"Articles plaqués électrolytiquement, leur préparation et bains de placage utilisés à cet effet" "Articles plaqués électrolytiquement, leur préparation et bains de placage utilisés à cet effet"
La présente invention est relative à des
-articles électroplaqués au moyen de zinc-nickel, montrant une résistance à la corrosion, notamment des articles qui, après avoir été-plaqués avec un alliage de zinc-nickel résistant à la corrosion, montrent de faibles caractéristiques de fragilisation par l'hydrogène.
Les aciers à haute résistance sont l'objet
de défaillances cassantes, différées à des contraintes relativement faibles. Ces défaillances
ont été attribuées à la présence d'hydrogène dans la microstructure de l'acier. L'hydrogène peut être introduit dans la microstructure par réaction avec
de l'eau ou avec un acide, ou bien, et ceci est particulièrement important, par un déchargement cathodique d'hydrogène à la surface de l'acier. Puisque la plupart des aciers à haute résistance comportent des revêtements résistant à la corrosion qui sont appliqués par des techniques d'électroplacage dont l'efficacité est inférieure à 100%, de l'hydrogène est déchargé sur la surface de l'acier en même temps que le revêtement résistant à la corrosion. Par conséquent, la quantité d'hydrogène déposée à l'interfa-ce revêtement-acier doit être soigneusement contrôlée et réglée.
Ordinairement, un alliage de cadmium-titane est électroplaqué sur les aciers à haute résistance sous des conditions soigneusement contrôlées. Le produit plaqué résultant est ensuite traité à chaud
à des températures élevées de manière à atteindre un niveau de fragilisation par l'hydrogène faible, acceptable. On suppose que la porosité de l'alliage de cadmium-titane électroplaqué est la clé pour séparer l'hydrogène au cours d'une opération de traitement à chaud ultérieure; toutefois, le bain de placage de cadmium-titane est très sensible aux souillures, ce qui provoque des caractéristiques de fragilisation dans les substrats d'acier à haute résistance revêtus. Toutefois, d'une manière plus importante, le bain de placage en alliage de cadmiumtitane contient à la fois du cadmium et du cyanure,
ce qui crée des problèmes de rejet à moins d'utiliser un équipement de traitement de résidus coûteux.
On a proposé d'utiliser des alliages de zinc-nickel pour l'électroplacage sur les aciers
pour les rendre résistant à la corrosion. Les paramètres de placage d'un bain de placage en alliage de zinc-nickel sont bien plus faciles à contrôler et à maintenir qu'un bain de cadmium-titane. De plus, le bain de zinc-nickel est exempt de cadmium et de cyanure et contient des composants qui sont relativement non toxiques comparativement à ceux que l'on trouve dans un bain de placage de cadmium-titane. Toutefois, la plupart des bains de zinc-nickel anté-rieurs n'ont été proposés que pour un placage à vitesse élevée. Les techniques de placage à vitesse élevée se révèlent insatisfaisantes pour le placage sur rampe de pièces métalliques de dimension importante. Bien que l'on ait proposé d'effec-
tuer - - un placage au moyen d'un bain de zincnickel à des densités de courant faibles et moyennes en utilisant un électrolyte de chlorure d'ammonium, les essais de placage antérieurs à de faible densité de courant ont mené à des dépôts piqués et spongieux qui ne confèrent pas une bonne résistance à la corrosion. De plus, ces essais antérieurs pour produire un revêtement résistant à la corrosion de zinc-nickel à de faible; densités de courant ont mené à un degré de fragilisation par l'hydrogène' re-lativement élevé dans les pièces d'acier à haute résistance plaquées sur lesquelles le revêtement a
été appliqué.
La présente invention prévoit un procédé
de production d'un article résistant à la corrosion, tel qu'un acier à haute résistance, en appliquant un revêtement résistant à la corrosion en -Un alliage en zinc-nickel avec des techniques d'électroplacage. Un article en acier à haute résistance revêtu suivant la présente invention montre de faibles caractéristiques de fragilisation par l'hydrogène. La fragilisation par l'hydrogène de l'article est maintenue à un niveau relativement faible par électroplacage du revêtement de zinc-nickel sur l'article dans une solution de placage de caractère acide, aqueuse contenant des ions de zinc et de nickel, un électrolyte sous la forme d'un sel d'ammonium soluble, et un agent tensio-actif non ionique polyoxyalkylé.
