BE415996A - - Google Patents

Description

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  Procédé de décomposition électrolytique du chrome et de chromage. 



   La présente invention se rapporte à la décomposition électrolytique du chrome ainsi qu'aux moyens et aux procédés qui s'y réfèrent. 



   L'invention a pour objet le perfectionnement du chromage par voie électrolytique, et réalise ce but en se servant des avantagesinhérents aux principesdesdépôts secondaires. Parmi cesavantages, il y a lieu de   citer :   dépôts à grains d'une ex-   trême   finesse ; projection maximum ; maximum de distribution desdépôts ; portée maximum de la densité et de l'intensité du courant dans lesplacages à surface brillante' ; élimination des facteurs  critiques  dans lescaractéristiques physiques et chi-   miques   du bain électrolytique, comme par exemple température et équilibre chimique. 



   Un autre avantage de l'invention consiste en ce qu'elle permet l'application de la couche de chrome directement sur les 

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 pièces  s à   chromer, sans nécessiter une première couche de cuivre et de nickel, comme cela devait se faire jusqu'à ce jour. 



   Un autre avantage de la présente invention consiste dans la possibilité d'appliquer un fort dép8t de chrome par l'emploi d'un courant intense et sans limitation de temps, lorsqu'on désire obtenir des dépôts durs, ou également au moyen d'un faible courant, aussi sans limitation de durée, lorsqu'il est désirable d'obtenir desdépôts mouset malléables. 



   Dans les procédés de chromage par voie électrolytique utilisés ou proposés jusqu'à présent, on a employé le principe de dépôts primaires, bien que desavantagesincontestablesdécouleraient de   l'emploi   dess méthodeà dép8t secondaire. 



   Less dép8tprimairess se rapportent surtout au placage, par voie électrolytique, de métaux, venant directement de la première ionisation de l'électrolyte. Ce procédé se limite au dépôt de deux substances,   l'une   de   celles-ci  étant toujours1'hydrogène, et l'autre le métal dont on désire obtenir le dépôt. 



   Les dépôts secondaires, cependant, se rapportent au placage   électrolytique   de métaux par une ionisation. subséquente des ions anodiquescrééspar lefait d'ioniser d'abord lebain électrolytique. Cela implique la séparation de plusde deux substances et sépare (outre l'hydrogène et le métal en question) un troisième métal que j'appellerai ci-après Katholyst. 



   Un Katholyst peut encore être défini comme étant une substance qui se réduit facilement,   cathodiquement,   à un état chimi- 00-actif. A cet état, cette substance est un puissant agent chimico-réducteur qui réagit rapidement avec le dépolarisant et se   réoxyde.   donc et passe à un état chimico-passif, pour, de cet état, être à nouveau régénérée   cathodiquement,   et ainsi de suite. 



   Dans tous les procédés électrolytique de dépôts secondaires connus   jusqu'à   présent,   c'est-à-dire     la   réaction électrochimique interne entre un métal et 1 e katholyst, desubstances tellesque potassium, sodium, ammonium, etles élémentset compo- 

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 ses mentionnés ont été employéescomme katholyst. Desexemples de ces procédés sont le dépôt électrolytique d'argent venant du cyanure double d'argent et potasse ; le dépôt électrolytique de cuivre venant du cyanure double de cuivre et soude, et le dépôt électrolytique de nickel venant du sulfate double de nickel et ammonium. Lescaractéristiques chimiques s du chrome, par suite de la nature double de ce métal, diffèrent essentiellement de celles de l'argent, du cuivre et de tous les métaux précieux ou semi-précieux.

   Le chrome possède à la fois les propriétés des métaux et deséléments non métalliques, en ce sens qu'il est à même de former soit une base, so.it un acide complet. Avec le chrome se forment desels   s tel   s lechromate de sodium et lesulfate de   chrome ;   dans lepremier cas, lechrome donne un acide, et dans le deuxième cas, une base. 



   Par suite de cette nature double, le chrome peut former des ions soit positifs, soit négatifs. Le passage du courant par une solution de sulfate de chrome, par exemple, déchargera l'électricité positive des cathions et précipitera les atomes libres à l'électrode négative ; cependant, dans une solution de chromate de sodium, le chrome formera des ions négatifs et, par conséquent il n'y aura pas de dépôt direct de chrome métallique, provenant du bain électrolytique. 



