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Publication number: BE440204A
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Description


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   procède   d'obtention de couches protectrices sur les métaux et alliages légers. 



   On connaît déjà plusieurs procédés qui ont été proposés pour l'obtention de couches de fluorures sur le magnésium et ses alliages par traitement anodique. On   em-   ploie soit un électrolyte fondu, comme par exemple les fluorures alcalins neutres ou acides ou leurs mélanges, les polyfluorures des métaux alcalins et de l'ammoniaque, soit encore des solutions de ces composés dans l'urée. Toutefois, pour utiliser ces électrolytes fondus, il faut toujours employer des températures plus ou moins élevées, ce qui provo- 

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 que des pertes de substances; en outre, grâce   à   leur caractère presque toujours acide, ces électrolytes attaquent la plupart des matériaux, inconvénients qui proviennent principalement de la pression de vapeur d'acide fluorhydrique, déjà sensible dans ces bains fondus.

   On a donc fait de nombreux essais en vue d'arriver au but avec des moyens plus simples. Ainsi, on peut préparer des couches de fluorures déjà à la température ordinaire à l'aide des sels alcalins neutres lorsqu'on emploie, comme dissolvants, des alcools mono- ou polyvalents ou leurs mélanges avec de   l'eau.   Enfin, on a encore proposé des solutions aqueuses de fluorures alcalins, comme électrolyte, et on a recommandé des concentrations de 3 à 4% de NaF. 



   Toutefois, on s'aperçoit qu'avec les solutions mentionnées en dernier lieu on ne peut produire que des couches très minces et peu homogènes, sur le magnésium et les alliages de magnésium et, en outre, que divers alliages de magnésium subissent une forte corrosion pendant le traitement anodique, ce   @   qui fait que la couche qui s'est d'abord déposée est ensuite complètement éliminée par places. 



   Suivant l'invention, onobtient, en utilisant un électrolyte *queux à la température ordinaire, des   revêtements   de fluorures beaucoup plus épais, compacte et   tout-à-fait   homogènes sur les métaux légers, comme l'aluminium et le magnésium, ainsi que leurs alliages, quelle que soit la composition de l'alliage, lorsqu'on emploie, comme électrolyte,des solutions aqueuses saturées ou presque saturées de mélanges de fluorures neutres qui, à la température ordinaire (20  C) possèdent une solubilité dans   l'eau   de 30 % au moins (30 gr. de sulfate anhydre dans 100 gr. de solution). Le fluorure de potassium (KF) et le fluorure neutre d'ammonium conviennent principalement comme constituants du mélange.

   On peut aussi employer éventuellement des fluoxilicates de même nature et des mélangea de ces sels avec les fluorures alcalins neutres. 

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   Au lieu des mélanges de fluorures, l'électrolyte peut contenir seulement un seul des fluorures cités. Il y a lieu de remarquer que, dans ce cas, il est nécessaire d'adopter des tensions d'électrolyse plus élevées pour maintenir une densité de courant de 2   amp./dm   environ. De plus, les élec- trolytes qui ne renferment qu'un seul fluorure conviennent moins bien   à   la production de couches protectrices sur les alliages d'aluminium. 



   La durée de traitement dans   l'éleatrolyte   s'élève de préférence à 3 à 5 minutes lorsqu'on emploie des tensions comprises entre 50 et 80 volts pour les mélanges de fluorures et de 50   %   environ plus élevées pour des solutions qui ne renferment qu'un seul fluorure. 



   La possibilité de fabriquer, d'après le procédé suivant l'invention des couches de fluorures plus épaisses, plus compactes et plus adhérentes doit provenir de ce que, grâce aux concentrations d'électrolyte élevées qu'on emploie   ici,   on peut maintenir à l'anode, d'une manière constante, le potentiel de décharge du fluor sans   atteindre   la tension de décomposition de l'eau.

   Au contraire, lorsqu'on emploie les électrolytes dissous, recommandés autrefois, on dépasse tôt ou tard la tension de décomposition de l'eau et il en résulte une décharge simultanée d'oxygène à l'anode et la formation d'oxyde sur cette   .anode.   Ce phénomène provoque la formation d'une couche peu homogène sur le métal   à     recouvrir,   tandis que les couches produites dans des solutions aqueuses ou diluées sont peu adhérentes et faciles   à   éliminer au moins partiellement par simple grattage, les revêtements fabriqués dans des solutions concentrées présentent une liaison beaucoup plus intime avec le métal de base, de sorte qu'on ne peut les éliminer que par polissage à l'émeri ou analogue.