Ces alliages de zinc-nickel sont de préférence électroplaqués à partir d'un bain contenant environ 3,0 à environ 75,0 g d'ions de zinc choisis dans le groupe contenant le chlorure de zinc, le sulfate de zinc,
le fluoborate de zinc, l'acétate de zinc et leurs mélanges, environ 3,0 à environ 75,0 g d'ions de nickel choisis dans le groupe comprenant le chlorure de nickel, le sulfate de nickel, le sulfamate
de nickel, le fluoborate de nickel, l'acétate de nickel et leurs mélanges, environ 3,0 à environ
100 g d'ions d'ammonium sous la forme d'un sel d'ammonium soluble d'acide chlorhydrique, d'acide sulfurique, d'acide fluoborique, d'acide acétique ou de leurs mélanges, et environ 0,5 à environ 20 g par litre d'un agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique. Le bain doit également contenir au moins environ 15 g d'un anion choisi dans le groupe comprenant le chlorure, le fluoborate et leurs mélanges. De plus, les anions d'acide choisis parmi le chlorure, le sulfate, le fluoborate, l'acétate, le sulfamate et
leurs mélanges doivent être présents en une quantité molaire au moins égale à la quantité molaire combinée des ions de zinc, de nickel et d'ammonium présents dans le bain. Le bain peut également contenir un tampon d'acide borique, un agent tensio-actif anionique et un agent de brillantage, suivant
les nécessités. Le bain peut être utilisé d'une manière efficace à un pH d'environ 3,0 à environ
7,0 et à une température de l'ordre d'environ 15[deg.]C à 45[deg.]C. Le potentiel appliqué entre l'anode et la pièce de travail formant cathode est suffisant
pour conférer des densités de courant d'environ
0,05 à environ 200 ampères par dm2 à la surface de
la pièce de travail formant cathode, bien que des densités de courant en dessous d'environ 12,0 ampères par dm2 soient préférables pour produire de faibles caractéristiques de fragilisation par l'hydrogène.
Le bain d'électroplacage décrit ci-dessus
est exempt d'ions de cadmium, de cyanures et d'agents de chélation. Le bain a encore une efficacité cathodique élevée et produit des dépôts d'alliage
de zinc-nickel lisses , adhérents, ductiles, uniformes et à grains fins, sur une large gamme de conditions de placage et de densités de courant cathodiques. De plus, un article plaqué avec l'alliage de zinc-nickel montre une fragilisation par l'hy-
-drogène inférieure et une résistance à la corrosion sensiblement supérieure à celles d'un article revêtu de zinc ou d'alliages de zinc-nickel de la technique antérieure. Le procédé peut également
être utilisé pour effectuer des dépôts d'alliage
de zinc-nickel sur d'autres substrats, métalliques
ou non métalliques, pour autant que le substrat soit conducteur. Par exemple, le procédé peut être utilisé pour effectuer un dépôt d'alliage de zincnickel sur une structure'composite formée de graphite et d'époxy. De plus, le bain est très stable,
est aisé à contrôler, et présente une conductivité élevée, tout en ne requérant que de simples processus de traitement des déchets.
Un alliage de zinc-nickel peut être déposé électrolytiquement sur une série de substrats électriquement conducteurs suivant la présente invention. Par exemple, un alliage de zinc-nickel peut être déposé électrolytiquement sur un article de graphiteépoxy dans le but de rendre cet article résistant à la corrosion. Toutefois, l'alliage de zinc-nickel déposé suivant la présente invention s'avère particulièrement efficace, lorsqu'il est appliqué à des articles en acier à haute résistance. Non seulement l'article en acier est rendu résistant à la corrosion mais il montre également une faible fra-
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drogène, après le procédé d'électroplacage. Par conséquent, la présente invention procure un produit
de substitution durable et efficace aux revêtements résistant à la corrosion de titane-cadmium antérieurs.
