Procédé de placage (le la surface de corps métalliques et corps métallique plaqué obtenu par<B>ce</B> procédé. Selon un procédé connu, pour munir des objets d'un revêtement métallique, on les traite dans un moulin contenant des billes du res et abrasives# de la grenaille de fer par exemple, et le métal<B>à</B> appliquer,<B>à</B> l'état de poudre plus ou moins fine, avec ou sans li quide.
Ce procédé permet d'obtenir -un revête, ment qui, bien qu'il adhère fortement<B>à</B> la surface de l'objet, reste en général par trop mince pour assurer une protection supel-fi- cielle efficace de l'objet, l'épaisseur extrême ment réduite du revêtement restant pratique ment indépendante -de la durée pendant la quelle les objets sont traités dans le moulin.
La présente invention vise<B>à</B> fournir un procédé de placage de lu surface de corps mé talliques avec un autre métal, dans lequel, sous l'effet de chocs, obtenus notamment par un brassage, des particules du métal de pla cage finement divisées et de forme non la mellaire, sont appliquées sur la surface des- dits corps, et qui permette d'obtenir un revêt tement ou placage d'épaisseur relativement très élevée.
Ce procédé est caractéris & en ce qu'on pro cède de façon que les particules soient pla quées sur la surface desdits corps dans -un mi lieu non oxydant et<B>à</B> une température suffi sante pour assurer leur soudure sur cette der nière, mais inférieure<B>à</B> la température de fu sion du métal dont elles sont formées, en ce qu'on opère, en outre,
de manière que la mise en contact des particules du métal de placage avec la surface des corps métalliques donne lieu<B>à</B> un aplatissement desdites particules qui entraîne l'apparition<B>à</B> la surface des parti cules de métal propre préalablement situé<B>à</B> l'intérieur de cesdernières et assure ainsi un contact direct du métal propre qui les com pose avec la surface<B>à</B> plaquer sur laquelle elles s'écrasent et leur fixation solide sur cette surface, et en ce qu'on poursuit l'opération jusqu'à ce qu'il se forme par superposition de plusieurs couches de particules aplaties# un placage métallique continu et adhèrent sur la surface des corps métalliques.
L'expression métal se réfère aussi bien <B>à</B> un seul métal qu'à un alliage, d'au moins deux métaux.
Le placage obtenu est ainsi constitué par une couche<B>de</B> fond formée par des particules qui sont liées directement<B>à</B> la surface des corps métalliques, et pax un plus ou moins grand nombre de couches de particules super posées, selon l'épaisseur du placage.
L'invention comprend, en outre, un corps métallique plaqué obtenu par ce procédé. Le procédé, objet de l'invention, peut être employé pour le placage de nombreux corps métalliques tels que des petits objets, clous,, écrous, boulons, petites pièces embouties ou forgées, articles de quincaillerie, etc. <B>Il</B> peut également être utilisé pour plaquer des gra nules ou poudres métalliques. Ce procédé peut bientntendu être utilisé pour obtenir des re- i vêtements# superposés de métaux différents ou pour obtenir des revêtements formés directe ment par des alliages.
Les particules du métal de placage doivent présenter initialement des formes non lainel- laires, sphériques ou piriformes par exemple. La forme sphérique est la plus favorable vu le rapport minimain. surface/masse qu'elle pré sente.
Pour obtenir la formation d'un placage so- -lide et -dépaisseur notable, il est non seule ment -nécessaire que du métal propre soit amené<B>à</B> la surface des particules<B>à</B> la suite de leur déformation, mais Jl est, en outre, essentiel que cette surface soit,protégée pen dant le placage contre loxydation afin que les particules puissent venir en contact métalli que direct avec la surface sur lesquelles elles s'écrasent.
Des essais ont montr6 que cette-protection pouvait être assurée efficacement en réalisant l'opération -de brassage ou toute a-Litre opéra tion provoquant le choc des particules sur les surfaces<B>à</B> revêtir, dans un milieu non oxy dant. Ce milieu peut être constitlié de l'une des quatre manières génériques suivantes: <B>A.</B> Par une substance destinée<B>à</B> former un film protecteur, dispersée dans un véhicule aqueux.
B. Par une substance destinée<B>à</B> former un Iihn protecteur, dispersée dans un véhicule liquide a-Litre que aqueux.
<B>C.</B> Par de Pair sec, ou tout autre nu eu gazeux non oxydant ou inerte ou. par le vide. D. Par des sels fondus.
Lorsqu'on se sert<B>de</B> milieux protecteurs liquides du type<B>A</B> ou B, les substances desti nées<B>à</B> former un film doivent avoir de bonnes propriétés mouillantes et des qualités prote & trices telles que les surfaces soient protégées efficacement contre Paxydation.
Ces substances doivent, en outre, être iner tes pour les métaux utilisés et doivent avoir des effets avantageux plutôt que nuisibles si elles restent prises en quantités minimes dans le -revêtement. En outre, elles doivent être éco nomiques et non toxiques et constituer de bons détergents ou convenir<B>à</B> la dissolution ou Fabsorption clé l'oxygène. Des exemples des, quatre genres de mi lieux protecteurs sont donnés plus loin.
