FR2935714A1 - METHOD FOR COLORING A METAL PIECE - Google Patents

Abstract

Le procédé de coloration d'une pièce métallique (1) de l'invention permet d'associer la couleur de la pièce (1) à ses cotes. Pour la mise en oeuvre de ce procédé: - dans une première étape, on décape la pièce (1) pour préparer sa surface à une oxydation et, - dans une deuxième étape, on oxyde la pièce (1) pour la colorer. Le procédé est caractérisé par le fait qu'on cesse le décapage avant que les cotes de la pièce (1) ne soient modifiées. Grâce au procédé de l'invention, on obtient de manière simple et reproductible une pièce de cotes déterminées.The method of coloring a metal part (1) of the invention makes it possible to associate the color of the part (1) with its dimensions. For carrying out this process: in a first step, the part (1) is scoured to prepare its surface for oxidation and, in a second step, the part (1) is oxidized to color it. The method is characterized in that the stripping is stopped before the dimensions of the part (1) are changed. Thanks to the process of the invention, a piece of determined dimensions is obtained in a simple and reproducible manner.

Description

Procédé de coloration d'une pièce métallique Method of coloring a metal part

L'invention concerne un procédé de coloration d'une pièce métallique. The invention relates to a method for coloring a metal part.

L'électrolyse est un procédé par lequel une réaction chimique est activée par l'application d'un potentiel électrique entre deux électrodes plongées dans un électrolyte (qui est un milieu liquide conducteur ionique). Les électrodes comportent une anode et une cathode, le potentiel de l'anode étant supérieur à celui de la cathode. Lors du passage d'un courant électrique, l'anode est le siège d'une oxydation et la cathode est le siège d'une réduction. Electrolysis is a process by which a chemical reaction is activated by the application of an electrical potential between two electrodes immersed in an electrolyte (which is an ionic conductive liquid medium). The electrodes comprise an anode and a cathode, the potential of the anode being greater than that of the cathode. When passing an electric current, the anode is the seat of oxidation and the cathode is the seat of a reduction.

L'électrolyse a de nombreuses applications, au nombre desquelles le plaquage, par lequel une fine couche de métal est appliquée sur l'une des électrodes, la production de chlore, de cuivre ou d'aluminium, ou toute autre application tirant partie d'une réaction d'oxydation ou de réduction, comme par exemple la coloration d'une pièce métallique. Electrolysis has many applications, including plating, by which a thin layer of metal is applied to one of the electrodes, the production of chlorine, copper or aluminum, or any other application that is part of an oxidation or reduction reaction, such as, for example, the coloration of a metal part.

La coloration d'une pièce métallique peut plus précisément être obtenue par un "procédé d'anodisation", c'est-à-dire d'oxydation anodique. Dans un tel procédé, la pièce à colorer forme l'anode d'un dispositif d'électrolyse; un potentiel est appliqué entre cette anode et une cathode et du courant est amené à passer entre les deux. S'ensuit une réaction d'oxydation à l'anode, qui a pour conséquence la formation d'une mince couche d'oxyde (du métal de la pièce) à la surface de la pièce. Une telle couche d'oxyde présente la propriété de se colorer à la lumière, par diffraction; la nature de la diffraction dépend en particulier de l'épaisseur de la couche d'oxyde, laquelle dépend de la différence de potentiel appliquée aux électrodes et de la durée pendant laquelle cette différence de potentiel est appliquée. Ainsi, en fonction de la différence de potentiel et de sa durée d'application, on peut former des pièces de colorations différentes lorsqu'elles sont exposées à la lumière visible. The coloring of a metal part can more precisely be obtained by an "anodizing process", that is to say anodic oxidation. In such a method, the piece to be colored forms the anode of an electrolysis device; a potential is applied between this anode and a cathode and current is passed between the two. This results in an oxidation reaction at the anode, which results in the formation of a thin layer of oxide (from the metal of the part) on the surface of the part. Such an oxide layer has the property of being stained with light by diffraction; the nature of the diffraction depends in particular on the thickness of the oxide layer, which depends on the potential difference applied to the electrodes and the duration during which this potential difference is applied. Thus, depending on the potential difference and its duration of application, it is possible to form pieces of different colorations when exposed to visible light.

Un tel procédé de coloration peut trouver application dans divers domaines. Ainsi, dans le domaine médical et plus précisément chirurgical, on utilise souvent des vis de titane, destinées à être vissées à l'intérieur du corps humain; de telles vis peuvent, à titre d'exemple, être utilisées pour la fixation d'une broche à un os. Ces vis peuvent être de formes et tailles différentes, les différences entre les vis pouvant être de très faibles dimensions pour une grande précision dans le choix des vis. Du fait de cette précision, les différences entre les vis ne sont pas forcément aisément visibles à l'oeil nu; en outre, il règne généralement dans un bloc opératoire une tension peu propice à une appréciation sereine de la forme et des dimensions d'une vis (que les différences entre des vis distinctes soient visibles à l'oeil nu ou pas); or, une erreur dans le choix d'une vis peut avoir des conséquences graves sur la qualité du traitement d'un patient. C'est pourquoi il est connu de proposer des vis en titane à utilisation chirurgicale de couleurs différentes en fonction de leur forme et de leurs dimensions, autrement dit de leurs cotes; la couleur remplit ainsi une fonction de "détrompage", c'est-à- dire de différentiation des vis entre elles. De telles vis colorées peuvent être obtenues par un procédé de coloration. Such a staining method may find application in various fields. Thus, in the medical and more specifically surgical field, titanium screws are often used, intended to be screwed inside the human body; such screws may, by way of example, be used for fixing a pin to a bone. These screws can be of different shapes and sizes, the differences between the screws can be very small for a high accuracy in the choice of screws. Because of this precision, the differences between the screws are not necessarily readily visible to the naked eye; in addition, there is generally a tension in a surgical unit that is not conducive to a serene appreciation of the shape and dimensions of a screw (whether the differences between distinct screws are visible to the naked eye or not); however, an error in the choice of a screw can have serious consequences on the quality of the treatment of a patient. This is why it is known to propose titanium screws for surgical use of different colors depending on their shape and their dimensions, in other words, their dimensions; the color thus fulfills a function of "fooling", that is to say of differentiation of the screws between them. Such colored screws can be obtained by a coloring process.