Avant le dépôt de l'alliage de zinc-nickel, l'article à plaquer est de préférence nettoyé et activé pour l'électrodéposition réalisée d'après le processus suivant. L'article à plaquer est d'abord nettoyé manuellement avec un solvant et dégraissé à la vapeur suivant les processus ordinaires normalement utilisés dans les techniques de placage.Après
le nettoyage et le dégraissage, on sèche complètement l'article et on le_nettoie ensuite avec un jet abrasif. Dans un laps de temps relativement court après le nettoyage abrasif, on rince l'article à l'eau froide pendant une 1/2 minute à 5 minutes.La pièce est ensuite activée en l'immergeant dans une solution d'acide pendant 5 à 30 secondes. Dans un laps de temps de 2 minutes à partir du moment où l'on retire la pièce de la solution d'acide, on la rince
à l'eau froide pendant une période comprise entre
30 secondes au minimum et approximativement 6 minutes au maximum. Dans un laps de temps de 2 minutes après avoir réalisé le rinçage à l'eau froide, on peut immerger la pièce dans le bain de placage de zincnickel tel que décrit ci-après.
Le bain de placage réalisé suivant la présente invention est une solution aqueuse contenant du zinc, du nickel et un électrolyte sous la forme d'un sel d'ammonium soluble, en même temps qu'un agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique. Les cations sont placés dans une solution aqueuses d'un oxyde ou sel solubilisé du cation. Il est préférable, comme on le verra plus en détail ci-après, que la solution contienne des anions d'acide, et qu'au moins une partie des anions d'acide comprenne du chlorure ou du fluoborate. L'addition d'un tampon, tel que l'acide borique, d'un agent tensio-actif anionique et d'agents de bouillantage est facultative, mais préférable pour la forme de réalisation de placage de la présente invention utilisée à des
fins industrielles.
Les cations de zinc peuvent être fournis par une série de composés de zinc solubles dans l'eau. Ces composés peuvent englober l'oxyde de zinc, qui est capable de former un sel de zinc en présence d'anions d'acide, tels que les ions de chlorure qui sont normalement présents dans un bain aqueux prépa-ré suivant la présente invention. Les composés solubles dans l'eau englobent également les sels de zinc, tels que le chlorure de zinc, le sulfate de zinc,
le fluoborate de zinc, l'acétate de zinc et, évidemment, les divers mélanges et combinaisons de ceuxci. La concentration en sel de zinc doit être suffisante pour obtenir environ 3,0 à environ 75,0
d'ions de zinc par litre de solution. Les ions de zinc doivent être de préférence présents en une quantité allant de 6,0 à 30,0 g par litre de solut ion.
Les sels de zinc peuvent être obtenus à partir d'une série de sels de nickel solubles dans l'eau, englobant le chlorure de nickel, le sulfate
de nickel, le sulfamate de nickel, le fluoborate de nickel, l'acétate de nickel et les différents mélanges et combinaisons de ceux-ci. Le sel de
nickel doit être présent en une quantité suffisante pour former environ 3,0 à environ 75,0 g d'ions
de nickel par litre de solution. Il est préférable d'utiliser environ 3,0 à environ 30,0 g d'ions de nickel par litre de solution. On peut faire varier
le rapport nickel/zinc, par exemple à raison d'environ 0,4/1 à environ 4/1, tout en obtenant encore un revêtement satisfaisant. Aux faibles rapports nickel/zinc, la fragilisation par l'hydrogène est réduite au minimum. Aux rapports élevés, la fragilisation par l'hydrogène tend à s'aggraver. Pour obtenir un revêtement plaqué montrant une résistance à
la corrosion optimale, il est préférable que le rapport en poids des ions de nickel aux ions de zinc soit de l'ordre d'environ 1/1 à environ 2/1.