   Ces revêtemente   constituent   donc un support beaucoup plus sur et favorable pour l'application de laques et ils communiquent déjà par eux-mêmes au métal de base une bonne résistance à la cor- rosion. 

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   On améliore encore la résistance chimique et mécanique des couches protectrices fluorées, obtenues sur les métaux légers et leurs alliages par le présent procède, lorsque l'électrolyte employé contient, à coté des fluorures, des phosphates primaires, secondaires ou tertiaires des métaux alcalins ou de l'ammonium, de préférence les sels secondaires. 



  On peut remplacer par des phosphates 10 à 90   %   des fluorures, contenus dans la solution employée conformément à l'invention. 



  Il a été constaté que pour obtenir des couches protectrices utilisables sur le métal, la concentration des mélanges de sels en solution doit être maintenue de préférence entre 200 gr./l. et la limite de saturation, et une concentration de 400 à 500 gr./l. s'est montrée la plus appropriée. 



   La proportion de phosphates dans les mélanges fluorures-phosphates qu'on ajoute dans l'eau est importante au point de vue de la formation du revêtement protecteur sur le métal. Lorsque la proportion de phosphates est élevée, on obtient une couche protectrice plus épaisse, plus absorbante et par conséquent particulièrement appropriée à un bouchage ultérieur d'après les procédés connus, tandis que si la proportion de phosphates est plus faible, on obtient des couches de moindre épaisseur, mais qui ne nécessitent pas de bouchage ultérieur. 



   Suivant la composition de l'électrolyte et la nature de l'alliage léger à traiter, on utilise, avec une densité de courant initiale comprise entre 5 et 10 amp./dm2 de préférence des tensions comprises entre 50 et 120 volts. 



   La durée du traitement anodique, qui s'effectue sans aucun apport de chaleur extérieure est comprise de préférence entre 30 secondes et 10 minutes. 



   Exemple 1.- Dans une solution aqueuse, qui contient, outre   25 %   de fluorure de potassium, également   30 %   de fluorure d'ammonium, on soumet à un traitement anodique,   à   la température ordinaire (20 à 25 C) une pièce en alliage de 

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 magnésium   avec 8   à 3   %   de zinc et 5 à 6% d'aluminium environ. La tension, qui est nécessaire pour maintenir la densité de courant   à   2 amp./dm2 s'élève à 60 à 80 volta. Après une durée de traitement de 4 minutes, on retire la pièce du bain, on la lave et on la sèche.

   La couche produite présente une homogénéité remarquable et, de plus, elle est absorbante et par conséquent elle convient particulièrement bien à un bouchage ultérieur éventuel et elle communique à la pièce une résistance élevée à la corrosion. 



   Exemple 2.-On soumet à un traitement   ahodique   une pièce laminée, en un alliage comprenant 93   %   d'aluminium et 7 % de magnésium, dans une solution aqueuse qui contient, outre 36 parties en poids de fluorure d'ammonium neutre, encore 8 parties en poids de fluorure de potassium neutre dans 100 parties en poids   d'eau,   avec une densité de courant   de 8     amp./dm   et une tension de 60 à 80 volts. Après une durée de traitement de 5 minutes, on retire la tôle du bain, on la lave et on la sèche. On obtient une couche protectrice homogène répartie sur toute la pièce et absorbante, qui convient particulièrement bien au bouchage ultérieur et exerce déjà en elle-même une action protectrice suffisante contre la oorrosion. 



   Exemple 3.- Dans une solution aqueuse de fluorure d'ammonium neutre, renfermant environ 475 gr. de NH4F/1., on suspens, à la température ordinaire (20   à   250 C), des tôles en divers alliages de magnésium (par exemple à   3,5 % !En.   ou à 9   %   al. 1,5 % Zn,   0,8 % Un)   et ensuite on les polarise   anodiquement.   On maintient pendant 3 minutes une charge de 2 amp/dm2 en élevant la tension   d'une   manière correspondante (50 à 140 volts). Après ce traitement, les tôles présente** une couche de revêtement blanche ou gris-blanc, épaisse, parfaitement compacte, qui adhère fortement au métal sous-jacent. 