La mise en oeuvre sur une vis d'un procédé de coloration tel que celui qui a été présenté plus haut implique la mise en oeuvre d'étapes préliminaires de préparation de la vis. Ainsi, la vis doit tout d'abord être dégraissée avec une solution adaptée, par exemple une solution dite lessivielle, pour enlever les graisses de sa surface. Une fois dégraissée, la vis est rincée, par exemple avec de l'eau déminéralisée, pour enlever de sa surface d'éventuels résidus de la solution lessivielle. La vis est alors décapée, afin de préparer sa surface pour l'étape subséquente d'oxydation anodique qui lui donnera sa coloration. The implementation on a screw of a staining process such as that which has been presented above involves the implementation of preliminary stages of preparation of the screw. Thus, the screw must first be degreased with a suitable solution, for example a so-called washing solution, to remove grease from its surface. Once degreased, the screw is rinsed, for example with demineralised water, to remove any residues of the detergent solution from its surface. The screw is then etched in order to prepare its surface for the subsequent anodic oxidation step which will give it its color.

L'étape de décapage est une étape nécessaire pour la mise en oeuvre d'un procédé de coloration; en effet, sans décapage préalable, la vis ne prend pas la coloration souhaitée lors de l'étape d'oxydation anodique. Cette opération de décapage est mise en oeuvre dans une solution dite de décapage, par exemple une solution acide. Un problème se pose, en ce que la solution de décapage entraîne une décote de la pièce, c'est-à-dire une diminution de ses cotes, autrement dit, une diminution de ses dimensions. The etching step is a necessary step for the implementation of a coloring process; indeed, without prior stripping, the screw does not take the desired coloration during the anodic oxidation step. This pickling operation is carried out in a so-called pickling solution, for example an acidic solution. A problem arises, in that the stripping solution causes a haircut of the part, that is to say a decrease in its dimensions, in other words, a decrease in its dimensions.

On l'a dit plus haut, le domaine chirurgical est un domaine sensible; la moindre erreur dans les cotes (dimensions) d'une vis peut avoir des conséquences très importantes. Ainsi, pour ne pas s'exposer au risque de former des vis avec des défauts de cotes, il faut anticiper la décote induite par le décapage. Pour ce faire, on peut tremper dans le bain de décapage des vis "rehaussées", c'est-à-dire dont les cotes sont légèrement plus importantes que celles de la vis qu'on souhaite obtenir; de la sorte, le surplus de matière vient compenser la décote qui se produit lors du décapage et la vis finale peut présenter les dimensions souhaitées. La mise en oeuvre d'un tel procédé est en revanche fastidieuse et présente des aléas, car la quantité de matière à prévoir en surplus est difficilement quantifiable précisément, d'autant que la couche d'oxyde présente à la surface de la pièce trempée dans le bain de décapage est en général d'épaisseur irrégulière le long de cette surface. As has been said above, the field of surgery is a sensitive field; the slightest error in the dimensions (dimensions) of a screw can have very important consequences. Thus, in order not to expose oneself to the risk of forming screws with dimension defects, it is necessary to anticipate the haircut induced by stripping. To do this, one can dip in the pickling bath screws "enhanced", that is to say, whose dimensions are slightly larger than those of the screw that is desired; in this way, the surplus material compensates for the haircut that occurs during pickling and the final screw can have the desired dimensions. The implementation of such a process is on the other hand tedious and presents hazards, because the amount of material to be provided surplus is difficult to quantify precisely, especially since the oxide layer has on the surface of the piece soaked in the pickling bath is generally of irregular thickness along this surface.

L'invention vise à proposer un procédé de décapage d'une pièce métallique qui permette d'obtenir une vis avec des cotes déterminées, de manière simple et reproductible. The aim of the invention is to propose a method for stripping a metal part that makes it possible to obtain a screw with determined dimensions in a simple and reproducible manner.

C'est ainsi que l'invention concerne un procédé de coloration d'une pièce métallique pour associer la couleur de la pièce à ses cotes, dans lequel: - dans une première étape, on décape la pièce pour préparer sa surface à une oxydation, - dans une deuxième étape, on oxyde la pièce pour la colorer, caractérisé par le fait qu'on cesse le décapage avant que les cotes de la pièce ne soient modifiées. Thus, the invention relates to a method for coloring a metal part to associate the color of the part to its sides, in which: in a first step, the part is scoured to prepare its surface for oxidation, in a second step, the part is oxidized to color it, characterized by the fact that etching is stopped before the dimensions of the part are modified.

Un tel procédé permet d'obtenir simplement et de manière reproductible 20 des pièces dont les cotes sont déterminées. Such a method makes it possible to simply and reproducibly obtain parts whose dimensions are determined.

Le procédé de l'invention ne peut qu'être empirique, car la loi de décapage ne peut pas être facilement ou systématiquement maîtrisée ou caractérisée. Mais la Demanderesse a eu le mérite de rechercher cette loi et de 25 constater qu'un décapage d'une pièce métallique peut s'effectuer, pendant une première phase, à cotes constantes. Bien sûr, à chaque fois que le problème se posera, il faudra faire des essais pour les pièces considérées pour déterminer, en fonction des différents paramètres du procédé, la durée de décapage permettant d'obtenir un décapage satisfaisant sans que les cotes ne soient modifiées. Mais 30 l'homme du métier n'aura pas d'effort particulier à fournir dès lors qu'il aura été invité à rechercher cette première phase de décapage. The method of the invention can only be empirical, because the stripping law can not be easily or systematically controlled or characterized. But the Applicant has had the merit of looking for this law and to note that a stripping of a metal part can be carried out, during a first phase, at constant dimensions. Of course, each time the problem arises, it will be necessary to test the parts considered to determine, depending on the different process parameters, the pickling time to obtain a satisfactory stripping without the odds are changed . But the skilled person will have no particular effort to provide when he has been asked to look for this first phase of stripping.

