layer.

L'homme du métier pouvait craindre, par ailleurs, que les poils des organes de brossage constituent, par leur présence même, un écran interrompant le champ électrique d'électrolyse.  Those skilled in the art could fear, moreover, that the bristles of the brushing members constitute, by their very presence, a screen interrupting the electric field of electrolysis.

Enfin, on pouvait redouter le risque d'introduction, dans le bain d'électrolyse, d'éléments polluants se trouvant à la surface du bain, ce qui aurait pu nuire à la propreté de la surface à revêtir, propreté indispensable à la réalisation de dépôt électrolytique uniforme. Finally, it was possible to fear the risk of introducing polluting elements found on the surface of the bath into the electrolysis bath, which could have adversely affected the cleanliness of the surface to be coated, cleanliness essential for the realization of uniform electroplating.

Toutes ces craintes se sont révélées sans fondement et le procédé selon l'invention permet d'obtenir des couches métalliques d'une régularité parfaite, dépourvues de piqûres et d'inclusions. All these fears have proven to be unfounded and the method according to the invention makes it possible to obtain metal layers of perfect regularity, free from pitting and inclusions.

Ce procédé de dépôt électrolytique de métal sur des pièces de révolution constituant la partie cathode du système est caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la surface de la pièce-cathode à revêtir, pendant l'opération de dépôt, à une action de brossage continue. This method of electrolytic deposition of metal on parts of revolution constituting the cathode part of the system is characterized in that it consists in subjecting the surface of the cathode part to be coated, during the deposition operation, to a brushing action keep on going.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'action de brossage continue s'exerce sur la surface extérieure de la pièce de révolution animée d'un mouvement de rotation autour de son axe disposé en position horizontale. According to one embodiment of the invention, the continuous brushing action is exerted on the outer surface of the part of revolution animated by a rotational movement around its axis arranged in a horizontal position.

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'action de brossage continue s'exerce sur la surface intérieure de la pièce de révolution. According to another embodiment of the invention, the continuous brushing action is exerted on the interior surface of the part of revolution.

L'action de brossage continue s'exerce avantageusement selon un mouvement alternatif parallèle à l'axe de la pièce de révolution. The continuous brushing action is advantageously carried out according to an alternating movement parallel to the axis of the part of revolution.

L'appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qui est essentiellement constitué d'une cuve renfermant le bain d'électrolyte, d'au moins une anode, de la pièce de révolution constituant la cathode, de moyens de circulation du bain d'électrolyte, de moyens de mise en place et/ou de rotation de la cathode ainsi que de moyens commandant la fourniture du courant d'électrolyse à l'anode et à la cathode, est caractérisé en ce qu'il comporte une série d'organes de brossage disposés parallèlement à l'axe de la pièce à revêtir et prévus de façon à exercer une action de brossage continue sur la surface de ladite pièce cathode durant l'opération de dépôt. The apparatus for implementing the method according to the invention, which essentially consists of a tank containing the electrolyte bath, of at least one anode, of the part of revolution constituting the cathode, of circulation means of the electrolyte bath, of means for placing and / or rotating the cathode as well as means controlling the supply of the electrolysis current to the anode and to the cathode, is characterized in that it comprises a series of brushing members arranged parallel to the axis of the part to be coated and provided so as to exert a continuous brushing action on the surface of said cathode part during the deposition operation.

Ces organes de brossage sont avantageusement reliés à un mécanisme leur communiquant un mouvement de déplacement alternatif parallèlement à l'axe de la pièce cathode. These brushing members are advantageously connected to a mechanism communicating to them an alternative movement of movement parallel to the axis of the cathode part.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les organes de brossage sont reliés à un mécanisme leur communiquant un mouvement de rotation autour de l'axe de la pièce cathode. According to one embodiment of the invention, the brushing members are connected to a mechanism communicating to them a rotational movement around the axis of the cathode part.

Les organes de brossage sont réalisés en un matériau inerte
vis-à-vis du bain d'électrolyte.
The brushing members are made of an inert material
vis-à-vis the electrolyte bath.

Le procédé selon l'invention est spécialement adapté à l'obtention, par électrolyse, de dépôts métalliques sur des pièces de révolution de moyennes et grandes dimensions, telles que arbres, vérins, cylindres ; il convient également au dépôt électrolytique à l'intérieur de pièces de révolution, telles que les alésages, tubes rodés, corps de vérins. The method according to the invention is specially adapted for obtaining, by electrolysis, metallic deposits on parts of revolution of medium and large dimensions, such as shafts, jacks, cylinders; it is also suitable for electroplating inside parts of revolution, such as bores, ground tubes, cylinder bodies.

