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PROCEDE POUR LE TRAITEMENT DE LA SURFACE D'OBJETS EN ALUMINIUM OU EN
ALLIAGES A BASE D'ALUMINIUM.
Parmi les procédés de traitement des surfaces de l'aluminium et des alliages d'aluminium, on a remarqué qu'une importance toujours plus grande a été acquise au cours de ces dernières années par ceux qui permettent d'atteindre, grâce à processus chimique ou électrolytique, un poli et un éclat particulièrement remarquables de la surface. Se sont introduits toujours plus dans la pratique particulièrement de tels procédés pour des matières en aluminium de grande pureté ou en allaiges homogènes à partir de celui-ci (par exemple l'alliage AlMg).
La recherche de ces procédés de polissage, qui étaient aussi appropriés au traitement de l'aluminium techniquement pur et aux alliages à partir de celui-ci, a également donné naissance à des travaux de développement, auxquels sont échus des succès partiels. Jusqu'à présent toutefois, on n'a pas encore réussi à trouver un procédé de polissage qui réponde à toutes les exigences qui lui sont posées. Les procédés connus à ce jour ne sont jamais applicables qu'à des alliages bien déterminés et ne conviennent pas pour d'autres, avec certains de ces procédés l'enlèvement de matière par le polissage est très important, c'est-à-dire que l'on ne sait pas respecter les dimensions de certaines pièces, et l'agent de polissage se consomme'aussi très rapidement.
Ce facteur, joint aux frais élevés requis par les substances mises en oeuvre dans différents cas, on rend l'application anti-économique.
Dans lè cas de l'un des procédés de polissage déjà connu, qui s'applique également à l'aluminium techniquement pur ainsi qu'aux alliages à base d'aluminium, on fait usage d'acide phosphorique et d'acide nitrique, le cas échéant avec une addition d'acide acétique et/ou d'acide sulfurique; toutefois, les résultats que l'on peut atteindre ne sont pas satisfaisants.
Grâce à des recherches approfondies, on a pu à présent développer un procédé qui surpasse les autres procédés connus à ce jour relativement à
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l'effet de poli, et qui en même temps permet d'éviter les inconvénients mentionnés ci-avant. On a trouvé que, en utilisant un mélange d'acides, constitué à peu près par
50 à 95 parties en volume d'acide phosphorique concentré,
2 à 30 parties en volume d'acide nitrique concentré, et
2 à 40 gr (crist.) d'acide citrique par litre de solution;
on est en mesure d'atteindre des effets de poli exceptionnels, également sur de l'aluminium techniquement pur (degré de pureté 98 à 99,9 % Al) ainsi que sur presque tous les alliages connus à base d'aluminium techniquement pur, par exemple sur les alliages aluminium-manganèse, aluminium-magnésiumsilicium, aluminium-magnésium et en particulier aluminium-cuivre-magnésium.
La température du bain de polissage sera, selon la composition de celui-ci, plus élevée que la température ambiante, et s'élèvera de préférence à environ 60 à 120 C. Il convient que la durée du traitement de polissage comporte à peu près de 5 secondes à 10 minutes, en particulier 15 secondes à 5 minutes, de préférence 2 minutes.
En premier lieu, les bains donnés permettent de polir, selon un seul et même procédé, pratiquement toutes les matières connues en métal léger, et étant donné que, des acides constituant le bain, il n'est consom- mé presque exclusivement au cours du traitement que l'acide nitrique relativement bon marché, l'application du nouveau procédé est possible sans difficulté aucune, également du point de 'vue économique.
Ci-après sont repris des résultats d'essais, qui ont été obtenus lors d'un traitement de polissage d'échantillons en aluminium de différents degrés de pureté et en alliages d'aluminium, selon le procédé conforme à l'invention, mis en opposition avec les procédés de polissage mentionnés ci-avant.
Bain no 1.
368 cm3 H3PO4 (d = 1,75)
20 cm3 H2O
350 gr d'acide citrique
Conditions de polissage : 110 C 2-3 minutes Bain no 2.
426 cm3 H3PO4 (d = 1,75)
84,3" H2SO4 (d = 1,84)
65,5 " HNO3 ( = 1,39) 4,5 gr d'acide borique
5,0 gr Cu (N03)2
Conditions de polissage : 105 C 3 minutes Bain no3.