Naturellement, il faut entendre, par l'expression "avant que les cotes de la pièce ne soient modifiées", non seulement toute absence de décote en soi, mais 35 également toute modification des cotes qui n'altérerait pas les tolérances admises pour la pièce considérée. Of course, the expression "before the dimensions of the part are modified" should be understood not only any absence of haircut per se, but also any modification of the dimensions which would not alter the permitted tolerances for the part. considered.

Il en résulte que le procédé de l'invention peut, selon une forme de réalisation, s'étendre à une cessation du décapage après une durée à l'issue de laquelle le décapage n'a provoqué qu'une décote entrant dans les tolérances admises pour la pièce. Selon une forme de réalisation, le décapage est mis en oeuvre par trempage de la pièce dans un bain de décapage, par exemple une solution acide. As a result, the method of the invention can, according to one embodiment, extend to a cessation of pickling after a period of time after which stripping caused only a haircut falling within the tolerances allowed. for the piece. According to one embodiment, the etching is carried out by dipping the part in a pickling bath, for example an acidic solution.

Selon une forme de réalisation, le décapage présentant une première 10 phase pendant laquelle la décote se fait à vitesse sensiblement nulle et une deuxième phase pendant laquelle la décote se fait à une vitesse non nulle, le décapage est cessé avant la fin ou à la fin de la première phase. According to one embodiment, the stripping having a first phase during which the haircut is at substantially zero speed and a second phase during which the haircut is at a non-zero speed, the stripping is stopped before the end or at the end of the first phase.

Selon une forme de réalisation, l'oxydation de la pièce est obtenue par 15 électrolyse, par exemple par oxydation anodique. According to one embodiment, the oxidation of the part is obtained by electrolysis, for example by anodic oxidation.

Selon une forme de réalisation, le procédé comprend une étape préalable de dégraissage pour enlever les impuretés à la surface de la pièce. According to one embodiment, the method comprises a preliminary step of degreasing to remove impurities on the surface of the workpiece.

20 Selon une fou-ne de réalisation, la pièce est formée en alliage de titane, par exemple pour une application médicale. According to an embodiment, the part is formed of titanium alloy, for example for a medical application.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du procédé de l'invention, en référence aux planches 25 de dessins annexées, sur lesquelles: - la figure 1 représente une vis en alliage de titane destinée à être vissée dans le corps humain et - la figure 2 est un graphique représentant la décote (en m) en fonction du temps (en sec) d'une pièce trempée dans un premier bain de décapage (courbe 30 en pointillés) ou dans un deuxième bain de décapage (courbe en traits pleins). The invention will be better understood with the aid of the following description of the preferred embodiment of the method of the invention, with reference to the plates of the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents a titanium alloy screw; intended to be screwed into the human body and - Figure 2 is a graph showing the haircut (in m) as a function of time (in sec) of a part soaked in a first pickling bath (dashed curve) or in a second pickling bath (curve in solid lines).

Le titane est couramment utilisé dans les applications médicales. Il permet d'obtenir des alliages légers, présentant de bonnes caractéristiques de résistance mécanique et des propriétés anticorrosion importantes. Son inertie 35 chimique et son caractère anallergique en font en outre un matériau de choix pour l'instrumentation médicale et l'implantation dans le corps humain. Une vis 1 en alliage de titane pour application chirurgicale est représentée sur la figure 1; il5 s'agit d'une vis destinée à être vissée dans le corps humain; elle est ici formée par décolletage, de manière connue. Titanium is commonly used in medical applications. It makes it possible to obtain light alloys, having good characteristics of mechanical strength and important anti-corrosion properties. Its chemical inertness and hypoallergenic character make it also a material of choice for medical instrumentation and implantation in the human body. A screw 1 titanium alloy for surgical application is shown in Figure 1; it is a screw intended to be screwed into the human body; it is here formed by bar turning, in a known manner.

A des fins de "détrompage", c'est-à-dire de différentiation des vis entre elles, comme expliqué dans le préambule de la description, cette vis 1 est colorée par un procédé de coloration par oxydation anodique. Un tel procédé comprend les étapes suivantes: - une première étape de dégraissage pour enlever les impuretés à la surface de la vis 1; - une deuxième étape de rinçage pour éliminer d'éventuels résidus du bain de dégraissage; - une troisième étape de décapage, pour enlever la couche d'oxyde à la surface de la vis 1; - une quatrième étape de rinçage pour éliminer d'éventuels résidus du 15 bain de décapage; - une cinquième étape d'oxydation anodique, pour oxyder la surface de la vis 1 avec des paramètres permettant de définir la couleur de la vis 1 et - une sixième étape de rinçage pour éliminer d'éventuels résidus du bain d'oxydation. 20 Ces différentes étapes vont maintenant être décrites plus en détail. For purposes of "foolproof", that is to say of differentiation of the screws between them, as explained in the preamble of the description, this screw 1 is colored by anodic oxidation dyeing process. Such a method comprises the following steps: a first degreasing step to remove the impurities on the surface of the screw 1; a second rinsing step to eliminate any residues from the degreasing bath; a third stripping step, to remove the oxide layer on the surface of the screw 1; a fourth rinsing step to remove any residues from the pickling bath; - A fifth anodic oxidation step, for oxidizing the surface of the screw 1 with parameters for defining the color of the screw 1 and - a sixth rinsing step to remove any residues of the oxidation bath. These different steps will now be described in more detail.

