BE366558A

BE366558A - Composition pour recouvrir les metaux et methode pour la fabriquer et s'en servir

Info

Publication number: BE366558A
Authority: BE
Original assignee: La Societe Continentale Parker
Priority date: 1929-01-10
Filing date: 1929-12-28
Publication date: 1930-01-31
Also published as: DE641750C; FR680946A; US1887967A; GB346401A

Description


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  "Composition pour recouvrir les métaux et méthode pour la fabriquer et s'en servir" 
Cette invention a trait à une composition pour le revêtement des métaux et à une-méthode pour la   fabri-   quer et s'en servir . Elle a plus particulièrement trait à une composition pour le revêtement des métaux, et prin-   cipalement   le fer, avec des couches de phosphate convena- bles pour faire adhérer au métal, la peinture, l'émail, le nickel ou toute autre couche de finition . 



   Cette invention a pour objet de   fabrique   une composition pour recouvrir des articles de métal, parti- culièrement en fer ou en acier, d'une couche adhérente 

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 qui formera une couche d'accrochage pour la peinture,   l'émail,   les revêtements métalliques par voie   électro-   lytique et réunira la couche de peinture ou autre à la matière même des pièces d'une façon telle que la couche ne pourra ;jamais se'soulever ou   s'écailler :   
Elle a pour objet également la fabrication du produit approprié pour constituer le bain destiné à produire   la.   couche adhérente sur le métal, et aussi de fournir la méthode pour faire adhérer à une surface en métal une couche de peinture ou   d'émail ;.   



   Les autres particularités et objets de cette invention paraîtront au fur et à mesure de la deserip- tion . 



   On décrira tout dtabord une méthode spécifia que d'application de l'invention et ensuite les princi- pes mêmes de l'invention avec des variantes et les li- mites dans lesquelles il sera préférable de se   tenir :,   
Le fait de recouvrir   des   pièces en fer ou en acier de couches de phosphate pour les   empêcher   de roui]      1er et pour former une base d'accrochage pour tout au- tre enduit est bien   connu 1.   Un Brevet américain GREEN et autres n  1.651.684 du 6 Décembre 1927 décrit une composition et la manière de la fabriquer, et cette com- position a rencontré beaucoup de succès et est employée de façon courante ,. 



     Inapplication   de cette composition   comme   elle est décrite dans ledit Brevet donne une couche qui for- me une base satisfaisante pour la peinture ou   l'émail$,   surtout si cette couche a été préalablement brossée amis elle ne convient pas aux recouvrements métalliques par 

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 électrolyse . 



   De plus, la   domposition   décrite dans ledit Brevet ou les autres compositions similaires consistant essentiellement en solutions faibles de phosphates aci- des ou diacide phosphorique n'attaquent pas immédiate- ment les métaux et ne forment un revêtement de phospha- te que si les métaux ont été préalablement soigneuse- ment nettoyés . De plus, ces compositions agissent très peu, quelquefois pas du tout, sur les surfaces dures et polies, à moins que ces surfaces ne soient préalable;- ment traitées au jet de sable ou décapées . Si la sur- face est décapée, elle nécessite encore un nouveau trai   tement   approprié avant que la composition agisse sur elle . 



   La présente invention a pour objet une com- position qui attaque instantanément les pièces de fer ou d'acier, même celles ayant une surface dure et lisse, ou une surface rouillée, sans traitement préalable, et qui forme très rapidement une couche constituant une très bonne base pour l'émail ou la peinture et aussi pour les   revêtements   métalliques par électrolyse 
Une telle composition peut être obtenue'en ajoutant à la poudre de phosphate diacide, préparée con- formément audit Brevet ou par d'autres méthodes équiva- lentes,

   de l'oxyde de cuivre dans la proportion de une partie d'oxyde de cuivre pour quarante parties de poudre On laissera de préférence reposer ce mélange pendant plusieurs jours et on s'apercevra alors que ltoxyde de cuivre a réagi- sur la poudre de phosphate 

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 pour former du phosphate de cuivre . En dissolvant cet- te composition dans un bain selon là méthode décrite dans ledit Brevet, les articles de fer ou d'acier   plon   gés dans ce bain seront rapidement recouverts d'une cou che de phosphate insoluble , La réaction se produit promptement sur les surfaces polies et dures, et même sur les surfaces rouillées .

