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Objet en aluminium ou alliage d'aluminium, recouvert d'un revêtement constitué en grande partie par de l'oxyde d'aluminium et procédé pour l'obtention d'un tel revêtement.
La présente invention se rapporte à des objets en alu- minium ou alliages d'aluminium dénommés ci-après "alumi- nium") recouverts d'un r evêtement imperméable, dur, cris- tallin, constitué en grande partie par de l'oxyde d'aluminium, et à des procédés pour l'obtention de tels revêtements..
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L'invention vise en particulier des revêtements obtenus, en partie, par une solution produisant un revêtement, con- tenant de l'acide sulfurique.
Les revêtements selon l'invention, décrits ci-après sont ceux désignés sous le terme générique de "revêtements d'oxyde" et sont bien connus, sous leurs diverses formes, des hommes du métier. Do tola revêtemens, tout en ayant une caractéristique commune, c.à.d. celle d'être constitués principalement par de l'oxyde d'aluminium, peuvent beaucoup différer les uns des autres dans leurs propriétés, selon- les procédés par lesquels ils ont été produits à la.surface de l'aluminium.
Le terme "revêtements d'oxyde" tel qu'il est employé dans cette description, définit les revêtements d'oxyde produits à la surface de l'aluminium par l'action,, avec ou sans l'aide d'un courant électrique, d'une solu- tion aqueuse ou d'un autre liquide contenant un agent chi- mique attaquant l'aluminium.. Parmi toutes ces solutions la préfér ence est donnée à celle de l'acide sulfurique, ,comme on le verra plus loin, et l'invention sera décrite en se référant avant tout à de telles solutions.
Lorsque l'on produit de tels revêtements sur de 1'au- minium, on emploie une solution d'acide sulfurique qui, peut contenir de 2à 70 o/o environ en poids (voire même plus ou moins') d'acide sulfurique, comme électrolyte d'une cellule électrolytique dans laquelle l'aluminium devant être revêtu constitue l'anode. N'importe quel métal appro prié tel que du plomb constitue la cathode. Une tension d'environ 5 à 20 volts est appliquée à la cellule, l'élec- trolyte étant maintenu à des températures au-dessous de
40 C. environ et l'électrolyse poursuivie jusqu'à ce que le revêtement désiré soit formé.
Dans ces conditions, il¯ Se forme à la surface de l'anode d'aluminium un revêtement
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d'oxyde dur, perméable, et qui peut être d'une certaine épaisseur. De tels revêtements sont absorbants et lors- qu'ils sont mis en contact avec des colorants, des liquida teintants et autres matières semblables, sont ainsi colo-- rés.
Des essais faits avec des revêtements d'oxyde de cette nature-ont montré que lorsque 1 aluminium ainsi revêtu est immergé dans de l'eau bouillante pendant un temps court, le revêtement subit une transformation fondamentale de ses propriétés, On a trouvé que cette transformation se mani- feste par une absence pratique de porosité - le revêtement devenant moins absorbant et souvent incapable d'adsorber d'une manière appréciable les teintures et taches, comme c'est le cas pour les revêtements d'oxyde usuels. L'étude de ces revêtements à l'aide des rayons Roentgen a réviélé que le revêtement d'oxyde, par son traitement dans l'eau bouillante, devient cristallin, tandis qu'avant son traitement, il est apparemment de nature non-cristalline ou amorphe.
Par la transformation d'une forme amorphe en une forme cristalline, les caractéristiques chimiques du revêtement sont apparemment modifiées comme le sont semblablement les caractéristiques physiques. Une grande partie ou tous les pores du revêtement d'onde auparavant absorbant sont bouchés et la porosité du revêtement est supprimée ou considérablement diminuée.
Selon la présente invention, le revêtement formé sur de l'aluminium est un revêtement composé principalement d'oxyde d'aluminium, plutôt cristallin qu'amorphe, plutôt imperméable que perméable et plutôt non-absorbant qu'ab- sorbant. D'ailleurs, ce revêtement ressemble aux meilleurs revêtements connus dans la branche, en ce sens qu'il est
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normalement dur et adhérent et non seulement résistant à l'abrasion, mais ne s'écaille pas ou ne saute pas sous l'effet d'une flexion ou d'un pliage normal du métal qu'il revêt.