La conductivité du bain d'électroplacage est accrue par la présence de l'électrolyte. Les électrolytes intéressants sont les sels d'ammonium solubles d'acide chlorhydrique, d'acide sulfurique, d'acide fluoborique, d'acide acétique, et des différents mélanges et combinaisons de ceux-ci. Le sel d'ammonium doit être présent dans le bain en une quantité suffisante pour former environ 3,0 à environ 100 g d'ions d'ammonium par litre de solution. D'une manière plus préférable, les ions d'ammonium sont présents dans la gamme pondérale d'environ
50,0 à environ 90,0 g par litre de solution.Bien
que l'on puisse utiliser l'un quelconque des sels d'ammonium susmentionnés comme électrolyte, il est plus préférable d'utiliser soit le chlorure d'ammonium soit le fluoborate d'ammonium comme sel dont est dérivé l'ion d'ammonium. Ces sels procurent des résultats de placage relativement uniformes sur une très large gamme de densités de courant. Il s'avère particulièrement intéressant que le bain contienne
au moins environ 15,0 g d'anions de chlorure ou de fluoborate ou de mélanges de ceux-ci par litre de solution. Il est également préférable que les
anions d'acide, englobant le chlorure, le sulfate,
le fluoborate, l'acétate, le sulfamate et leurs mélanges, soient présents en une quantité molaire au moins égale à la quantité molaire combinée de zinc, de nickel et d'ammonium présente dans la solution. Il est préférable que les anions d'acide soient présents dans la gamme d'environ 15,0 à 200 g par litre de so-lution, une concentration de 120 à 200 g d'anions d'acide par litre de solution s'avérant comme étant particulièrement intéressante. Parmi les anions d'acide, l'anion chlorure s'avère particulièrement intéressant. Par conséquent, le bain le plus intéressant est celui formé principalement de chlorure de zinc, de chlorure de nickel et de chlorure d'ammonium.
La présence d'un agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique dans le bain de placage de zinc-nickel est importante pour l'obtention d'un acier à haute résistance enrobé, résistant à la corrosion, présentant une faible fragilisation par l'hydrogène. La présence de l'agent tensio-actif polyoxyalkylé
non ionique produit un revêtement de zinc-nickel
qui est lisse, adhérent, ductile, uniforme et à grains fins, sur une large gamme de conditions de placage et de densités de courant cathodiques.On
peut utiliser une large gamme de composés polyoxyalkylés tensio-actifs suivant la présente invention pour autant qu'ils soient solubles dans le
bain aqueux. Les composés suivants sont des exemples caractéristiques de classes étendues de composés que l'on peut utiliser dans le cadre de la présente invention: alkyl phénols alcoxylés, alkyl naphtols alcoxylés, monoalcools aliphatiques alcoxylés, polyoxypropylène glycols alcoxylés, 2,4,7,9tétraméthyl-5-décyne-4,7-diols alcoxylés, éthylène diamines alcoxylées, acides gras alcoxylés, amides alcoxylés et esters alcoxylés. On a constaté, toutefois, que les alkyl phénols polyéthoxylés s'avé-raient particulièrement intéressants dans la production de substrats enduits résistant à la corrosion ayant une faible fragilisation par l'hydrogène suivant la présente invention.
Des agents tensio-actifs formés d'alkyl phénols polyéthoxylés particuliers qui sont disponibles dans le commerce sont les nonyl phénols éthoxylés vendus sous la dénomination commerciale "Tergitol NP-15" par Union Carbide Corporation et sous la dénomination commerciale "Igepal CO-730" par GAF Corporation. Ce dernier agent tensio-actif contient approximativement 15 fragments éthylèneoxy répétitifs dans la portion hydrophile de la molécule. D'autres agents non ioniques intéressants sont 1'"Igepal CO-887" de GAF Corporation et le "Nentronyx
656" de Millmaster Onyx Corporation. L'agent tensio-actif non ionique doit être présent dans le bain suivant la présente invention en une quantité allant d'environ 0,5 à environ 20,0 g par litre de solution. Toutefois, il est préférable d'en utiliser 1,0 à environ 5,0 g par litre de solution.