Le procédé selon l'invention sera mieux compris et ses avantages ressortiront bien de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple non limitatif deux modes de réalisation de l'appareillage selon l'invention:
Figure 1 est une représentation schématique en coupe d'un appareillage convenant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour le revêtement électrolytique de la surface extérieure de pièces de révolution
Figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un appareillage convenant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour le revêtement électrolytique de la surface intérieure des pièces de révolution.
The method according to the invention will be better understood and its advantages will emerge clearly from the description which follows with reference to the appended schematic drawing showing by way of nonlimiting example two embodiments of the apparatus according to the invention:
Figure 1 is a schematic sectional representation of an apparatus suitable for implementing the method according to the invention for the electrolytic coating of the outer surface of parts of revolution
Figure 2 is a schematic sectional representation of an apparatus suitable for implementing the method according to the invention for the electrolytic coating of the inner surface of the parts of revolution.

Sur les figures, la pièce à revêtir est désignée par 2, les organes de brossage par 3 et le bain de dépôt électrolytique par 4. In the figures, the part to be coated is designated by 2, the brushing members by 3 and the electrolytic deposition bath by 4.

Les appareillages ne sont représentés que de façon très schématique aux figures l et 2 ; il s'agit, en effet, d'appareillages classiquement utilisés pour le dépôt électrolytique de métal sur des pièces de révolution. The devices are only shown very schematically in Figures 1 and 2; it is, in fact, apparatus conventionally used for the electrolytic deposition of metal on parts of revolution.

Ces appareillages sont essentiellement constitués d'une cuve 5 destinée à recevoir le bain d'électrolyte 4, qui peut être, par exemple, un bain de nickelage de Watt. These devices essentially consist of a tank 5 intended to receive the electrolyte bath 4, which can be, for example, a Watt nickel plating bath.

Cette cuve 5 est, dans le mode de réalisation représenté à la figure l, équipée de supports de rotation 6 type berceau prévus pour recevoir les extrémités d'un arbre 7 supportant la pièce à revêtir, en l'espèce un vérin hydraulique 2 qui constituera la cathode du système. This tank 5 is, in the embodiment shown in FIG. 1, equipped with cradle-type rotation supports 6 designed to receive the ends of a shaft 7 supporting the part to be coated, in this case a hydraulic cylinder 2 which will constitute the system cathode.

Un accouplement d'entraînement 8, relié à un moto-réducteur 9, assure l'entraînement en rotation de la pièce 2 autour de l'arbre 7. A drive coupling 8, connected to a gear motor 9, drives the part 2 in rotation around the shaft 7.

L'amenée du courant cathodique à la pièce-cathode 2 est assurée par le collecteur 10 relié à une source de courant continu (non représentée). The cathode current supplied to the cathode part 2 is provided by the collector 10 connected to a direct current source (not shown).

Des anodes (non représentées au dessin) reliées également à la source de courant continu sont placées dans la cuve 5 à tout emplacement convenable. C'est ainsi qu'elles peuvent être placées de part et d'autre de la pièce-cathode 2 sur des supports parallèles à l'arbre 7. Anodes (not shown in the drawing) also connected to the DC source are placed in the tank 5 at any suitable location. This is how they can be placed on either side of the cathode part 2 on supports parallel to the shaft 7.

Il est, par ailleurs, prévu un moyen de brassage mécanique du bain d'électrolyte 4. Dans les modes de réalisation représentés aux figures, ce moyen de brassage est constitué par une rampe Il de distribution d'air comprimé, reliée à une source d'alimentation (non représentée). There is, moreover, provided a means of mechanical stirring of the electrolyte bath 4. In the embodiments shown in the figures, this stirring means is constituted by a ramp II for distributing compressed air, connected to a source of 'food (not shown).

Ce brassage mécanique du bain pourrait bien évidemment être assuré par tout moyen convenable et notamment par l'intermédiaire de pompes. This mechanical mixing of the bath could obviously be ensured by any suitable means and in particular by means of pumps.

Selon l'invention, l'appareillage est, en outre, équipé d'une série d'organes de brossage 3, solidaires d'un bras-support 12 disposé parallèlement à l'arbre 7 supportant la pièce-cathode 2 à une distance telle que l'extrémité des poils des organes de brossage 3 soit susceptible d'exercer une légère pression sur. la surface de la pièce 2. According to the invention, the apparatus is further equipped with a series of brushing members 3, integral with a support arm 12 disposed parallel to the shaft 7 supporting the cathode part 2 at a distance such that the end of the bristles of the brushing members 3 is likely to exert a slight pressure on. the surface of the room 2.

Le support 12 peut être prévu déplaçable en translation dans la direction de l'axe vertical de la cuve 5 sous l'action de moyens moteurs (non représentés), afin de maintenir les organes de brossage 3 en position haute, notamment au moment du placement de la pièce 2. The support 12 can be provided movable in translation in the direction of the vertical axis of the tank 5 under the action of motor means (not shown), in order to maintain the brushing members 3 in the high position, in particular at the time of placement from room 2.