Bien que le traitement dans l'eau bouillante, par le- quel on obtient les revêtements d'oxyde ayant les propri- étés ci-dessus, provoque généralement ces propriétés jus- qu'à un certain degré dans les revêtements d'oxyde, ces propriétés ne sont pleinement atteintes que lorsque le re- vêtement d'oxyde qui doit être traité a été produit dans un électrolyte contenant de l'acide sulfurique. Un grand nombre de revêtements semblables, d'oxyde, produits par l'acide sulfurique sont, après avoir été traités selon l'invention, commercialement très appréciés et possèdent au plus haut degré, une combinaison des nouvelles propri- étés : imperméabilité et non-absorption, dureté et résistan- ce à l'abrasion qui sont des caractéristiques de bons re- vêtements commerciaux.
Il est préférable, lors de l'exécution pratique de l'invention, de traiter l'aluminium revêtu d'oxyde, dans de l'eau à la température d'ébullition, maison a constaté que la transformation fondamentale à l'état cristallin, qui caractérise les revêtements nouveaux, est obtenue à une vitesse normale dans de l'eau à des températures aussi faibles que 80 degrés c. et après traitement au-dessus de
80 degrés C. environ, les caractéristiques distinctives du revêtement cristallin sont également manifestes. Dans de l'eau de moins de 80 c., cette transformation, si elle se produit, a lieu très lentement et, habituellement, les re- vêtements ne changent pas suffisamment de caractéristiques Ru ne se transforment pas à une vitesse assez rapide pour
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justifier l'emploi de ce traitement.
Lors de la mise en oeuvre pratique de l'invention, il est préférable d'immerger l'aluminium revêtu d'oxyde dans de l'eau de plus de 80 c. d environ, pendant au moins 10 minutes ou jusque ce que les caractéristiques désirées soient obtenues dans le revêtement traité. Un revêtement d'oxyde produit sur une anode d'aluminium électrolisée dans un électrolyte d'acide sulfurique contenant 25 o/o en poids d'acide sulfurique, doit être traité de préférence dans de l'eau bouillante pendant environ 30 minutes.
Les revêtements d'oxyde cristallins, durs, imperméables, non-absorbants, produits sur de l'aluminium,selon l'invention, sont très utiles et possèdent des propriétés telles que de nouveaux horizons s'ouvrent à l'utilisation de l'aluminium revêtu d'oxyde.
Il est souvent vrai, tel le cas des plateaux de service en aluminium revêtu d'oxyde, que la propriété absorptive généralement désirable d'un revêtement d'oxyde normal provoque des inconvénients. Ainsi, dans le cas mentionné, du café ou d'autres liquides colorés, en particulier ceux de nature colloïdale ou seriii-colioldale, une fois renversés sur le plateau en aluminium recouvert d'oxyde, sont absorbés par le revêtement en laissant alors une tache indélébile et colorée. Dans de tels cas, 11 aluminium revêtu des nouveaux revêtements d'oxyde de nature non-absorbante, est tout-à-fait indiqué. De même, la résistance à la corrosion des nouveaux revêtements d'oxyde est bien supérieure à la résistance des revêtements d'oxyde produits jusqu'ici sur de l'aluminium.
La résistance accrue produite dans les revêtements d'oxyde utilisés jusqu'ici, à cause de leur résistance normale à la corrosion, est une propriété-dent i'importance à des effets très étendus.
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Une des propriétés les plus utiles de ces revêtements d'oxyde à leur état poreux original est que le revêtement peut être coloré soit en y déposant une substance de couleur caractéristique, soit par traitement avec des solutions de colorants organiques qui sont adsorbés dans ou sur le revêtement et produisent des couleurs caractéristiques* Un autre traitement utile du revêtement d'oxyde consiste à y déposer une substance telle qu'un chromate ou uno silicate empêchant la corrosion, cette substance déposée augmentant la résistance à la corrosion du revêtement.
Toutefois, lors de tels traitements, les substances adsorbées par le revêtement ont quelque peu tendance, dans certaines conditions d'emploi et en particulier lorsqu'elles sont exposées à l'action de l'humidité ou des intempéries, à être lavées du revêtement; bien que dans beaucoup de cas ce désavantage n'est pas prononcé, il est dans certains cas préjudiciable à l'emploi commercial des surfaces d'aluminium revêtues d'oxyde, colorées, ou dans les pores desquels une substance empêchant la corrosion est déposée.
On a découvert que, lorsqu'un revêtement d'oxyde est formé sur une surface d'aluminium et qu'une substance, co- lorée ou autre, est déposée dans ce revêtement, une partie importante de la substance déposée peut y être retenue d'une fagon assez permanente, si l'on traite la surface d'aluminium revêtue d'oxyde selon le procédé indiqué ci- dessus, c'est-à-dire avec de l'eau maintenue à des tempéra.- tures supérieures à 80 C. environ. Dans ces conditions, on peut retenir une partie importante de la substance dépo- sée dans le revêtement d'oxyde et ceci d'une manière satis-- faisante pendant le traitement.