La première étape est une étape de dégraissage, bien connue de l'homme du métier. Un bain de dégraissage est préparé; il est de préférence contenu dans 25 un panier formé en acier inoxydable; il ne contient pas ici de solvant d'origine pétrolière (du type trichloré) car il s'agit d'une application médicale; il contient un produit lessiviel, c'est-à-dire un produit de la famille des silicates, dans un milieu basique. Par exemple, le dégraissage est mis en oeuvre dans un bain à une température comprise entre 60 et 80°C (de préférence sensiblement égale à 30 60°C), dans une solution dégraissante de concentration sensiblement égale à 10g/L en produit lessiviel, présentant un pH par exemple égale à 8,7; le produit lessiviel comprend par exemple de la soude (NaOH), du phosphate trisodique (Na3PO4), du métasilicate de sodium (Na2SiO3) et un complexant tel que l'acide éthylène-diamine-tétraacétique (EDTA); un tel produit est tensioactif. 35 La fonction du bain de dégraissage est de laver la pièce, c'est-à-dire d'enlever les impuretés (visibles ou microscopiques) agglomérées à sa surface. The first step is a degreasing step, well known to those skilled in the art. A degreasing bath is prepared; it is preferably contained in a basket made of stainless steel; it does not contain here solvent of petroleum origin (of the trichlorous type) because it is a medical application; it contains a detergent product, that is to say a product of the family of silicates, in a basic medium. For example, the degreasing is carried out in a bath at a temperature of between 60 and 80 ° C. (preferably substantially equal to 60 ° C.) in a degreasing solution with a concentration substantially equal to 10 g / l of detergent product. having a pH for example equal to 8.7; the detergent product comprises, for example, sodium hydroxide (NaOH), trisodium phosphate (Na3PO4), sodium metasilicate (Na2SiO3) and a complexing agent such as ethylene-diamine tetraacetic acid (EDTA); such a product is surfactant. The function of the degreasing bath is to wash the part, that is to say to remove the impurities (visible or microscopic) agglomerated on its surface.

De préférence, le dégraissage est effectué dans une atmosphère ultrasonore pour ajouter un effet mécanique à la réaction chimique. Ainsi, par exemple, des émetteurs d'ultrasons sont placés de part et d'autre de l'enceinte contenant le bain et émettent des ultrasons à une fréquence sensiblement égale à 20KHz; les ultrasons se propagent dans le bain et facilitent le décollement des impuretés. La vis 1 est soumise à l'action du bain de dégraissage de préférence pendant environ cinq minutes. Preferably, the degreasing is performed in an ultrasonic atmosphere to add a mechanical effect to the chemical reaction. Thus, for example, ultrasonic transmitters are placed on either side of the enclosure containing the bath and emit ultrasound at a frequency substantially equal to 20 KHz; the ultrasound propagates in the bath and facilitates the detachment of impurities. The screw 1 is subjected to the action of the degreasing bath preferably for about five minutes.

Une fois la vis 1 lavée de ses impuretés grâce à l'étape de dégraissage, elle est, dans une deuxième étape du procédé, rincée. La fonction de cette étape de rinçage est d'éliminer d'éventuelles particules du bain de dégraissage qui seraient restées à la surface de la vis 1, dans le but qu'elles ne contaminent pas le bain dans lequel la vis 1 doit être plongée dans l'étape suivante. Le rinçage se fait ici dans un bain d'eau déminéralisée. Il s'agit d'un rinçage dit "cascade", bien connu de l'homme du métier et qui sera donc décrit très succinctement. Dans un tel rinçage "cascade", la vis est trempée dans une succession de cuves de rinçage (par exemple deux ou trois) qui débordent les unes dans les autres. La dernière cuve (la plus propre) dans laquelle est trempée la pièce est alimentée en eau pure; cette dernière cuve alimente par débordement l'avant-dernière cuve, et ainsi de suite jusqu'à la première cuve dont l'eau est guidée vers une station de traitement pour être purifiée puis réintroduite dans la dernière cuve; l'eau circule ainsi en continu de la dernière cuve vers la première cuve. Un tel procédé de rinçage est économique en eau et procure une bonne qualité de rinçage. Once the screw 1 washed off its impurities through the degreasing step, it is, in a second step of the process, rinsed. The function of this rinsing step is to eliminate any particles of the degreasing bath which would have remained on the surface of the screw 1, in order that they do not contaminate the bath in which the screw 1 must be immersed in the next step. Rinsing is done here in a demineralised water bath. This is a rinsing said "cascade", well known to the skilled person and will be described very succinctly. In such a "cascade" rinse, the screw is soaked in a succession of rinsing tanks (for example two or three) which overflow into each other. The last tank (the cleanest) in which the room is soaked is fed with pure water; this latter tank overflows the penultimate tank, and so on until the first tank whose water is guided to a treatment station to be purified and then reintroduced into the last tank; the water flows continuously from the last tank to the first tank. Such a rinsing process is economical in water and provides a good rinsing quality.

La troisième étape est une étape de décapage. Sa fonction est de préparer la surface de la vis 1 pour permettre son oxydation subséquente. Au niveau microscopique, le décapage se traduit par une élimination (réduction) des oxydes métalliques présents à la surface de la vis 1, qui se traduit par un changement de l'état de surface de la vis 1, favorisant sa réaction subséquente dans un bain d'oxydation anodique. The third step is a stripping step. Its function is to prepare the surface of the screw 1 to allow its subsequent oxidation. At the microscopic level, etching results in an elimination (reduction) of the metal oxides present on the surface of the screw 1, which results in a change in the surface state of the screw 1, favoring its subsequent reaction in a bath anodic oxidation.

Le bain de décapage comporte au moins une substance présentant des caractéristiques décapantes. Il s'agit en l'espèce d'un bain d'acide en solution aqueuse. Ce bain est de préférence agité lors du trempage de la vis 1, pour faciliter les échanges entre la vis 1 et le bain; cette agitation peut par exemple être obtenue par des moyens d'agitation mécanique ou par agitation par air, des rampes percées, parcourues par de l'air comprimé, étant dans ce dernier cas immergées dans le bain. The pickling bath comprises at least one substance with stripping characteristics. This is an acid bath in aqueous solution. This bath is preferably agitated during the soaking of the screw 1, to facilitate exchanges between the screw 1 and the bath; this agitation can for example be obtained by means of mechanical stirring or by stirring by air, drilled ramps, traversed by compressed air, being in the latter case immersed in the bath.