   L'emploi de tels bains électrolytiques complexes, telles les solutions soit de chromate double de sodium et chrome, ou chromate double de potasse et chrome contenant de l'acide chromique à l'état libre, bien que contenant tout ce qui est nécessaire pour obtenir un dépôt secondaire, ne donnera pas les résultats désirés. En présence de si fortesbases que le sont celles des métaux   alcalins,   lesions du chrome serviront à véhiculer les charge s négatives de l'électricité. 



   Ces particularités du chrome en présence de la base alcaline déterminent probablement le fait que, pour le dépôt électrolytique de chrome, lesprincipes desdépôt secondaires n'ont pas encore été employés  jusqu'à   cejour. 

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   J'ai constaté que, lorsde l'emploi d'aluminium, sousquelque forme chimique que ce soit, mais plus particulièrement sous forme   d'hydroxyde   gélatineux, pour les bains électrolytiques destinésau chromage, il y a une amélioration sensible comparativement au résultat constaté lors de l'emploi d'autres additions   quel c onque s,   et .qu'il y a un dépôt de chrome malgré la présence de fortesbases de métaux alcalins dans le bain électrolytique. 



   J'ai réussi à faire déposer du chrome comme dépôt secondaire, en employant une solution de chromate double de chrome et d'aluminium, et en me servant d'acide chromique à l'état libre, pour maintenir à J'électrolyte son PH voulu. 



   Voici un exemple de l'électrolyte employé : dans un   gallon   d'eau, on met 16 à 54- oncesd'acide chromique (Cr o3) et 5 à 15 pour cent d'aluminium-hydroxyde gélatineux soluble, ce pourcentage se rapportant au poids de l'acide chromique. A l'électrolyse se poursuivant pendant un certain temps, j' ai trouvé que l'électrolyte devient de plus en plus actif et que la   qualité   du placage   s'améliorait.   J'ai donc trouvé que, en ajoutant de s selss ou une solution comme suit :
Al2 03 Cr2 o3 (Cr o3) j'ai pu réaliser un'bain électrolytrique qui donnera les  résul-   tats voulus tant au début de son emploi que pendant toute sa durée.

   Un avantage remarquable de ce bain nouveau, par rapport aux bains électrolytique dans lesquels on se sert d'acide sul- furique comme agent additionnel, réside dans le fait que l'aluminium est inépuisable dans son action katholystique. 



   L'aluminium au cours de son cycle katholystique, comme il est décrit ci-dessus, change constamment de constitution chimique, mais ne change pas au point de vue de la quantité. Dans les électrolytes à base de sulfate , cependant, l'acide sulfurique forme des anions et est constamment épuisé par sa combinaison chimique avec  l'anode.   Pour obtenir le summum quant au résultat, il est de rigueur que la composition du bain de chrome katholystique ne comporte pas d'autres acides inorganiques en dehors de 

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 l'acide chromique, .vans le cas où l'on introduirait, en même temps que le   katholyste   d'aluminium, de l'acide sulfurique$ il surviendrait descomplications dans l'ionisation d'un nombre de sels distincts des acides chromique et sulfurique ainsi que des oxydes d'aluminium et de chrome qui forment les bases,

   ce qui donnerait des résultatss erroné s. Il est donc désirable d'éloigner du bain de chrome katholystique tout autre acide inorganique. 



   .Les acidesorganiquesou les autres substances organiques seront transformés en chrome tri-valent par la grande force oxydante de l'acide chromique présent dans le bain. uomme déjà signalé, les bains électrolytiques pour chromage emploient en général des substances  à   base d'acide comme agents d'addition. Ces additions provoquent   l'électrolysa   de l'eau et les ions d'hydrogène consomment inutilement un grand pourcentage du courant électrique,   d'ou   diminution de l'efficacité du dépôt de chrome sur le métal à chromer.