La substance est plus ou moins fixée d'une manière permanente au revêtement et ne sera
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plus lavée ou influencée par l'action de l'humidité ou des intempéries, excepté, naturellement, l'action possible de la lumière ou du soleil sur la substance colorante.
Lors de l'exécution pratique de l'invention, on forme d'abord un revêtement d'oxyde sur l'aluminium, de n'importe quelle manière connue, par exemple à l'aide d'un électrolyte contenant de l'acide sulfurique, comme décrit ci-dessus, ou à l'aide d'une solution, généralement alcaline, dans laquelle le revêtement d'oxyde est formé par une réaction chimique sans l'emploi d'énergie électrique externe. si l'on désire obtenir un revêtement coloré, on Immerge alors la surface d'aluminium revêtue d'oxyde dans la. solution d'un colorant organique, ou bien on précipite un pigment coloré inorganique dans les pores du revêtement. Apres ce traitement, on immerge la.
surface d'aluminium revêtue c'oxyde alors colorée, dans de l'eau maintenue à des températures de 800 à 1000 C, environ et on traite cette surface dans la dite eau pendant une période qui peut être facilement déterminée à l'avance, mais qui est ordinairement, en pratique, de 5 à 40 minutes environ.
Si l'on ne désire pas avoir un revêtement coloré, mais qu'une substance doit être déposée dans le revêtement pour en diminuer la perméabilité ou pour en augmenter la résistance à la corrosion, on forme d'abord sur l'aluminium le revêtement d'oxyde et on traite ensuite la surface d'aluminium revêtue d'oxyde pour déposer dans ses pores, soit par précipitation, soit par adsorption, soit par d'autres moyens, la substance désirée. Après quoi, on immerge l'aluminium revêtu d'oxyde ainsi traité, dans de l'eau maintenue à des températures supérieures à 80 C. environ, jusqu'à ce que le résultat désiré soit obtenu.
Alternativement, on peut exécu-
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ter simultanément le dépôt de la substance empêchant la corrosion et le traitement à l'eau chaude, en employant une solution aqueuse de la substance empêchant la corrosion maintenue à une température supérieure à 80 C, environ et de préférence entre 80 C. et le point d'ébullition de cette solution. Ordinairement, la durée du traitement est de
5 à 40 minutes environ.
La substance employée comme agent empêchant la corro- sion peut être n'importe quelle substance apte à être ad- sorbée ou absorbée par le revêtement d'oxyde, et qui résis- te au genre de corrosion que l'on désire empêcher. Pour obtenir de l'aluminium revêtu d'oxyde, résistant à l'atta- que corrosive de sels et de solutions alcalines faibles, on traite l'aluminium revêtu d'oxyde avec une solution conte-- nant un anion chromate ou bichromate (appelé dans les re- vendications "anion chromate"), ou bien on traite cet alu- minium revêtu d'oxyde avec une solution de silicate de so- dium. Lorsque l'on emploie des solutions de chromates, on préfère les bichromates alcalins, mais l'acide chromique est également très, actif.
Les surfaces d'aluminium présentant un revêtement d'oxyde, dans et-sur lequel une substance a été déposée,. lorsqu'elles sont traitées de la manière décrite ci-dessus et selon l'invention, retiennent la substance déposée plus longtemps et dans des conditions plus rigoureuses que ce ne serait le cas si la surface d'aluminium revêtue d'oxyde n'avait pas été traitée selon les principes de l'invention.
En outre, pendant le traitement dans de l'eau mainte- nue à une températursupérieure à 80 c. environ, il n'est
Pas dissout ou lavé de quantité importante de la substance dépsoée dans le revêtement d'oxyde, et ainsi tous les
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avantages essentiels relatifs au dépôt dans le revêtement d'oxyde, des substances mentionnées ci-dessus, peuvent être retenus, tandis qu'en même temps, les propriétés de l'article revêtu d'oxyde sont modifiées de telle sorte qu'elles augmentent d'une façon importante leur utilité.
Bien que dans la description de l'invention et dans la manière selon laquelle elle peut être exécutée, on ait fait référence à des méthodes et à des matériaux spéciaux, il est bien entendu que de telles références n'ont été données qu'à titre d'exemple explicatif et non comme limitation des revendications annexées.