Dans cette étape de décapage, la vis 1 est trempée pendant une durée 5 déterminée dans le bain de décapage. Cette durée est déterminée pour que la vis 1 soit retirée du bain avant que ses cotes ne soient modifiées. In this etching step, the screw 1 is quenched for a predetermined time in the pickling bath. This time is determined so that the screw 1 is removed from the bath before its dimensions are changed.

La Demanderesse a en effet cherché et découvert que le décapage d'une pièce peut se faire, sous certaines conditions déterminées de manière empirique, 10 selon au moins deux phases: une première phase pendant laquelle les cotes de la pièce sont pas ou peu modifiées, une deuxième phase pendant laquelle la décote est plus importante. Arrêter le décapage avant que les cotes de la pièce ne soient modifiées signifie retirer la pièce après une durée déterminée précédant ou correspondant sensiblement à la fin de cette première phase de décapage. 15 On rappelle que, par cotes, on comprend les dimensions de la pièce et, par décote, une diminution de ces dimensions (par disparition de matière). La vitesse de décote est donc la décote subie par la pièce par unité de temps. The Applicant has indeed sought and discovered that the etching of a part can be done, under certain conditions determined empirically, 10 in at least two phases: a first phase during which the dimensions of the part are not or little modified, a second phase during which the haircut is more important. To stop the stripping before the dimensions of the part are modified means to withdraw the piece after a determined duration preceding or corresponding approximately at the end of this first stripping phase. It will be recalled that, by dimensions, the dimensions of the part are understood and, by haircut, a reduction of these dimensions (by disappearance of material). The haircut speed is therefore the haircut suffered by the piece per unit of time.

20 En fait, on peut dire que, dans la première phase, la décote se fait à une première vitesse, et dans la deuxième phase, la décote se fait à une deuxième vitesse supérieure à la première. De préférence, les différents paramètres du procédé sont choisis pour que la première vitesse soit sensiblement nulle; ainsi, pendant toute la première phase, partant d'une décote nulle, le décapage se fait à 25 décote sensiblement nulle. Dans la deuxième phase, la vitesse de la décote augmenterait si la vis 1 restait dans le bain, mais la vis 1 est retirée du bain avant ou au tout début de ce changement de vitesse de décote. In fact, it can be said that, in the first phase, the haircut is made at a first speed, and in the second phase, the haircut is at a second speed greater than the first. Preferably, the various parameters of the method are chosen so that the first speed is substantially zero; thus, throughout the first phase, starting from a zero discount, stripping is at a substantially zero discount. In the second phase, the speed of the haircut would increase if the screw 1 remained in the bath, but the screw 1 is removed from the bath before or at the very beginning of this haircut.

On peut considérer la première phase comme une phase d'amorçage et la 30 deuxième phase comme une phase établie de décote de la pièce. L'existence d'une phase d'amorçage est liée à la présence d'une couche d'oxyde métallique dite "native" ou naturelle sur la vis 1, qu'il faut supprimer avant d'attaquer le métal de la pièce; cette couche est dite native car la vis 1 ne comporte normalement pas d'autre couche oxydée, dans la mesure où elle provient directement du 35 décolletage. La Demanderesse a réalisé que ce phénomène (amorçage puis établissement de la décote) peut être exploité pour garantir une conservation des cotes de la vis 1 malgré son immersion dans un bain de décapage, tout en permettant la préparation de sa surface, en paramétrant correctement le temps d'immersion de la vis 1 dans le bain en fonction de la concentration des éléments de la solution de décapage. The first phase can be considered as a priming phase and the second phase as an established phase of haircut of the part. The existence of a priming phase is linked to the presence of a so-called "native" or natural metal oxide layer on the screw 1, which must be removed before attacking the metal of the part; this layer is said to be native because the screw 1 does not normally comprise any other oxidized layer, insofar as it comes directly from the bar turning. The Applicant has realized that this phenomenon (initiation then hastening of the haircut) can be exploited to guarantee a conservation of the dimensions of the screw 1 despite its immersion in a pickling bath, while allowing the preparation of its surface, by correctly parameterizing the immersion time of the screw 1 in the bath as a function of the concentration of the elements of the pickling solution.

Ainsi, la première phase correspond à l'attaque, par le bain de décapage, de la couche d'oxyde naturel (c'est-à-dire l'attaque des molécules TiO et TiO2). La deuxième phase correspond à l'attaque, par la solution de décapage, du métal constitutif de la vis 1 et en particulier du Titane (Ti). L'attaque de la couche d'oxyde est moins efficace et donc moins rapide que l'attaque du métal; c'est pourquoi, pendant la première phase, la vitesse de la décote est plus faible que pendant la deuxième phase, car il faut plus de temps pour faire disparaître une unité de masse de la couche d'oxyde qu'une unité de masse du métal. Ainsi, le décapage d'un film très fin d'oxyde métallique peut être relativement long, résultant en une vitesse de décote sensiblement nulle. Thus, the first phase corresponds to the attack, by the pickling bath, of the natural oxide layer (that is to say the attack of TiO and TiO 2 molecules). The second phase corresponds to the attack, by the pickling solution, of the constituent metal of the screw 1 and in particular titanium (Ti). The attack of the oxide layer is less efficient and therefore slower than the etching of the metal; this is why, during the first phase, the speed of the haircut is lower than during the second phase, because it takes longer to remove a unit of mass from the oxide layer than a unit mass of the metal. Thus, the etching of a very thin metal oxide film can be relatively long, resulting in a substantially zero haircut rate.