Bien que la présence de l'agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique en combinaison avec les cations de zinc, de nickel et d'ammonium et les anions de chlorure et/ou de fluoborate soit requise pour produire un substrat en acier à haute résistance enduit, résistant à la corrosion suivant la présente invention, on peut ajouter d'autres matières pour favoriser des caractéristiques désirables dans le processus de placage ainsi que dans le produit final. Par exemple, on peut incorporer avantageusement de l'acide borique dans le bain, cette substance faisant office de tampon. L'acide borique peut être présent dans la gamme d'environ 1,0 g par litre de solution jusqu'à saturation dans le bain.
On ajoute de préférence un agent tensio-actif anionique au bain pour accroître l'extrémité des valeurs élevées de la gamme de densités de courant cathodiques et pour améliorer encore les caractéristiques de fragilisation par l'hydrogène du produit final. Bien que les agents tensio-actifs anioniques aient
-- d'une manière générale tendance à être insolubles dans les bains de placage, les agents tensioactifs polyoxyalkylés non ioniques agissent comme solubilisant pour les agents tensio-actifs anioniques. On peut utiliser un grand nombre d'agents tensio-actifs anioniques suivant la présente invention, Toutefois, les sulfates d'alcool et les alkyl aryl sulfonates se sont révélés particulièrement intéressants. Un sulfate d'alcool intéressant est le lauryl sulfate de sodium délivré dans le commerce par E.I. du Pont de Nemours and Company, Inc.
sous la dénomination commerciale "Duponol ME Dry".
Un alkyl aryl sulfonate approprié est le dodécyl
benzène sulfonate de sodium délivré par Stepan Chemical Company sous la dénomination commerciale "Nacconol
90F". L'agent tensio-actif anionique peut être présent dans le bain à raison d'environ 0,2 à environ
7,5 g par litre de solution, bien qu'une quantité de
0,4 à 2,0 g par litre d'agent tensio-actif anionique soit préférable. On notera également que la liste susmentionnée d'agents tensio-actifs anioniques n'est pas limitative. On peut utiliser d'autres agents tensio-actifs anioniques qui sont solubles dans le sys-tème de la présente invention et qui ne modifient pas d'une façon défavorable les résultats supérieurs obtenus dans le cadre de la présente invention.
On peut également utiliser des agents de
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réfléchissants, brillants dans les gammes de densité de courant cathodique intéressantes, c'est-à-dire les gammes allant d'environ 0,3 à environ 4,5 am-
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intéressants sont les aryl aldéhydes dont le cycle
est substitué par halogène et les aryl cétones oléfiniques. Des exemples d'aryl aldéhydes dont le cycle est substitué par halogène sont l'ortho-chlorobenzaldéhyde, le para-chlorobenzaldéhyde, le 2,4-dichlorobenzaldéhyde et le 2,6-dichlorobenzaldéhyde. Un
exemple d'aryl cétone oléfinique intéressant est la benzylidène acétone. On peut utiliser d'autres
agents de brillantage organiques connus, tels que
les aryl cétones, les aryl aldéhydes, les aryl cétones dont le cycle est substitué par halogène, les cétones et aldéhydes hétérocycliques, ainsi que les
aryl aldéhydes oléfiniques. Les agents de brillantage les plus intéressants sont l'ortho-chlorobenzaldéhyde et la benzylidène acétone. Ces agents de brillantage peuvent être utilisés dans le bain en
des quantités allant d'environ 0,02 à environ 2,0 g
par litre de solution. La gamme la plus intéressante consiste à utiliser les agents de brillantage en des quantités allant d'environ 0,05 à environ 1,0 g par litre de solution.
On peut réaliser le procédé de placage au zinc-nickel au pH, à la température et aux gammes
de densité de courant utilisés généralement ordinairement. Lorsqu'il est réalisé avec une solution préférentielle telle que décrite ci-dessus et dans les gammes opératoires préférentielles susmentionnées,
on obtient un alliage contenant, par exemple, de 80
à 95% en poids de zinc, le restant étant constitué par du nickel. Ce revêtement procurera une excellente résistance à la corrosion ainsi qu'une porosité suffisante pour permettre de réduire la fragilisation par l'hydrogène.