   Cependant les pièces de- vront être bien   exemptes de graisse   pour quelle résul- tat soit   certain   La réaction se produit très rapide- ment et est terminée au bout de cinq à dix minutes ,. 



   Un bain satisfaisant peut être préparé et maintenu en dissolvant approximativement 25 kiles de poudre dans une cuve ,de   950   litres et en ajoutant de la poudre pour obtenir]30 points   d'acidité)   comme décrit dans ledit Brevet   . On   peut naturellement employer une solution plus ou moins forte. Après le traitement de la pièce comme décrit ci-dessus, cette dernière pourra être lavée, séchée et achevée par une application de peinture ou d'émail. 



   La composition décrite ci-dessus est celle qui   semble la   meilleure, et la méthode de fabrication paraît quant à présent la plus économique et la plus sa- tisfaisante . Cependant certaines modifications peuvent être apportées sans perdre pour cela certains des avan- tages   résultant   de l'invention; la méthode de procéder et lesdites modifications seront indiquées ci-après 
Une   solution!contenant   un sel d'un métal moins basique que le fer réagit sur la surface du fer pour dissoudre cette surface et déplace dans le sel le- 

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 dit métal moins basique Le métal moins basique est séparé de son sel à la surface du fer et pour cette rail son déposé sur le fer;

   mais ordinairement ledit métal est déposé sur le fer en parcelles détachées et ne for- me pas une couche adhérente ; 
L'action d'un bain contenant un phosphate très acide de fer ou de métal plus basique que le fer, comme le manganèse ou le zinc, est apparemment de dissoudre une partie de la surface du fer et de former un phos- phate moins acide ou normal de fer et du métal plus ba- sique que le   fer;;ce   phosphate moins acide et par suite moins soluble, se forme sur la surface du fer en même temps que le fer de la surface se trouve dissous ; il forme donc une couche intimement solidaire et adhérente sur la surface du fer . 



   Lorsqu'il y à à la surface du fer des parcel- les de métal moins basique que le fer, tel que le   cui-   vre, il se forme à chaque trace de métal étranger, en présence d'un électrolyte, une pile en miniature,qui   ac     célère   la réaction du fer avec le bain pour produire   la    dite couche adhérente de   phosphate,,  La composition dé- crite   cidessus   agira donc très promptement sur la sur- face du fer, détruira les taches de cuivre et   incorpore...   ra ce cuivre dans la couche insoluble de phosphates de 
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 fer et de manganése ., 
La couche qui est ainsi formée, en un temps relativement court, constitue une base très satisfaisante pour l'émail ou la peinture , On peut s'en servir également comme base pour le nickelage,

   pour le chromage 

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 ou autre revêtement analogue . L'émail ou la peinture peuvent être appliqués sur la'couche obtenue, sans trail tement préalable, bien que ladite couche puisse être polie si on le   désire ).   



   Le   revêtement   électrolytique peut aussi être fait sans aucun traitement de la couche de phosphate et de cuivre, mais le revêtement électrolytique sera faci-      lité par le passage au tampon de la couche de phosphate et de cuivre, qui feraapparaître les particules de cui vre et polira la couche, ce qui permettra un   dépôt   plus rapide du nickel ou autre métal et une finition meilleu re de la pièce . 



   Il a été trouvé qu'une proportion de cuivre dans le bain, moindre que celle résultant de la compos tion ci-dessus décrite, facilite   l'opération,   mais rend celle-ci moins avantageuse ,. 



   Une plus petite quantité de cuivre donnera un traitement aussi rapide et satisfaisant qu'avec les pro portions données, mais le dépôt du suivre est   propor-   tionnellement plus rapide que le   déppt   des phosphates et de ce fait, au fur et à mesure que la réaction se produit, la proportion de cuivre se trouve réduite, et la proportion initiale spécifiée est nécessaire pour assurer la production suffisante de cuivre dans le bain lorsque celui-ci a perdu de sa force ,.

     D'autre   part, une augmentation du cuivre dans la solution au-delà des proportions spécifiées retarde l'action des phosphates,, Vraisemblablement, le dépôt rapide du cuivre   empêche '   quelque peu le contact entre la solution et le fer, 

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 mais quelles que soient les Explications théoriques des   résaltats,   l'action lente provoquée par une proportion de cuivre dans le bain plus grande que celle spécifiée, est un fait démontré . 



