FR2663045A1 - Device for metal deposition on uneven surfaces - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif pour le dépôt métallique sur des surfaces irrégulières.Device for metallic deposition on irregular surfaces.
La présente invention concerne un dispositif destiné au dépôt métallique sur un substrat et plus particulièrement sur des surfaces irrégulières. The present invention relates to a device intended for metallic deposition on a substrate and more particularly on irregular surfaces.
Le dépôt métallique sur des substrats s'effectue généralement soit par un traitement mécanique, soit par un traitement électrolytique. Metallic deposition on substrates is generally carried out either by mechanical treatment or by electrolytic treatment.
Dans la pratique, le traitement électrolytique peut se faire par immersion des pièces à traiter dans des bains d'électrolyte, ou bien au moyen de cellules d'électrolyse constituées d'une enceinte délimitée partiellement par la surface à revêtir formant électrode. In practice, the electrolytic treatment can be done by immersion of the parts to be treated in electrolyte baths, or else by means of electrolysis cells consisting of an enclosure partially delimited by the surface to be coated forming the electrode.
Les dispositifs comportant des cellules d'électrolyse de ce type fonctionnent en principe avec une dépression interne et sont destinés à produire des dépôts très minces en surépaisseur. The devices comprising electrolysis cells of this type work in principle with an internal vacuum and are intended to produce very thin deposits in excess thickness.
De plus, ces dispositifs ne sont adaptés qu'à la mise en oeuvre de l'électrolyse proprement dite et ne permettent pas d'effectuer également les opérations préalables de décapage, dégraissage, etc. qui doivent donc être faites séparément avec un autre appareil. In addition, these devices are only suitable for carrying out the actual electrolysis and do not also make it possible to carry out the prior operations of pickling, degreasing, etc. which must therefore be done separately with another device.
Par ailleurs, de tels dispositifs sont utilisés pour revêtir des surfaces sensiblement planes ou régulières et sont inadaptés au traitement de surfaces en creux ou irrégulières telles que des cavités. Furthermore, such devices are used to coat substantially flat or regular surfaces and are unsuitable for treating hollow or irregular surfaces such as cavities.
La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes techniques de manière satisfaisante. The present invention aims to solve these technical problems satisfactorily.
Ce but est atteint conformément à l'invention au moyen d'un dispositif destiné au dépôt métallique sur un substrat et plus particulièrement sur des surfaces irrégulières du type qui comprend une cellule d'électrolyse constituée d'une enceinte dans laquelle circulent des solutions de traitement dont l'électrolyte et où débouchent une anode comportant un canal central d'alimentation et un canal d'éjection ; ladite enceinte étant délimitée par la surface irrégulière formant cathode, par des éléments en matériau isolant électrique formant moyens d'étanchéité de ladite enceinte et par l'anode, caractérisé en ce que l'anode a une géométrie adaptée au profil de la surface irrégulière formant cathode de telle sorte que la distance entre anode et cathode soit sensiblement uniforme dans toute la cellule. This object is achieved in accordance with the invention by means of a device intended for metallic deposition on a substrate and more particularly on irregular surfaces of the type which comprises an electrolysis cell consisting of an enclosure in which treatment solutions circulate. of which the electrolyte and to which an anode comprising a central supply channel and an ejection channel open; said enclosure being delimited by the irregular surface forming a cathode, by elements of electrically insulating material forming sealing means of said enclosure and by the anode, characterized in that the anode has a geometry adapted to the profile of the irregular surface forming cathode such that the distance between anode and cathode is substantially uniform throughout the cell.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite anode est partiellement amovible et interchangeable. According to another characteristic of the invention, said anode is partially removable and interchangeable.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, lesdits moyens d'étanchéité forment également moyens de positionnement et de fixation de la cellule sur le substrat. According to a particularly advantageous characteristic, said sealing means also form means for positioning and fixing the cell on the substrate.
Selon encore une autre caractéristique, lesdits moyens d'étanchéité et de fixation comprennent une embase entourant la surface irrégulière à revêtir et munie d'un organe de maintien par effet de ventouse. According to yet another characteristic, said sealing and fixing means comprise a base surrounding the irregular surface to be coated and provided with a holding member by suction cup effect.
Le dispositif de l'invention est d'une très grande fiabilité et permet l'automatisation du procédé d'électrolyse tout en augmentant considérablement la cinétique du dépôt. The device of the invention is very reliable and allows the automation of the electrolysis process while considerably increasing the kinetics of the deposit.