   Cet état de choses explique aussi pour une grande partie l'instabilité d'opération, la densité peu importante du courant et sa faible efficacité, le point critique de travail et bien d'autres résultats peu désirablesqui font que le ohromage par lesprocédés actuellement em ployés devient un travail ardu et très   coûteux.   



   Il est un fait bien connu en placage par voie électrolytique que les   s dépôts   de métal en petits grains, le maximum d'efficacité en recouvrement, et la grande portée de densités de courant sont proportionnés à la composition complexe du bain électrolytique. Ceci est dû au fait que   dans les   électrolytes ayant des ions complexes, la concentration en ions métalliques est très   faible et que la quantité de sel s métalliques qui sont dissous   par la solution, est très grande. Ainsi des dépôts à grains fins s'obtiennent parce que sous l'influence d'un fort courant, la croissance rapide de chaque cristal de métal est empêchée par la rareté de cathions métalliques, et il en résulte la formation, en plusgrandes quantités, de petitscristaux. 

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   Le maximum de distribution desdépôts obtenus par mon systèem par l'utilisation du maximum de puissance de projection dans 1 esolutions   complexes  à cathions , s'explique par les phénomène s de la   polarisation. Les   électrolytess complexe s, par suite de leur faible concentration de cathions, offrent une ré-   sistance   notable au passage du courant aux points descathodes qui sont le plus rapprochés de l'anode. A ces points, la polarisation est plus forte à cause du plus grand rapprochement par rapport à l'anode. Ces points plus rapprochés sont exposés à de . plus fortes densités de courant que ps points éloignés d'une surface cathodique irrégul ière, et la décharge de cathions en cesendroits rapprochés est plusrapide que lesarrivées venant des selsmétalliques dissous dans leur proximité.

   Cet état de chosesa une tendance à égaliser la distribution du courant secondaire et produit, en conséquence, une épaisseur uniforme de distribution des dépôts sur la totalité des contours de la surface cathodique irrégul ière. 



   Il résulte clairement de ce qui précède qu' une plusgrande échelle de densité de courant devient possible dans les placages obtenus par une concentration complexe ou faible concentration de cathions, que dans ceux obtenus par des solutions sim ple s ou les solutions à forte concentration de cathions. 



   Bien que mon exposé ci-dessus se soit borné aux ions complexes du placage par voie électrolytique qui proviennent des dépôts secondaires, ces mêmes principes peuvent s'appliquer aussi aux dépôts tertiaires et ainsi de suite. J'ai pu obtenir    des placages s de chrome par de dépôts tertiaire provenant de s   trichromates de sodium, aluminium et chromium, et aussi des tétra-chromates de potassium, sodium, aluminium et chromium. De ce fait, mon invention est en somme dirigée vers l'utilisation de placages par voie électrolytique, à ions complexes, et il y a lieu de faire une distinction entre cette méthode nouvelle et lesméthodes à dépôtsprimaires, employéesdepuis longtemps, et qu'on avait considéréescomme étant lesseules   à   avoir une utilité commerciale.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS.

   1. Un bain destiné au placage de chrome, contenant de l'acide chromique, maisavant tout exempt d'acidesinorganiques, et qui consiste essentiellement en une solution aqueuse obtenue par la dissolution dans l'eau de l'oxyde de chrome et d'aluminium.

   2. Un bain électrolytique pour le dép8t métallique de chrome et qui consiste essentiellement en une solution aqueuse d'acide chromique, libre de tout autre acide inorganique et contenant de 16 à 54 oncesd'acide chromique (ur 03) par gallon d'eau, et de 5 à 15 pour cent (en poids par rapport au poids de l'acide chromique) d'hydroxyde d'aluminium y dissous.

   3. Un procédé de dépôt métalliclue de chrome au moyen d'un bain électrolytique composé d'une solution aqueuse d'acide chromique, libre de tout autre acide inorganique et dont la composition voulue est obtenue par l'introduction d'hydroxyde d'aluminium dissous dans l'acide chromique.

   4. Un procédé de dép8t métallique de chrome au moyen d'un bain électrolytique, composé d'une solution aqueuse d'acide chromique libre de tout autre acide inorganique, et dont la composition voulue est obtenue en dissolvant dans l'acide chro- mique un sel d'aluminium et un acide organique,