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   Exemple 4.- Dans an électrolyte constitué par 30 0 parties en poids de fluorure de potassium neutre, 50 parties en poids de phosphate d'ammonium secondaire et 400 parties en poids d'eau, on place, à la température ordinaire, une pièce en alliage de magnésium (98,5 %Mg.   1,5 % Mn)   et on la soumet à un traitement anodique. On élève la tension jusqu'à 120 volts, ce qui établit une densité de courant maximum de 5 amp./      dm,. Après 2 minutes, on observe une chute de courant de 90% environ. Après 3 minutes, le traitement est terminé. Sur la surface du métal il s'est déposée une couche de protection é- paisse, gris-blanc, qui communique une bonne résistance   à   la corrosion. 



   Exemple 5.- On soumet à un traitement anodique une pièce en alliage d'aluminium (95 % Al., 5   %Mg)   dans une so- lution qui contient 200 parties en poids de fluorure de potas- sium neutre, 100 parties en poids de phosphate d'ammonium secondaire et 400 parties en poids d'eau. On travaille avec une tension de 60 à 80 volts et une densité de courant initiale comprise entre 5 et 7   amp./dm,   qui s'abaisse à 1/4 de sava- leur au bout de quelques minutes. On retire la pièce du bain après 5 minutes, on la lave rapidement et on la sèche. On ob- tient un revêtement blanc, compact, épais et très résistant à la corrosion qui ne nécessite pas de bouchage ultérieur. 



   Le tableau suivant montre l'effet avantageux   dine   addition de phosphate, conformément à l'invention,   à   un d ec- trolyte renfermant des fluorures, au point de vue de la forma- tion de la couche protectrice anodique; la colonne 2 indique le volume d'hydrogène qui se dégage sur une tôle non traitée dans un eudiomètre rempli d'eau ordinaire; la colonne 3, le volume dégagé sur une tôle traitée seulement dans un   mélange   de fluorure comme dans l'exemple 1 précédemment cité; la colonne 4, le volume dégagé sur un alliage de magnésium (98,5 % Mg, 1,5 %Mn) pourvu   dune   couche protectrice suivant 

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 l'exemple 4 précédemment cité.

   On voit nettement que, dais les électrolytes qui renferment, en dehors des fluorures, une addition de phosphates secondaires, on obtient les meilleurs résultats. Comme le montre le tableau, l'attaque des pièces soumises à un traitement anodique, dans les solutions renfermant des phosphates, s'arête complètement   au4ébout   de trois jours.On peut l'expliquer par un gonflement ultérieur du revêtement,   c'est-à-dire   par une sorte de bouchage spontané qui se produit et qui empêche pratiquement une nouvelle admission de l'agent d'attaque sur la surface du métal. 
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Claims

RESUME @ L'invention concerne: 1 ) Un procédé pour l'obtention de couches pro- tectrices sur les métaux et les alliages légers par fluora- tion anodique en employant un électrolyte aqueux, caracté- risé en ce qu'on emploie, comme électrolyte, des solutions aqueuses, saturées ou presque saturées, d'un seul ou de plu- sieurs fluorures dont la solubilité dans l'eau, pour le fluorure seul ou pour l'ensemble des fluorures, est au moins de 30 %. <Desc/Clms Page number 8>

2 ) Des modes d'exécution du procédé suivant 1, caractérisés par les points suivants, séparément ou en com- binison: a/ On emploie des mélanges de fluorures neutres de potassium et d'ammonium; b/ Les électrolytes ne renferment que du fluorure de potassium ou du fluorure d'ammonium; c/ On effectue l'opération sans apport de chaleur extérieure; d/ On ajoute à l'électrolyte constitué, soit par du fluorure de potassium, soit par du fluorure d'ammonium, seuls ou en mélanges, en solution aqueuse, des phosphates de potassium et/ou d'ammonium primaires, secondaires ou tertiaires, de préférence secondaires; e/ La concentration des mélanges de sels dans la solution est comprise entre 200 grammes par litre et la limite de saturation et de préférence entre 400 et 500 grammes par litre;

f/ Sur 100 parties en poids de fluorures employés on peut en remplacer 10 à 90 par des phosphates.