   Il est   bien'entendu   que la solution de phos- phates peut être obtenue et que le cuivre peut être in- troduit dans la solution de différentes façon et les résultats obtenus seront les mêmes sur les articles ine troduits dans le   bain ,;   Cependant l'attention est   atti   rée sur quelques principes qui limitent les modifica- tions éventuelles du procédé . 



   D'abord il est entendu que l'on ne doit pas introduire dans le bain, au fur et à mesure que l'on fait le plein de la cuve,, de substances qui resteraient dans la cuve et achuèreraient de ce fait une concentra,- tion progressive . Des corps tels que la soude ou   au**   très composés de métaux alcalins neutralisent une par- tie de l'acide, et paraissent ne pas influer outre me- sure sur l'action du bain., mais si ces corps ne sont pas enlevés du bain, il est bien certain que des addi- tions répétées de ceux-ci modifieront la concentration du'bain à tel point qu'il devrait être jeté et qu'il faudrait en établir un nouveau Des corps tels que 1'- acide borique sont assez   volatils pour   disparaître en partie et ne pas s'accumuler dans le bain jusqu'à une concentration nuisible, quand ils sont employés en pe- tites quantités,

   pour éviter la prise en masse du sel ou pour toute autre raison :mais généralement parlant des corps solubles autres que des phosphates doivent être évités. 

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   N'importe quel acide plus fort que l'acide phosphorique s'oppose à l'action des phosphates . 0'est pourquoi le bain ne doit pas contenir d'acide plus fort que l'acide phosphorique, étant donné que cet acide fort empêcherait toute réaction de l'acide phosphorique sur le   fer        
Quand il se'trouve dans le bain un acide plus fort comme par exemple l'acide   sulfurique,   nitrique ou chlorhydrique, le dégagement de l'hydrogène à la surface se produit rapidement et donne l'apparence d'une rapide réaction à la surface du métal, mais la réaction positi- ve des phosphates sur le métal est   grahdement     retardée,   sinon complètement arrêtée   jusqu'à   ce que l'acide plus fort ait été neutralisé .

   Pour cette raison; aucune so- lution de cuivre contenant le radical d'un acide plus fort que l'acide phosphorique ne sera employée'pour fournir le cuivre au   bain ):        
Des métaux autres que le cuivre et moins   basi   ques que le fer peuvent être employés avec des résul-   tats à   peu près similaires .. L'argent donne les mêmes le résultats que/cuivre mais est difficilement employable en raison de son prix élevé .

   Le plomb seul réagit très lentement mais avec une très petite quantité de cuivre dans le bain, il réagira: très rapidement, le cuivre pa-   raissant   faciliter le   dépôt   du plomb sur le fer , 
En se servant de proportions appropriées de cuivre et de plomba un bain renfermant du plomb peut être employé et la   couleur   noire qui en résulte est quelquefois préférable   à   la couleur rougeâtre obtenue 

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 en se servant de cuivre   seul ,,   Cependant le plomb en présence du cuivre dans le bain a une tendance à se dé- poser sur la surface du fer avec une rapidité nuisible, il forme une couche moins adhérente et donne moins de satisfaction que le cuivre   seul ,,,

          
Le mercure se trouve déposé si rapidement sur la surface du fer qu'il agit quelque peu comme dans le cas où il existe un excès de cuivre dans le   bain .   Une quantité infime de mercure peut être employée dans le bain pour commencer le traitement, mais il est évident que dans ce cas le mercure sera vite épuisé .

   Il y a évidement d'autres métaux moins basiques que'le fer qui peuvent être employés jusque une certaine limite, mais il ne semble pas qu'il en existe qui possèdent tous les avantages du cuivre et c'est pourquoi ce dernier est le métal   préféré -,   
Comme suggéré ci-dessus, le cuivre peut être introduit dans le bain d'une manière quelconque et sous forme d'un composé quelconque de cuivre soluble dans un solution faible de phosphate; mais la nécessité d'éviter un acide plus fort que l'acide phosphorique ou un corps   quelconque   qui demeurerait dans le bain et s'y   concen-     trerait,   limite les compositions de cuivre possibles ,. 