Le décapage peut être un décapage fluorhydrique, c'est-à-dire mis en oeuvre dans un bain contenant un mélange d'acide fluorhydrique (HF) et d'acide nitrique (HNO3), de manière connue. Bien entendu, un autre bain peut être utilisé si cela est désiré par l'homme du métier. Par exemple, l'acide fluorhydrique peut être remplacé par du fluorure de sodium (NaF). The etching may be a hydrofluoric etching, that is to say carried out in a bath containing a mixture of hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO3), in a known manner. Of course, another bath may be used if desired by those skilled in the art. For example, hydrofluoric acid can be replaced by sodium fluoride (NaF).

On voit sur la figure 2 deux courbes représentant la décote d'une vis telle que la vis 1 de la figure 1 immergée dans une solution d'acide nitrique et de fluorure de sodium à une température sensiblement comprise entre 18 et 20°C. FIG. 2 shows two curves representing the haircut of a screw such as the screw 1 of FIG. 1 immersed in a solution of nitric acid and sodium fluoride at a temperature substantially comprised between 18 and 20 ° C.

La courbe en pointillés correspond à une concentration de 1% en masse de fluorure de sodium et de 50% en volume d'acide nitrique; la courbe en traits pleins correspond à une concentration de 2,5% en masse de fluorure de sodium et de 50% en volume d'acide nitrique. En abscisses est indiqué le temps t d'immersion (en secondes) de la vis 1 dans le bain de décapage; en ordonnées est indiquée la décote (en m) de la vis 1 résultant de son immersion pendant le temps t. On comprend que la pente des courbes correspond à la vitesse de décote, évoquée plus haut. The dotted line corresponds to a concentration of 1% by weight of sodium fluoride and 50% by volume of nitric acid; the curve in solid lines corresponds to a concentration of 2.5% by weight of sodium fluoride and 50% by volume of nitric acid. On the abscissa is indicated the immersion time (in seconds) of the screw 1 in the pickling bath; on the ordinate is indicated the haircut (in m) of the screw 1 resulting from its immersion during the time t. It is understood that the slope of the curves corresponds to the haircut speed, mentioned above.

On voit sur la figure 2 que le bain correspondant à la courbe en pointillés n'est pas nécessairement intéressant pour la mise en oeuvre de l'étape de décapage du procédé de l'invention. En effet, un décapage dans ce bain présente une première phase P 1 qui s'étend entre 0 et 33 secondes environ et qui est découpée en deux sous-phases, une première sous-phase de 0 à 21 secondes environ pendant laquelle la vitesse de décote est importante, une deuxième sous-phase de 21 à 33 secondes environ pendant laquelle la vitesse de décote est sensiblement nulle; la deuxième phase P2 du décapage commence à 33 secondes, à partir de quoi la vitesse de décote est importante. Une vis immergée pendant toute la durée de la première phase P 1 (ou, en fait, de sa première sous-phase) subit une décote de 2 m (valeur du plateau à vitesse nulle entre 21 et 33 secondes). Le choix de l'utilisation d'un tel bain va dépendre de l'application considérée et des contraintes de l'homme du métier. Si une décote de 2 m est considérée comme négligeable en ce sens qu'elle n'excède pas les tolérances admises pour la vis 1, alors le bain de décapage peut être utilisé, la vis étant retirée du bain avant la fin de la première phase P1. Si au contraire une décote de 2 m n'est pas acceptable, alors l'homme du métier doit trouver empiriquement une autre concentration pour le bain de décapage, qui entraîne une première phase de décapage avec une vitesse de décote plus faible. It can be seen in FIG. 2 that the bath corresponding to the dashed curve is not necessarily advantageous for the implementation of the etching step of the process of the invention. Indeed, a pickling in this bath has a first phase P 1 which extends between 0 and 33 seconds approximately and which is divided into two sub-phases, a first sub-phase from 0 to about 21 seconds during which the speed of the haircut is important, a second sub-phase of about 21 to 33 seconds during which the haircut speed is substantially zero; the second phase P2 stripping starts at 33 seconds, from which the haircut speed is important. A screw immersed during the entire duration of the first phase P 1 (or, in fact, of its first sub-phase) undergoes a haircut of 2 m (value of the plateau at zero speed between 21 and 33 seconds). The choice of the use of such a bath will depend on the application in question and the constraints of the skilled person. If a 2 m haircut is considered negligible in that it does not exceed tolerances allowed for screw 1, then the pickling bath may be used, with the screw removed from the bath before the end of the first phase P1. If on the other hand a 2 m haircut is not acceptable, then the skilled person must find empirically another concentration for the pickling bath, which leads to a first stripping phase with a lower haircut speed.

On voit sur la figure 2 que le bain correspondant à la courbe en traits pleins est particulièrement intéressant pour la mise en oeuvre de l'étape de décapage du procédé de l'invention. En effet, un décapage dans ce bain présente une première phase P1 de décapage, entre 0 et 33 secondes environ, pendant laquelle le décapage se fait sensiblement sans décote de la pièce, comme on le voit par un palier de la courbe, entre ces valeurs, à vitesse sensiblement nulle (c'est-à-dire à décote sensiblement constante, en l'occurrence nulle); il comporte en outre une deuxième phase P2 de décapage, après 33 secondes environ, pendant laquelle le décapage entraîne une décote sur la pièce. It can be seen in FIG. 2 that the bath corresponding to the curve in solid lines is particularly interesting for the implementation of the stripping step of the process of the invention. Indeed, pickling in this bath has a first stripping phase P1, between 0 and 33 seconds approximately, during which stripping is done substantially without haircut of the workpiece, as can be seen by a plateau of the curve, between these values. , at substantially zero speed (that is to say at substantially constant discount, in this case zero); it further comprises a second stripping phase P2, after about 33 seconds, during which stripping causes a haircut on the part.