Le bain peut être utilisé d'une manière efficace dans une gamme de pH allant d'environ 3,0 à environ 7,0, bien qu'une gamme de pH allant d'environ 5,5 à environ 6,5 soit préférable. Il est préférable que le pH du bain soit ajusté par l'addition d'hydroxyde d'ammonium ou d'acide chlorhydrique suivant les nécessités, de manière à éviter l'introduction d'ions indésirables dans la solution. L'alliage de zinc-nickel peut être plaqué suivant la présente invention sur une large gamme de températures et de densités de courant. L'électrodéposition peut
se produire sur une large gamme de températures allant d'environ 15[deg.]C à environ 45[deg.]C bien que la gamme plus étroite allant d'environ 20[deg.]C à environ 32[deg.]C soit préférable. Les densités de courant cathodiques peuvent aller d'environ 0,05 à environ 12,0 ampères
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sistant à la corrosion satisfaisant et un article présentant une fragilisation par l'hydrogène relativement faible. Toutefois, les densités de courant se situant dans la gamme de 2,0 à 4,0 ampères par
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Bien que cela ne soit pas nécessaire, un traitement au chromate ou phosphate de la pièce peut suivre l'étape de placage au zinc-nickel. En tout cas, dans une période de 8 heures après l'achèvement de l'étape de placage, la pièce est cuite pour diminuer la fragilisation par l'hydrogène. La plupart des aciers excepté l'acier cémenté et les aciers 440 peuvent être cuits à des températures
de l'ordre de 176[deg.]C à 205[deg.]C pendant une période minimale de 12 heures. Toutefois, les aciers cémentés et les aciers 440 doivent être cuits à une température plus faible allant de 121[deg.]C à 149[deg.]C pendant seulement 5 à 8 heures. Si on le désire, la pièce peut être traitée au chromate ou phosphate après l'étape de cuisson réalisée pour réduire la fragilisation par l'hydrogène.
Exemples
Les Exemples suivants sont donnés pour faciliter la compréhension de l'invention. Ces Exemples sont donnés à titre illustratif et ne constituent en aucun cas une limitation à la présente invention. Toutes les parties et tous les pourcentages donnés dans les Exemples suivants sont en poids, sauf indications contraires. De plus, lorsque l'on mentionne la cellule de Hull, cela signifie que l'essai a été réalisé en utilisant une cellule de Hull de
267 ml ordinaire utilisant 3 ampères de courant pendant 3 minutes. Le bain n'est pas agité. Les ajustements de pH sont effectués suivant les nécessités en utilisant des acides appropriés ou de l'hydroxyde d'ammonium.
Exemple 1
On prépare un bain d'électroplacage aqueux ne contenant pas d'agent tensio-actif contenant par litrede solution, 15 g d'oxyde de zinc, 47,5 g de
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d'ammonium et 20 g d'acide borique. Le pH du bain est de 5,7 et est maintenu à une température de 40[deg.]C. On utilise uniquement du zinc comme anode. On prépare un panneau cellulaire de Hull avec des densités
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une densité de courant allant jusqu'à 1,5 ampère
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brillant avec une teinte bleue, ce qui indique un dépôt satisfaisant. A des densités de courant al-
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La formation de piqûres est évidemment une caractéristique indésirable dans un revêtement résistant à la corrosion. A des densités de courant de 4,0 à 8,0 ampères par dm , le dépôt est gris, ce qui indique un dépôt satisfaisant. Toutefois, au-dessus
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légèrement spongieux. Les dépôts spongieux sont indésirables.