   Le carbonate de cuivre peut être employé à la place de l'oxyde de cuivre avec les proportions nécessaires pour introduire la même proportion de cuivre métallique ; 
Pour des raisons d'ordre commercial, il est préférable de fabriquer le produit contenant les élé- ments nécessaires pour former le bain sous la forme d'u corps sec ou en poudre , Le phosphate de cuivre diacide      

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 pourrait être mélangé à cet ingrédient mais il est dif- ficila de produire du phosphate de cuivre   dihydrogène   sous la forme de poudre ou de granulés secs, ce phos- phate de cuivre ayant tendance à conserver un état quel que peu plastique ou   gélatineux ,   Pour cette raison,

   il a été trouvé plus pratique de mélanger avec la poudre de phosphate une composition de cuivre qui réagira sur le phosphate pour former le phosphate de cuivre dans la poudre   elle-même   . Cette réaction se produira avec n'importe quelle composition de cuivre   soluble   dans une solution de phosphate, mais pour les raisons indiquées ci-dessus, on ne doit pas se servir d'une composition de cuivre qui contienne soit le radical d'un acide plus fort que   l'acide   phosphorique xxxxxxxxxxxxxxxxxxx   -ou   n'importe Truelle substance qui sé- journerait et se concentrerait dans le   bain,$   
Le même raisonnement s'applique à l'emploi de n'importe quels métaux autres que le cuivre et moins basiques que le fer,

   et il n'est pas nécessaire de l'- appliquer à chacun de ces métaux en particulier . 



   .Les réactions précédentes ont été décrites      pour de la poudre de phosphate comme spécifiées dans le Brevet ci-dessus indiqué, il est bien entendu que les mêmssprincipes s'appliquent à n'importe quelle com- position contenant des phosphates de fer ou dtautres métaux plus basiques que le fer 
Une couche de phosphate et de cuivre   abtenue ;   comme décrit ci-dessus n'est pas aussi satisfaisante au point de vue anti-rouille qu'une couche exempte de cui- 

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 vre,car la présence de ce dernier accélère la présence de la rouille chaque fois que le fer est exposé à son influence .

   Dtun autre coté, la couche de phosphate et de cuivre   paratt   former une très bonne couche   d'accro-   chage pour la peintare ou l'émail et en certains cas elle est même   supérieurà   la couche de phosphate ne contenant pas de   cuivre ,;

     Pour cette raison, la poudre décrite ci-dessus et la couche résultant de son emploi sont particulièrement applicables comme sous-couche pour la peinture ou l'émail, mais ne sont pas desti- nées à remplacer le composé faisant l'objet du Brevet susvisé, dans les cas où le revêtement est destiné à préserver essentiellement les articles de la rouille 
Toutes les fois   quton   le désirera, une surs face en zinc pourra   tre   traitée suivant les principes exposés ci-dessus pour le fer 
Bien que quelques-unes des modifications éven- tuelles se rapportant à cette invention aient été étu- diées dans la description   ci.dessus,   il est bien enten- du que   dtautres   modifications peuvent être apportées sans pour cela sortir du cadre de   l'invention .   



   On peut réaliser l'invention de diverses au- tres façons, notamment en utilisant l'action directe de l'acide phosphorique et de phosphates de cuivre sur les métaux ferreux à protéger, bien que la méthode décrite en premier lieu semble préférable .

Claims

-:- REVENDICATIONS EMI12.1 m' r. o ,i 1 Un bain pour revêtement de métal comprenant une solution faible de phosphates d'un. métal l'un au moins de ces phosphates étant d'un métal aussi basique que le métal à revêtir, et au moins un autre des dits phosphates étant 'd'un métal moins basique que le métal à revêtir, le phosphate du métal moins basique ne consistuant qu'une fraction minime des phosphates dissous dans le bain ..

2 Un'bain suivant la revendication 1 et substantiellement exempt d'un acide plus fort que l'acide phosphorique .

3 Un'bain suivant la revendication 1 et substantiellement exeppt d'ingrédients solubles et non volatils autres que les phosphates .

42 Un bain suivant la revendication 1 dans lequel l'un au moins des phosphates est d'un métal aussi basique que le fer, et un des phosphates est ce- lui de cuivre, ce phosphate de cuivre n'étant présent qu'en petite quantité comparativement avec les phospha- tes de métal aussi basique que le fer 5 Un bain suivant les revendications 1 et 4, dans lequel les phosphates du métal aussi basique que le fer sont employés en quantités représentant dix fois la quantité de phosphate de cuivre 6 Un bain suivant la revendication 1, comprenant'des phosphates de manganèse.. de fer et de cuivre, les phosphates de manganèse et de fer représen... <Desc/Clms Page number 13> tant au moins dix fois la quantité de phosphate de cui- vre .