I1 est, par ailleurs, prévu des moyens 13 assurant le déplacement alternatif du support 12 par rapport à l'axe horizontal de la cuve, ce qui permet d'animer les organes de brossage d'un mouvement de va-et-vient parallèlement à l'axe de rotation de la pièce 2. Sur le mode de réalisation représenté au dessin, ces moyens 13 sont constitués d'un système bielle-manivelle, sans que ceci constitue une limitation à l'invention. I1 is, moreover, provided with means 13 ensuring the alternating movement of the support 12 relative to the horizontal axis of the tank, which allows the brushing members to move back and forth parallel to the axis of rotation of the part 2. In the embodiment shown in the drawing, these means 13 consist of a rod-crank system, without this constituting a limitation to the invention.

L'ensemble des organes de brossage peut être solidaire de la cuve, ou introduit dans celle-ci après immersion de la pièce 2. All of the brushing members can be integral with the tank, or introduced into the latter after immersion of the part 2.

Le mode de réalisation de l'appareillage représenté à la figure -2 est plus spécialement prévu pour le dépôt électrolytique de métal à l'intérieur des pièces de révolution. The embodiment of the apparatus represented in FIG. -2 is more especially intended for the electrolytic deposition of metal inside the parts of revolution.

Dans ce mode de réalisation, les organes exerçant une fonction similaire à celle qu'ils exercent dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 porteront les mêmes références. In this embodiment, the bodies exercising a function similar to that which they exercise in the embodiment shown in FIG. 1 will bear the same references.

Dans cet appareillage, l'ensemble des organes de brossage 3 est disposé à l'intérieur de l'alésage. In this apparatus, all of the brushing members 3 are disposed inside the bore.

La pièce-cathode 2, placée en position verticale, est fixe et maintenue en position par les organes 14. The cathode part 2, placed in a vertical position, is fixed and held in position by the members 14.

Les organes de brossage 3, rendus solidaires de l'arbre 15, sont animés d'un mouvement rotatif autour de l'axe vertical de la pièce 2. The brushing members 3, made integral with the shaft 15, are rotated around the vertical axis of the part 2.

I1 peut être également prévu, comme dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, d'animer les organes de brossage 3 d'un mouvement de va-et-vient par rapport à l'axe vertical par l'intermédiaire de moyens de déplacement (non représentés). I1 can also be provided, as in the embodiment shown in FIG. 1, to animate the brushing members 3 with a back-and-forth movement relative to the vertical axis by means of means of displacement (not shown).

L'ensemble des organes de brossage -ou l'ensemble organes de brossage-anodes- peut être disposé à l'intérieur de l'alésage, avant l'immersion de la pièce 2 dans l'électrolyte. The set of brushing members -or the brushing-anode assembly may be arranged inside the bore, before the part 2 is immersed in the electrolyte.

L'exemple suivant permettra d'illustrer l'invention sans nullement la limiter. The following example will illustrate the invention without in any way limiting it.

Le dispositif, représenté à la figure 1, a été utilisé pour le nickelage en bain de Watt de la surface exterieure d'un vérin hydraulique. The device, shown in FIG. 1, was used for nickel plating in Watt baths on the external surface of a hydraulic cylinder.

Les conditions d'électrolyse étaient les suivantes
L'électrolyte est constitué d'une solution aqueuse de sulfate de nickel, chlorure de nickel et d'acide borique. Le pH est légèrement acide et maintenu entre 3 et 4. La température du bain est de 50"C et la densité du courant d'électrolyse est de 5 ampères par décimètre carré.
The electrolysis conditions were as follows
The electrolyte consists of an aqueous solution of nickel sulfate, nickel chloride and boric acid. The pH is slightly acidic and maintained between 3 and 4. The bath temperature is 50 "C and the density of the electrolysis current is 5 amperes per square decimeter.

Pour ce dépôt aucun additif organique tel que mouillant ou antipiqûre n'est utilisé
Le vérin 2 est immergé dans le bain d'électrolyse et mis en rotation.
For this deposit, no organic additive such as wetting or anti-bite is used
The cylinder 2 is immersed in the electrolysis bath and rotated.

Les organes de brossage 3, équipés de poils en polypropylène, sont appliqués sur la pièce 2 en rotation avec une pression comprise entre 3 et 5 kg/dm2 ; ils sont animés, par ailleurs, d'un déplacement alternatif sur une période de cinq à dix secondes avec une amplitude de 15 à 20 centimètres. The brushing members 3, fitted with polypropylene bristles, are applied to the rotating part 2 with a pressure of between 3 and 5 kg / dm2; they are also animated by an alternative movement over a period of five to ten seconds with an amplitude of 15 to 20 centimeters.