L'invention permet également d'obtenir, du fait de la régularité des paramètres d'électrolyse (agitation, température, densité de courant...) des caractéristiques physico-mécaniques des dépôts ou alliages très précises et parfaitement reproductibles. The invention also makes it possible to obtain, due to the regularity of the electrolysis parameters (agitation, temperature, current density, etc.), physico-mechanical characteristics of the very precise and perfectly reproducible deposits or alloys.
De plus, elle permet d'obtenir certaines caractéristiques mécaniques qu'il est impossible d'obtenir de façon traditionnelle par immersion dans des bains de sels simples. (Ex : dureté, structure, porosité, etc). In addition, it makes it possible to obtain certain mechanical characteristics which it is impossible to obtain in the traditional way by immersion in simple salt baths. (Ex: hardness, structure, porosity, etc.).
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins annexés sur lesquels
La figure 1 représente une vue en coupe du dispositif de l'invention.The invention will be better understood on reading the description which follows, accompanied by the appended drawings in which
Figure 1 shows a sectional view of the device of the invention.
Sur cette figure, le substrat S présente une surface irrégulière matérialisée par une cavité 1. In this figure, the substrate S has an irregular surface materialized by a cavity 1.
Le dispositif de l'invention permet de remédier au problème technique qui consiste à revêtir la paroi de cette cavité 1 d'un dépôt métallique dont les caractéristiques sont imposées strictement et indépendamment du reste du substrat. The device of the invention overcomes the technical problem which consists in coating the wall of this cavity 1 with a metallic deposit, the characteristics of which are imposed strictly and independently of the rest of the substrate.
Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une cellule d'électrolyse constituée d'une enceinte 2 destinée à contenir les diverses solutions de traitement dont l'électrolyte. The device shown in Figure 1 comprises an electrolysis cell consisting of an enclosure 2 intended to contain the various treatment solutions including the electrolyte.
L'enceinte 2 a un faible volume et est délimitée dans la partie inférieure par la paroi de la cavité 1 formant cathode, latéralement par les moyens d'étanchéité 3 de la cellule et dans la partie supérieure par la surface anodique 4a de l'anode 4.The enclosure 2 has a small volume and is delimited in the lower part by the wall of the cavity 1 forming a cathode, laterally by the sealing means 3 of the cell and in the upper part by the anode surface 4a of the anode 4.
Les moyens d'étanchéité 3 sont constitués d'éléments en matériau isolant d'un point de vue électrique et ont également pour fonction de positionner et de fixer la cellule sur le substrat. The sealing means 3 consist of elements made of insulating material from an electrical point of view and also have the function of positioning and fixing the cell on the substrate.
La fixation est réalisée par bridage sur le substrat, ou au moyen de ventouse ou d'aimants ou bien encore par l'intermédiaire de moyens mécaniques extérieurs à la cellule (par exemple manipulateur...)
Ils comprennent une embase 3a qui repose sur le substrat en entourant la cavité à traiter coopérant avec un organe de maintien 3b de ladite embase sur le substrat fonctionnant par succion ou effet de ventouse.The fixing is carried out by clamping on the substrate, or by means of suction cup or magnets or even by means of mechanical means external to the cell (for example manipulator ...)
They include a base 3a which rests on the substrate surrounding the cavity to be treated, cooperating with a holding member 3b of said base on the substrate operating by suction or suction effect.
Ladite embase 3a est réalisée de manière avantageuse en polypropylène et son épaisseur est déterminée de manière optimale pour isoler latéralement la surface anodique 4 de la surface cathodique 1 tout en minimisant le volume de l'enceinte 2. Said base 3a is advantageously made of polypropylene and its thickness is optimally determined to laterally isolate the anode surface 4 from the cathode surface 1 while minimizing the volume of the enclosure 2.
Les moyens d'étanchéité 3 comprennent aussi un élément de support 3c de la surface anodique 4a relié à l'embase 3a et assurant l'étanchéité de l'enceinte dans la partie supérieure conjointement et de manière périphérique avec la surface anodique 4a. Cet élément de support 3c est réalisé également en un matériau isolant électrique et de préférence en polypropylène. The sealing means 3 also comprise a support element 3c of the anode surface 4a connected to the base 3a and ensuring the sealing of the enclosure in the upper part jointly and peripherally with the anode surface 4a. This support element 3c is also made of an electrical insulating material and preferably of polypropylene.