Exemple 2
On répète le procédé de l'Exemple 1, à l'exception que l'on ajoute 0,375 g par litre de solution d'un agent tensio-actif anionique, à savoir le "Duponol ME Dry". La température du bain est d'environ 31[deg.]C. Le bain est trouble. On prépare un panneau cellulaire de Hull. Le panneau apparaît d'une manière générale comme étant couvert de taches. A
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le dépôt d'alliage de zinc-nickel est trouble. A
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le dépôt est brillant; toutefois, le dépôt est piqué
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Aux densités de courant allant de 2,0 à 9,0 ampères
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Exemple 3
On répète à nouveau le procédé de l'Exemple 2, mais cette fois en ajoutant 3,0 g par litre de
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au bain de placage. On prépare un panneau cellulaire
-de rull.11 ne se' ferme pas de dépôt en en éclaboussu- <EMI ID=16.1>
de zinc-nickel est bleuâtre brillant. A des densités de courant allant de 6,0 à 12,0 ampères par
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par dm<2>, on obtient un dépôt bleu-noir. On ne remarque aucun dépôt spongieux. Le recouvrement du bain de placage et la force de projection du placage sont tous deux meilleurs en présence de l'agent tensio-actif non ionique comparativement aux bains des Exemples 1 et 2.
Exemple,4
On prépare un bain d'électroplacage aqueux contenant par litre de solution, 47 g de chlorure de
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re d'ammonium et 20 g d'acide borique. Le pH du bain est ajusté à 5,9 par l'addition d'hydroxyde d'ammonium. La température du bain est de 24[deg.]C. Des éprouvettes ou échantillons de traction entaillés fabriqués et réalisés suivant la norme ASTM F-519, type Ia, sont plaqués dans le bain. On utilise deux baguettes de nickel et deux baguettes de zinc ayant une aire similaire comme anodes et on les dispose symétriquement autour des spécimens. Les spécimens sont plaqués à des densités de courant choisies préalablement pendant des périodes de temps présélectionnées. Après le placage, les spécimens
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mens sont ensuite soumis à un essai de charge
de traction statique à 75% de la résistance à la rupture par traction sur l'entaille établie.Les spécimens sont chargés d'une manière continue pendant au moins 150 heures ou jusqu'à la rupture.
Les spécimens qui résistent au chargement pendant plus de 150 heures montrent des caractéristiques de fragilisation par l'hydrogène faibles, satisfaisantes.
Deux spécimens sont plaqués à une densité
de courant cathodique moyenne de 1,0 ampère par d m<2> pendant 30 minutes. L'un des spécimens ne réussit pas l'essai de traction statique 12,7 heures après le chargement. L'autre spécimen réussit l'essai de chargement et est enlevé du dispositif d'essai après 167 heures. Un autre spécimen est plaqué à 2,0 ampères par dm2 pendant 15 minutes. Ce spéci-
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ment et est enlevé de l'appareil d'essai après 167 heures; toutefois, un quatrième spécimen plaqué à
2 ampères par dm2 pendant 30 minutes ne réussit pas l'essai 36,5 heures après le chargement. On constate que le dépôt plaqué pour les spécimens recou-
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85% en poids de zinc et 15% en poids de nickel.
Exemple 5
On prépare un bain d'électroplacage aqueux contenant par litre de solution, 17,8 g d'oxyde de zinc, 35,6 ml d'acide chlorhydrique (HCl à 38% en poids), 24 g de chlorure de nickel, 220 g de chlorure d'ammonium, 20 g d'acide borique et approximativement 8 ml d'hydroxyde d'ammonium (NH à
29% en poids). Le pH du bain est de 6,2. La température du bain est de 24[deg.]C. On prépare des spécimens de traction entaillés suivant les normes décrites dans l'Exemple précédent. Trois spécimens sont plaqués à 1,5 ampère par dm<2> pendant 20 minutes et trois spécimens sont plaqués à 3,0 ampères par dm2 pendant 10 minutes. Le dépôt de zinc-nickel
sur les spécimens est terne avec un piquage important et se révèle, par conséquent, insatisfaisant
du point de vue de la résistance à la corrosion. Tous les spécimens sont essayés en les chargeant suivant le processus décrit dans l'Exemple 4, à l'exception du fait que les spécimens sont chargés pendant 200 heures. Tous les spécimens passent l'essai de chargement de 200 heures.