Conformément à l'invention, la vis 1 est trempée dans le bain de décapage et enlevée de ce dernier avant que les cotes de la vis 1 ne soient modifiées (ou trop modifiées), c'est-à-dire avant la fin de la première phase Pl de décapage, c'est-à-dire avant 33 secondes. Le décapage est mis en oeuvre à température ambiante. En fonction de l'efficacité du bain de décapage sur la vis 1, le choix de l'instant auquel la vis 1 est retirée pourra être proche de 33 secondes, pour un décapage maximal, ou plus ou moins inférieur à cette valeur, si cela est suffisant. En outre, à supposer qu'une immersion pendant 33 secondes ne soit pas considérée comme suffisante, il est possible de laisser la vis 1 immergée pendant une plus longue durée, à condition que la décote en résultant n'excède pas les tolérances admises pour la vis 1; un tel cas de figure devrait néanmoins rarement se produire, dans la mesure où le début de la deuxième phase est synonyme de la fin de la réduction de la couche d'oxyde par la solution de décapage, c'est-à-dire de la fin du décapage de la vis 1 préparant sa surface pour l'oxydation subséquente. According to the invention, the screw 1 is soaked in the pickling bath and removed from the latter before the dimensions of the screw 1 are modified (or too modified), that is to say before the end of the first stripping phase Pl, that is to say before 33 seconds. The etching is carried out at room temperature. Depending on the effectiveness of the pickling bath on the screw 1, the choice of the instant at which the screw 1 is removed may be close to 33 seconds, for a maximum pickling, or more or less less than this value, if that is enough. In addition, assuming that immersion for 33 seconds is not considered sufficient, it is possible to leave the screw 1 immersed for a longer period, provided that the resulting haircut does not exceed the tolerances allowed for the installation. screw 1; such a case should nevertheless rarely occur, since the beginning of the second phase is synonymous with the end of the reduction of the oxide layer by the pickling solution, that is to say from the end of stripping of the screw 1 preparing its surface for subsequent oxidation.

La quatrième étape du procédé de coloration est une étape de rinçage, pendant laquelle d'éventuelles particules du bain de décapage qui auraient pu rester à la surface de la vis 1 sont éliminées. De nouveau, il s'agit d'un rinçage du type "cascade" dans un bain d'eau déminéralisée. The fourth step of the dyeing process is a rinsing step, during which any particles of the pickling bath that could have remained on the surface of the screw 1 are removed. Again, it is a "cascade" type rinse in a demineralized water bath.

La cinquième étape du procédé de coloration est une étape d'électrolyse et plus précisément d'anodisation cathodique, bien connue de l'homme du métier et mise en oeuvre de manière classique; pour cette raison, sa description sera succincte. 15 Pour la mise en oeuvre d'une telle étape, on prépare un électrolyte, c'est-à-dire une solution contenant un solvant polaire (tel que de l'eau ou un solvant organique) et un soluté (sel, acide ou base). L'électrolyte forme un bain d'anodisation, contenu dans une cuve. Le solvant remplit une fonction de 20 dissolution du soluté et permet sa dissociation ionique en anions chargés négativement et en cations chargés positivement. En l'espèce, c'est une anodisation phosphorique qui est mise en oeuvre. A cet effet, le bain comporte de l'acide phosphorique (H3PO4), par exemple à une concentration comprise entre 8 et 12g/L dans une eau déminéralisée de conductivité sensiblement égale à 25 41.IS/cm. Le pH de la solution est par exemple environ égal à 1,4. The fifth step of the dyeing process is a step of electrolysis and more specifically cathodic anodization, well known to those skilled in the art and implemented in a conventional manner; for this reason, his description will be succinct. For carrying out such a step, an electrolyte is prepared, that is to say a solution containing a polar solvent (such as water or an organic solvent) and a solute (salt, acid or based). The electrolyte forms an anodizing bath, contained in a tank. The solvent serves a dissolving function of the solute and allows its ionic dissociation into negatively charged anions and positively charged cations. In this case, it is a phosphoric anodization which is implemented. For this purpose, the bath comprises phosphoric acid (H 3 PO 4), for example at a concentration of between 8 and 12 g / l in a demineralized water of conductivity substantially equal to 41.IS / cm. The pH of the solution is for example approximately equal to 1.4.

Deux électrodes, une cathode et une anode, sont plongées dans l'électrolyte; l'anode est la vis 1 à colorer et la cathode peut par exemple être une cathode en plomb ou en acier inoxydable. Les électrodes sont reliées à générateur 30 et à un redresseur branchés en série, de manière connue. Le bain d'électrolyte est de préférence agité, par exemple par agitation mécanique ou avec de l'air comprimé injecté dans le bain, de manière connue; cette agitation favorise les échanges entre l'électrolyte et les électrodes. Two electrodes, a cathode and an anode, are immersed in the electrolyte; the anode is the screw 1 to be colored and the cathode may for example be a lead cathode or stainless steel. The electrodes are connected to generator 30 and to a rectifier connected in series, in a known manner. The electrolyte bath is preferably stirred, for example by mechanical stirring or with compressed air injected into the bath, in a known manner; this agitation promotes exchanges between the electrolyte and the electrodes.

35 Un potentiel est imposé entre les deux électrodes, par exemple pendant deux intervalles de temps successifs de deux minutes (entre lesquels la vis 1 est 10 sortie du bain d'anodisation). L'électrolyte est maintenu à température ambiante, de préférence entre 18 et 20°C. A potential is imposed between the two electrodes, for example during two successive two minute time intervals (between which the screw 1 is output from the anodizing bath). The electrolyte is kept at room temperature, preferably between 18 and 20 ° C.

Les transferts de charges électriques au sein de l'électrolyte sont assurés par les cations et les anions qui se déplacent dans des directions opposées. Les anions circulent en sens inverse du sens conventionnel du courant électrique, les cations dans le sens de ce courant. Electric charge transfers within the electrolyte are provided by cations and anions moving in opposite directions. The anions circulate in the opposite direction of the conventional direction of the electric current, the cations in the direction of this current.