La surface anodique 4a a une géométrie adaptée au profil de la paroi de la cavité 1 formant surface cathodique de telle sorte que l'entrefer dans lequel circule l'électrolyte a une largeur sensiblement uniforme dans l'enceinte 2. The anode surface 4a has a geometry adapted to the profile of the wall of the cavity 1 forming a cathode surface so that the air gap in which the electrolyte circulates has a substantially uniform width in the enclosure 2.
L'anode 4 comporte également un canal central 4b débouchant dans l'enceinte 2 et destiné à l'alimentation de ladite enceinte 2 en solutions de traitement dont l'électrolyte. The anode 4 also includes a central channel 4b opening into the enclosure 2 and intended for supplying said enclosure 2 with treatment solutions including the electrolyte.
L'anode peut être constituée d'un matériau soluble (nickel, cuivre, cadmium, zinc, etc.) ou de préférence d'un matériau insoluble dans les solutions électrolytiques considérées (plomb, alliage de plomb, platine, titane platiné ou rhodié, etc.). The anode may consist of a soluble material (nickel, copper, cadmium, zinc, etc.) or preferably of a material insoluble in the electrolytic solutions considered (lead, lead alloy, platinum, platinum or rhodium titanium, etc.).
La surface anodique 4a est amovible et peut être remplacée totalement ou partiellement par une autre surface anodique de profil différent adapté de façon avantageuse à la forme de la cavité à traiter. The anode surface 4a is removable and can be replaced totally or partially by another anode surface of different profile advantageously adapted to the shape of the cavity to be treated.
L'enceinte 2 est pourvue d'un canal d'éjection 5 débouchant dans ladite enceinte 2 et réalisé ou monté au travers de l'élément de support 3c. Le canal d'éjection 5 est éventuellement connecté à un dispositif de pompage pour recirculation ou évacuation. The enclosure 2 is provided with an ejection channel 5 opening into said enclosure 2 and produced or mounted through the support element 3c. The ejection channel 5 is optionally connected to a pumping device for recirculation or evacuation.
Bien entendu, l'anode 4 et la surface cathodique de la cavité 1 sont reliées à des moyens d'alimentation électrique pour que le phénomène d'électrolyse puisse se produire. Of course, the anode 4 and the cathode surface of the cavity 1 are connected to electrical supply means so that the phenomenon of electrolysis can occur.
Exemple
Dureté obtenue à partir d'un bain de nickel de Watt de formulation classique sans additif organique.Example
Hardness obtained from a Watt nickel bath of conventional formulation without organic additive.
0 520C Vitesse d'agitation : 0,5 m/s
DDC 5A/dm2 10A/dm2 30A/dm2
Dureté 240 250 360
(HV/100g)
DDC = densité de courant
HV/100 g = dureté Vickers sous une charge de 100 g.0 520C Stirring speed: 0.5 m / s
DDC 5A / dm2 10A / dm2 30A / dm2
Hardness 240 250 360
(HV / 100g)
DDC = current density
HV / 100 g = Vickers hardness under a load of 100 g.
Par voie classique, il est pratiquement impossible de dépasser une DDC de 8A/dm2, la vitesse de renouvellement des ions dans la pellicule cathodique étant trop faible et de ce fait des duretés aussi élevées ne peuvent être atteintes. Conventionally, it is practically impossible to exceed a DDC of 8A / dm2, the rate of renewal of the ions in the cathode film being too low and therefore such high hardnesses cannot be reached.
Pour des bains de chromage dur, on obtient selon le même procédé, avec le dispositif de l'invention des vitesses de déposition variant dans un rapport de 5 à 10 par rapport aux dispositifs traditionnels. For hard chrome plating baths, the deposition speeds varying in a ratio of 5 to 10 compared to traditional devices are obtained using the same method with the device of the invention.
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| FR2663045B1 FR2663045B1 (en) | 1993-03-26 |
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| FR2592895A1 (en) * | 1986-01-16 | 1987-07-17 | Selectrons France | INSTALLATION FOR PERFORMING LOCALIZED ELECTROLYTIC TREATMENTS OF SURFACES. |
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1990
- 1990-06-07 FR FR9007103A patent/FR2663045B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| FR2663045B1 (en) | 1993-03-26 |
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