392 cm3 H3PO4 (d = 1,75) 88,6 " NHO3 (d = 1,39)
89,7R H2SO4 (d = 1,84)
26 " H2O
Conditions de polissage : 90 C 1 minute Bain n 4. (conforme à l'invention)
450 cm3 H3PO4 (d = 1,75)
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30 cm3 HNO3 (d=1,50)
10 gr. d'acide citrique
Conditions de polissage : 80 C 3 minutes
Avant le traitement de polissage, les tôles d'essai furent d'a- bord frottées à l'aide de chaux de Vienne et dégraissées à l'aide d'éthylène perchloré, et, après le polissage, elles furent plongées pendant un court moment dans de l'acide nitrique, rincées dans de l'eau et séchées.
Dans beaucoup de cas, il est avantageux de recouvrir ensuite les surfaces polies d'une couche oxyde protectrice, qui peut être amenée soit par oxydation ano- dique, soit par voie chimique. Le recouvrement oxyde produit par traitement anodique est dur, résistant et transparent, de telle sorte que le poli des objets n'en souffre pas. Une oxydation par voie chimique a l'avantage de' requérir un appareillage plus simple et peut, par conséquent, avoir lieu sans appareils compliqués. L'apparence d'un article oxydé par voie chimi- que est fortement améliorée lorsque l'on soumet celui-ci - comme le prévoit l'invention - au traitement de polissafe avant l'oxydation chimique.
S'est avéré avantageux pour l'oxydation par voie chimique, un bain alcalin, qui contient encore des ions de chromate et du verre soluble ou d'autres sili- cates, en quantités allant jusqu'à environ 2 gr de silicate par litre. A titre d'exemple, signalons que pour la composition de la solution, on a dis- sous dans un litre d'eau 60 gr d'un mélange de sels de 5 parties de soude et de 1,5 partie de monochromate de sodium. La solution est chauffée jus- que 95 à 100 C et additionnée de 0,16 gr de verre soluble, Na2Si205 + H20, L'objet en aluminium est plongé pendant 8 à 10 minutes et soumis ensuite à ébullition pendant 15 minutes dans une solution de verre soluble à 2%.
Au tableau I, sont renseignées des valeurs de réflexion dirigée en %, qui sont atteintes par polissage de surfaces suivant des procédés con- nus et suivant le procédé conforme à l'invention. Les valeurs "avec oxyda- tion de protection" se rapportent à une oxydation anodique dans un bain d'a- cide sulfurique.
Grâce à ce tableau, on remarque que, avec le bain n 4, c'eat- à-dire avec un bain conforme à l'invention, on obtient des valeurs de ré- flexion beaucoup meilleures qu'avec les bains no 1 à 3, et ce avec différen- tes matières. Ceci est particulièrement le cas pour des alliages d'alumi- nium avec teneurs en zinc et magnésium ou aussi en magnésium et silicium.
De plus, il est intéressant de noter que, grâce au procédé conforme à l'in- vention, on peut obtenir des valeurs élevées de poli dans le cas d'alumi- nium de première fusion avec 99,5 % d'aluminium.
Si, pour l'une ou l'autre raison, on veut se passer de l'oxyda- tion par voie anodique des surfaces polies conformément à 1?invention, il conviendra d'avoir recours à une oxydation chimique dans une solution qui contient au litre environ
50 gr Na2C03
15 gr Na2CrO4
0,16 gr Na2Si2O5 .1 H20 et qui est mise en oeuvre pendant environ 10 minutes à une température de 95 à 100 C.
Les résultats atteinte avec une telle solution sont repris au tableau II, et dans ce cas le polissage chimique préalable eut lieu confor- mément à l'invention dans une solution, qui fut constituée conformément au bain n 4 mentionné ci-avant. Au tableau II, sont mises en opposition les valeurs de la réflexion dirigée en %, qui furent obtenues sur plusieurs ma- tières uniquement par une oxydation chimique et par une oxydation chimique après polissage préalable dans le bain conforme à l'invention.
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TABLEAU II
EMI4.1
<tb>
<tb> Matière <SEP> Oxydation <SEP> Polissage <SEP> conforme <SEP> à
<tb> chimique <SEP> l'invention <SEP> suivi <SEP> d'une
<tb> oxydation <SEP> chimique.
<tb>
2-4 <SEP> % <SEP> Mg, <SEP> reste <SEP> Al <SEP> avec
<tb> 99,5-99,7 <SEP> % <SEP> Al <SEP> 9 <SEP> 35
<tb> 0,6-1,0 <SEP> % <SEP> Mg
<tb> 0,6-1,2% <SEP> Si <SEP> 14 <SEP> 30
<tb> Reste <SEP> Al <SEP> avec <SEP> 99,5-99,7 <SEP> % <SEP> Al
<tb> 0,8-1,3 <SEP> % <SEP> Mn, <SEP> reste <SEP> Al
<tb> avec <SEP> 99,5-99,7% <SEP> Al <SEP> 10 <SEP> 34
<tb> Aluminium <SEP> avec <SEP> 99,5% <SEP> Al <SEP> 27 <SEP> 32
<tb> 0,3-2,5% <SEP> Mg, <SEP> reste
<tb> aluminium <SEP> pur <SEP> avec <SEP> 8 <SEP> 32
<tb> minimum <SEP> 99, <SEP> 8 <SEP> % <SEP> Al
<tb>
D'après ce tableau, on peut voir que les valeurs de réflexion dirigée peuvent être fortement améliorées dans beaucoup de cas lors d'une oxydation chimique des surfaces par un polissage préalable selon le procédé conforme à l'invention.