Du fait de l'application d'un potentiel entre l'anode et la cathode, il se produit une réaction d'oxydation anodique, dont la conséquence est la formation d'une couche d'oxyde sur la vis 1. La couche d'oxyde procure à la vis une coloration, par diffraction de la lumière incidente dans cette couche d'oxyde. La coloration est fonction de la tension (différence de potentiel) appliquée lors de l'étape d'oxydation anodique. Par exemple, avec les paramètres ci-dessus, une tension de 29V permet d'obtenir une vis bleue, une tension de 37V permet d'obtenir une vis bleue claire, une tension de 52V permet d'obtenir une vis jaune, une tension de 62V permet d'obtenir une vis orange, une tension de 69V permet d'obtenir une vis fuchsia, une tension de 76V permet d'obtenir une vis violette, une tension de 91V permet d'obtenir une vis bleue turquoise et une tension de 104V permet d'obtenir une vis verte. Due to the application of a potential between the anode and the cathode, an anodic oxidation reaction occurs, the consequence of which is the formation of an oxide layer on the screw 1. The layer of oxide gives the screw a coloration, by diffraction of the incident light in this oxide layer. The coloration is a function of the voltage (potential difference) applied during the anodic oxidation step. For example, with the above parameters, a voltage of 29V makes it possible to obtain a blue screw, a voltage of 37V makes it possible to obtain a clear blue screw, a voltage of 52V makes it possible to obtain a yellow screw, a voltage of 62V makes it possible to obtain an orange screw, a voltage of 69V makes it possible to obtain a fuchsia screw, a voltage of 76V makes it possible to obtain a purple screw, a voltage of 91V makes it possible to obtain a turquoise blue screw and a voltage of 104V allows to obtain a green screw.

Après l'étape d'oxydation anodique, une sixième étape du procédé est mise en oeuvre, qui est une étape de rinçage de la vis 1. Ce rinçage est effectué en deux temps: un premier rinçage du type cascade, tel que présenté plus haut, et un deuxième rinçage à chaud, par exemple avec de l'eau déminéralisée avec une conductivité comprise entre 0 et environ 15 S/cm, chauffée entre 50 et 80°C, par exemple à 60°C, pendant environ 2 minutes, de préférence jusqu'à ce que la vis 1 soit à la température du bain de rinçage. After the anodic oxidation step, a sixth step of the process is carried out, which is a step of rinsing the screw 1. This rinsing is performed in two stages: a first rinsing of the cascade type, as presented above and a second hot rinse, for example with demineralized water with a conductivity of between 0 and about 15 S / cm, heated between 50 and 80 ° C, for example at 60 ° C, for about 2 minutes, preferably until the screw 1 is at the temperature of the rinsing bath.

De préférence, la vis 1 subit ensuite une étape d'étuvage entre 60°C et 80°C. Preferably, the screw 1 then undergoes a steaming step between 60 ° C and 80 ° C.

Lors de la manipulation de la vis 1 entre les différentes étapes du procédé, on doit si possible veiller à ne pas rayer la vis 1.35 Bien entendu, le procédé de l'invention peut être préalablement paramétré sur des pièces étalons, qui n'ont d'ailleurs pas nécessairement la même forme que les vis 1 à colorer mais permettent d'en simuler le comportement.5 When handling the screw 1 between the various process steps, care must be taken not to scratch the screw 1.35 Of course, the method of the invention may be previously parameterized on standard parts, which have no elsewhere not necessarily the same shape as the screws 1 to color but allow to simulate the behavior.

Claims (7)

Revendications1- Procédé de coloration d'une pièce métallique (1) pour associer la couleur de la pièce (1) à ses cotes, dans lequel: - dans une première étape, on décape la pièce (1) pour préparer sa surface à une oxydation, - dans une deuxième étape, on oxyde la pièce (1) pour la colorer, caractérisé par le fait qu'on cesse le décapage avant que les cotes de la pièce (1) ne soient modifiées. Claims 1-A method of coloring a metal part (1) to associate the color of the part (1) with its dimensions, in which: - in a first step, the part (1) is scoured to prepare its surface for oxidation in a second step, the part (1) is oxidized to color it, characterized in that the etching is stopped before the dimensions of the part (1) are modified. 2- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on cesse le décapage après une durée à l'issue de laquelle le décapage n'a provoqué qu'une décote entrant dans les tolérances admises pour la pièce (1). 2- A method according to claim 1, wherein curing is stopped after a period of time after which stripping caused only a haircut within the tolerances allowed for the part (1). 3- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le décapage est mis en oeuvre par trempage de la pièce (1) dans un bain de décapage, par exemple une solution acide. 3- Method according to one of claims 1 or 2, wherein the pickling is carried out by dipping the workpiece (1) in a pickling bath, for example an acidic solution. 4- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 3 dans lequel, le décapage présentant une première phase (P1) pendant laquelle la décote se fait à vitesse sensiblement nulle et une deuxième phase (P2) pendant laquelle la décote se fait à une vitesse non nulle, le décapage est cessé avant la fin ou à la fin de la première phase (Pl). 4- Method according to one of claims 1 or 3 wherein, the stripping having a first phase (P1) during which the haircut is at substantially zero speed and a second phase (P2) during which the haircut is at a speed non-zero, the stripping is stopped before the end or at the end of the first phase (Pl). 5- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 4, dans lequel l'oxydation de la pièce (1) est obtenue par électrolyse, par exemple par oxydation anodique. 5. Method according to one of claims 1 or 4, wherein the oxidation of the part (1) is obtained by electrolysis, for example by anodic oxidation. 6- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 5, qui comprend une étape préalable de dégraissage pour enlever les impuretés à la surface de la pièce (1). 6. Method according to one of claims 1 or 5, which comprises a preliminary step of degreasing to remove impurities on the surface of the workpiece (1). 7- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 6, dans lequel la pièce (1) est formée en alliage de titane, par exemple pour une application médicale.35 7- Method according to one of claims 1 or 6, wherein the part (1) is formed of titanium alloy, for example for a medical application.