Exemple 6
On répète le procédé de l'Exemple 5 à l'exception du fait que l'on ajuste le pH du bain à 5,8 et que l'on ajoute 2,25 g par litre de solution d'un agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique ("Tergitol NP-15"). Cinq spécimens de traction entaillés sont plaqués à 3,0 ampères par dm2 pendant 7,5 minutes. Le dépôt se révèle satisfaisant. La section transversale rompue présente un aspect granuleux lorsqu'elle est examinée sous grossissement. Tous les spécimens réussissent l'essai de chargement de 200 heures.
Exemple 7
On répète le procédé de l'Exemple 6 à l'exception que l'on ajoute également au bain 0,75 g par litre d'un agent tensio-actif anionique ("Duponol ME Dry"). Trois spécimens de traction entaillés sont plaqués à 3,0 ampères par d m<2> pendant 7,5 minutes. Lorsqu'on les examine sous grossissement,
on remarque une amélioration de la nature ductile des dépôts. Tous les spécimens réussissent l'essai de chargement de 200 heures.
Exemple 8
On répète le procédé de l'Exemple 7 à l'exception que l'on ajuste le pH du bain à 6,2 par l'addition d'hydroxyde d'ammonium. Deux spécimens de traction entaillés sont plaqués à 3,0 ampères par dm2 pendant 7,5 minutes. L'aspect ductile des dépôts est noté sous grossissement. Tous les spécimens réussissent l'essai de chargement de 200 heures.
Exemple 9
On prépare un bain d'électroplacage aqueux contenant par litre de solution, 50 g d'oxyde de zinc, 100 ml d'acide chlorhydrique, 167 g de chlorure de nickel, 90 g de chlorure d'ammonium, 20 g d'acide borique, et approximativement 75 ml d'hydroxyde d'ammonium. Le pH du bain est de 5,9. La température du bain est d'environ 28[deg.]C. Un fil
de cuivre est plaqué à une densité de courant d'approximativement 100 ampères par dm2 pendant approximativement 20 secondes à une vitesse linéaire de 29,9 m par minute. Le dépôt est gris sombre et granuleux. On plaque un autre fil de cuivre sous les mêmes conditions que précédemment, à l'exception que l'on ajoute également au bain 2,25 g par litre de solution d'un agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique ("Igepal CO-
730") et 0,75 g par litre d'un agent tensio-actif ("Duponol ME Dry"). A présent, le dépôt est gris clair et à grains fins.
Conclusion
En résumé, le revêtement de zinc-nickel plaqué suivant la présente invention confère non seulement une excellente résistance à la corrosion aux articles en acier mais donne également un produit final qui, lorsqu'il est cuit, présente de très faibles caractéristiques de fragilisation par l'hydrogène. La clé pour produire un produit de ce type suivant la présente invention est la présence de l'agent tensio-actif polyoxyalkylé non ionique.
Bien que l'utilisation principale de la présente invention réside normalement en la production d'un revêtement résistant à la corrosion sur des pièces en acier qui conduit à une faible fragilisation par l'hydrogène de l'acier, l'invention peut également être utilisée pour plaquer des fils et des feuillards métalliques, ainsi que d'autres articles. L'électroplacage des pièces en acier
pour former un produit présentant une faible fragilisation par l'hydrogène est généralement réalisé
à des densités de courant relativement faibles.Il est toutefois généralement souhaitable de plaquer les feuillards et fils métalliques à des densités de courant élevées tout en obtenant encore un bon revêtement résistant à la corrosion. Par exemple, une solution de placage contenant un électrolyte de chlorure d'ammonium et un agent tensio-actif non ionique peut être utilisée pour plaquer à des densités de courant allant jusqu'à environ 200 am-
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élevées, il est préférable d'agiter la solution
au cours du placage et également d'élever la teneur en zinc et en nickel dans la solution par rapport
à celle normalement utilisée aux faibles densités
de courant.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'un article résistant à la corrosion, cet article étant conducteur, ce procédé comprenant l'électroplacage d'un revêtement de zinc-nickel sur ledit article dans
une solution de placage de caractère acide, aqueuse contenant des ions de zinc et de nickel, un électrolyte sous la forme d'un sel d'ammonium soluble, et un agent tensio-actif non ionique polyoxyalkylé.