On obtient un revêtement d'une épaisseur de 150 microns parfaitement régulière et dépourvu de tout défaut de surface.  We obtain a coating with a thickness of 150 microns perfectly regular and free from any surface defect.

Claims (10)

- REVENDICATIONS  - CLAIMS 1- Procédé de dépôt électrolytique de métal sur des pièces de révolution constituant la partie cathode du système, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la surface de la pièce cathode à revêtir, pendant l'opération de dépôt, à une action de brossage continue. 1- Method of electrolytic deposition of metal on parts of revolution constituting the cathode part of the system, characterized in that it consists in subjecting the surface of the cathode part to be coated, during the deposition operation, to a brushing action keep on going. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action de brossage continue s'exerce sur la surface extérieure de la pièce de révolution animée d'un mouvement de rotation autour de son axe 2- A method according to claim 1, characterized in that the continuous brushing action is exerted on the outer surface of the part of revolution animated by a rotational movement around its axis 3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action de brossage continue s'exerce sur la surface intérieure de la pièce de révolution. 3- A method according to claim 1, characterized in that the continuous brushing action is exerted on the inner surface of the part of revolution. 4- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce de révolution reste fixe et en ce que les organes de brossage continu sont animés d'un mouvement de rotation autour de l'axe de la pièces  4- A method according to claim 3, characterized in that the part of revolution remains fixed and in that the continuous brushing members are driven in a rotational movement around the axis of the parts 5- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé ers ce que l'action de brossage continue s'exerce selon un mouvement alternastH parallèle à l'axe de rotation de la pièce de révolution. 5- Method according to one of claims 1 to 4, characterized ers that the continuous brushing action is exerted in an alternastH movement parallel to the axis of rotation of the part of revolution. 6- Appareillage prévu pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, essentiellement constitué d'une cuve (5) renfermant le bain d'électrolyte (4), d'au moins une anode, de la pièce de révolution (2) constituant la cathode, de moyens de circulatiore du bain d'électrolyte, de moyens de mise en place (14) et/ou de rotation (6) de la cathode, ainsi que de moyens (10) commandant la fourniture du courant d'électrolyse à l'anode et à la cathode, caractérisé en ce qu'il comporte une série d'organes de brossage (3) disposés parallèlement à lirae (7,15) de la pièce (2) à revêtir et en ce que ces organes de brossage scnm prévus de façon à exercer une action de brossage continue sur la surface de ladite pièce cathode durant l'opération de dépôt. 6- Apparatus provided for the implementation of the method according to any one of claims 1 to 5, essentially consisting of a tank (5) containing the electrolyte bath (4), at least one anode, the part of revolution (2) constituting the cathode, means for circulating the electrolyte bath, means for placing (14) and / or rotating (6) the cathode, as well as means (10) controlling the supply of the electrolysis current to the anode and to the cathode, characterized in that it comprises a series of brushing members (3) arranged parallel to the line (7, 15) of the part (2) to be coated and in that these scnm brushing members provided so as to exert a continuous brushing action on the surface of said cathode part during the deposition operation. 7- Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les organes de brossage sont reliés à un mécanisme (13) leur communiquant ',,' mouvement de déplacement alternatif parallèlement à l'axe (7,15) de la pièce cathode (2). 7- Apparatus according to claim 6, characterized in that the brushing members are connected to a mechanism (13) communicating them ',,' reciprocating movement movement parallel to the axis (7.15) of the cathode part (2 ). 8- Appareillage selon les revendications 6 et 7, caractérisé en. oe que les organes de brossage (3) sont reliés à un mécanisme (9) leur communiquant un mouvement de rotation autour de l'axe de la pièce cathode. 8- Apparatus according to claims 6 and 7, characterized in. oe that the brushing members (3) are connected to a mechanism (9) communicating to them a rotational movement around the axis of the cathode part. 9- Appareillage selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les organes de brossage (3) sont réalisés en un matériau inerte vis-à-vis du bain d'électrolyte. 9- Apparatus according to one of claims 6 to 8, characterized in that the brushing members (3) are made of a material inert to the electrolyte bath. 10- Appareillage selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (11) de brassage mécanique du bain d'électrolyse.  10- Apparatus according to one of claims 6 to 9, characterized in that it comprises a means (11) of mechanical stirring of the electrolysis bath.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR667687A (en) * 1928-01-30 1929-10-19 Improvements to the apparatus of galvanostegic metallization tanks
GB469689A (en) * 1936-02-24 1937-07-30 Arthur Ivor Wynne Williams Improvements in the electrodeposition of metals
US4210497A (en) * 1977-02-08 1980-07-01 Wave Energy Development I Vastmanland Aktiebolag Method for providing a surface coating on the wall in a cavity by means of electrolytic plating and the surface coating produced by the method

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