Ceci se montre particulièrement dans le cas des alliages contenant du manganèse et de ceux à base de magnésium, où le reste de l'alliage est constitué par de l'aluminium à environ 99,5 à 99,7 % Al.
Mais également dans le cas d'alliages qui sont constitués par de l'aluminium pur avec au moins 99,8% A1, de préférence 99,9 % Al, il s'avère que les valeurs de réflexion dirigée'peuvent être fortement augmentées.
L'invention n'a pas uniquement trait au traitement de la surface d'objets en aluminium ou en alliages à base d'aluminium, mais également au traitement de 'ceux qui possèdent comme noyau une matière quelconque et qui sont simplement plaqués d'aluminium ou d'alliages à base d'aluminium, par exemple par laminage ou coulée.
Il est également possible de pourvoir d'une autre manière le noyau, constitué par une matière quelconque, d'une surface en aluminium ou en alliages à base d'aluminium, par exemple à l'aide de matières artificielles ou par un autre procédé de même nature, et de traiter ensuite la couche superficielle selon le procédé conforme à l'invention.
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TABLEAU 1
EMI5.1
<tb>
<tb> BAIN <SEP> 1 <SEP> BAIN <SEP> 2 <SEP> BAIN <SEP> 3 <SEP> BAIN <SEP> 4
<tb> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec <SEP> sans <SEP> avec
<tb> Matière <SEP> oxydation <SEP> oxydetion <SEP> @ <SEP> oxydation
<tb> protectrice <SEP> protectrice <SEP> protectrice <SEP> protectrice
<tb> 2 <SEP> - <SEP> 4% <SEP> Mg <SEP>
<tb> Reste <SEP> Al <SEP> avec <SEP> 9 <SEP> 6 <SEP> 43 <SEP> 25 <SEP> 46 <SEP> 24 <SEP> 55 <SEP> 26
<tb> 99,5 <SEP> - <SEP> 99,7% <SEP> A1
<tb> 0,6- <SEP> 1,0% <SEP> Mg,
<tb> 0,6-1,2 <SEP> %Si, <SEP> 12 <SEP> 6 <SEP> 36 <SEP> 17 <SEP> 30 <SEP> 12 <SEP> 43 <SEP> 16
<tb> Reste <SEP> Al <SEP> avec <SEP> 99,5-
<tb> 99,7% <SEP> Al
<tb> 0,8-1,3%Mn <SEP> 38 <SEP> 27 <SEP> 57 <SEP> 54 <SEP> 66 <SEP> 62 <SEP> 69 <SEP> 62
<tb> Reste <SEP> A1 <SEP> avec <SEP> 99,5-
<tb> 99,
7 <SEP> % <SEP> Al
<tb> 4 <SEP> - <SEP> 8 <SEP> % <SEP> Zn, <SEP>
<tb> 2 <SEP> - <SEP> 3% <SEP> Mg; <SEP> 21 <SEP> 21 <SEP> 37 <SEP> 29 <SEP> 53 <SEP> 35 <SEP> 70 <SEP> 39
<tb> Reste <SEP> Al <SEP> avec <SEP> 99,5-
<tb> 99,7 <SEP> % <SEP> A1
<tb> Aluminium <SEP> avec
<tb> 99,5 <SEP> % <SEP> Al <SEP> 23 <SEP> 18 <SEP> 45 <SEP> 39 <SEP> 45 <SEP> 32 <SEP> 53 <SEP> 38
<tb>
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour le traitement de la surface d'objets en aluminium ou en alliages d'aluminium, en particulier ceux qui contiennent soit une seule soit plusieurs en commun des additions de manganèse, magnésium, silicium, cuivre ou zinc, caractérisé par le fait que les objets sont traités à des températures situées au-dessus de la température ambiante, de préférence de l'ordre de 60 à 120 C, dans un bain qui est constitué à peu près par 50 à 95 parties en volume diacide phosphorique concentré, 2 à 30 parties en volume d'acide nitrique concentré et 2 à 40 gr d'acide citrique par litre de solution.