7 Un produit en poudre ou en grains pour compour un bain, comprenant des phosphates de métal solubles aussi basique que le fer et de métal moins ba- sique que le fer, ce dernier phosphate ne représentant qu'une fraction minime du total des phosphates .

8 Un produit en poudre ou en grains pour fourmer un bain, comprenant des phosphates soluble; de cuivre et de métal aussi basique que le fer ; 9 Un produit en poudre ou en grains pour composer un bain, comprenant des phosphates solu- bles de cuivre et de métal aussi basique que le fer, le cuivre dans lesdits phosphates ne représentant pas plus de 1/lOème du métal aussi basique que le fer .

10 Un produit en poudre ou en'grains pour composer un bain, comprenant des phosphates solu- blés de cuivre et de métal aussi basique que le fer, le dit produit étant substantiellement exempt d'acide plus fort que l'acide phesphorique ou de sels d'un acide plus fort que l'acide phosphorique 11 Un produit en poudre ou en grains pour composer un bain, comprenant des phosphates solu- bles de cuivre et de métal aussi basique que le fer, ledit produit étant exempt de substances solubles non volatiles autres que les phosphates .

12 Un produit en poudre ou en grains pour composer un bain, comprenant des phosphates solu" bles de manganèse et de cuivre, les phosphates de manga- nèse constituant la majeure partie du produit . <Desc/Clms Page number 14>

13 Un procédé de préparation d'un pro- duit pour constituer un bain, qui consiste à mélanger avec des phosphates solubles de métal aussi basique que le fer, un composé soluble dans l'acide phosphorique et contenant un métal moins basique que le fer , 14 Un procédé pour préparer un produit pour constituer un bain, qui consiste à mélanger avec des phosphates solubles de métal aussi basique que le fer, un composé soluble dans l'acide phosphorique et com tenant un métal moins basique que le fer, et à laisser ces substances réagir pour former les phosphates dudit mélal moins basique .

15 Un procédé pour préparer un produit pour former un bain, qui consiste à mélanger avec des, phosphates de manganèse un composé de cuivre soluble dans l'acide phosphorique, le cuivre dans ledit compo.- sé étant en quantité minime par rapport au manganèse dans ledit phosphate ,.

16 Un'procédé pour préparer un produit destiné à former un 'bain, qui consiste à mélanger avec des phosphates acides de manganèse, un composé de cui- vre soluble dans l'acide phosphorique,le cuivre dans ledit compose existant en quantité minime par rapport à la quantité de manganèse existant dans ledit phospha- te, et à laisser le mélange réagir pour former du phos phate de cuivre .

172 Un procédé pour préparer un produit destiné à former un bain, qui consiste à mélanger de EMI14.1 l'ortho"'phosphate di'acîde de manganèse un composé de cuivre soluble,dans l'acide phosphorique et exempt de <Desc/Clms Page number 15> substances susceptibles de se concentrer dans le bain formé en dissolvant ledit mélange .

18 Un procédé pour. préparer un produit destiné à former un bain, qui consiste à mélanger qua- rante parties d'ortho-phosphate di-acide de manganèse à une partie d'oxyde de cuivre, et à laisser ce mélange réagir pour former du phosphate de cuivre , 19 Un procédé pour revêtir le fer ou le zinc qui consiste à soumettre les articles de fer ou de zinc à l'action d'une solution chaude et faible de phosphates de métal aussi basique que le fer et une quantité moindre de phosphate d'un métal moins basique que le fer, à laver et sécher lesdits articles et fina- lement à les recouvrir de peinture ou d'émail .

20 Un procédé pour revêtir le fer ou le zinc qui consiste à soumettre des articles en fer ou en zinc à l'action d'une solution chaude et faible de phos phate de manganèse, de fer et de cuivre, la quantité de cuivre ne dépassant pas 1/lOème de la quantité de fer ou de manganèse dans la solution et la solution étant exempte d'acides plus forts que l'acide phosphorique ou de sels de tels acides, de laver et de sécher lesdtts articles, et de les recouvrir de peinture ou d'émail . <Desc/Clms Page number 16>

- :- R E S U M E -:- - :-:-:- Un bain'pour revêtement de métal comprenant une solution faible de phosphates d'un métal, l'un au moins de ces phosphates étant d'un métal aussi basique que le métal à revêtir, et au moins un autre desdits phosphates étant d'un métal moins basique que le métal à revêtir, le phosphate du métal moins basique ne cons- tituant qu'une fraction minime des phosphates dissous dans le bain .