Lors de la mise en #uvre, du procédé selon l'invention, il est d'ordinaire nécessaire, au début de l'opération, que la surface des corps métalliques et celle des particules du métal de placage -soient propres et pratiquement exemptes d'oxydes ou d'autres matières adhé rentes susceptiblesde gêner le placage. Le de gré de propreté voulu peut être obtenu par un nettoyage préalable, mécanique ou chimi que, des corps métalliques et particules du métal de placage.
Quand il existe une couche relativement mince d'oxyde ou de toute autre matière so lide et adhérente sur la surface des particules, cette couche peut être enlevée pendant l'op & - ration de placage soit uniquement du fait des frottements entre particules qui se produisent lors du brassage, soit du fait de ces frotte ments et d'une attaque chimique réalisée si multanément.
Les particules clé métal de placage peuvent être des pou & sières'métalliques obtenues par condensation<B>à</B> partir d'une phase vapeur, par désagrégation par l'air de métal fondu ou par tout autre,, moyen pour autant qu'elles aient une forme non lamellaire. Leur granulométrie sera de préférence comprise entre<B>1</B> et<B>50</B> mi- erons, des particules notablement plus gran des pouvant cependant encore, être plaquées avec succès.
L'opération engendrant les chocs nécessai res au placage est habituellement un brassage, qui est le plus souvent réalisé dans un moulin rotatif ou oscilla-nt du genre clé ceux utilisés pour le polissage ou le brunissage.
On peut également utiliser un plateau vi brant (courroie par exemple) communiquant un mouvement de brassage aux corps métalli- quesdéposés sur lui et -Lui dispositif dé pro jection centrifuge ou pneumatique qui pro jette les particules du métal de placage sur lesdits corps. Ce genre -de dispositif présente l'avantage de permettre un réglage relative ment aisé'de la vitesse de projectiondes par ticules.
Dans bien des cas, il peut être avan- tageux de se servir de matières d'impact auxi- Haires constituées par des granules dont les dimensions sont beaucoup plus grandes que celles des particules du métal de placage. Ces matières d'impact augmentent l'effet de bras sage et tendent<B>à</B> accroiÎtre la vitesse avec la quelle les particules du métal de placage vien nent frapper la surface des corps métalliques. Lorsque le métal de placage est dur, la matière d'impact peut être une poudre très grossière du même métal, dont lesgranules ne se déforment pratiquement pas pendant le brassage et qui peuvent être réemployées.
La matière d'impact peut également être consti tuée par des grenailles sphériques ou autres de fer ou par des particules de carbure de si- licium ou d'autres alliages très durs.
L'intensité du brassage dans un moulin peut être réglée par le choix judicieux du genre et de la quantité des matières d'impact, de la quantité des particules du métal de pla cage, !de la vitesse de rotation et des dimen sions du moulin, du genre de milieu protec teur utilisé et, dans le cas où celui-ci est du type<B>A</B> ou B, de la concentration et du genre de la substance destinée<B>à</B> former un film ainsi que de la, viscosité et des caractéristiques physiques du liquide servant de véhicule.
Quand les corps<B>à</B> revêtir sont en un mé tal particulièrement dur tel que l'acier par exemple, il peut être nécessaire que la surface du corps soit rendue légèrement rugueuse afin que des irrégularités superficielles mi croscopiques contribuent<B>à</B> l'adhérence du re vêtement. Ce résultat peut hêtre obtenu par mordançage, sablage ou tout autre traitement préalable<B>à</B> l'aide d'abrasifs.
<B>Il</B> Des examens micro- et macrograpliiques de placages obtenus par le procédé selon l'inven tion montrent que la nature de la liaison des particules sur la surface du corps revêtu ou entre elles est assimilable<B>à</B> une soudure et qu'une certaine diff tision, qui doit cependant rester peu importante, se produit entre le mé tal du corps métallique et le métal adjacent du placage. Les particules de métal #de placage doivent donc, a-Li moment où elles s'aplatissent, être portées<B>à</B> une température suffisante pour assurer leur soudure sur la surface contre la quelle elles percutent.
Pour certains métaux,' ce résultat peut être atteint même si la tempé rature<B>à</B> laquelle on procède -est inférieure<B>à</B> la température normale, de sorte que le pla cage est effectué avec succès même sans chauf fage extérieur. Avec d'autres métaux, bien que la température nécessaire soit supérieure <B>à</B> la température normale, la chaleur produite localement dans les particules au moment de leur déformation peut faire monter leur tem- pératare <B>à</B> une valeur suffisante, de sorte qu'il et possible, par exemple, d'obtenir de légers placages en aluminium<B>à</B> la température normale etdaiL# un milieu liquide, ou des re vêtements épais en aluminium,
dans un mi lieu gazeux du type C ou dans le vide,<B>le</B> transfert de chaleur se faisant alors<B>plus</B> len tement et la vitesse d'impact étant plus grande.
Pour le placage,de métaux nécessitant une température élevée pour assurer leur soudure, on fait intervenir un apport de chaleur exté rieure. Par ce moyen, on peut également. accé lérer le dépôt de métaux dont la soudure peut <B>déjà</B> être obtenue lorsqu'on procède<B>à</B> temp6- rature normale.
La température des particules doit cepen dant rester inférieure<B>à</B> la température de fu sion du métal qui les compose a-fin d'éviter qu'une diffusion substantielle<B>d'a</B> placage ne se produise dans la surface du corps métalli que. Une diffusion par trop marquée entraî nerait en effet la formation d'une couche d'un alliage défini entre le métal de placage et la ,surface du corps métallique et réduirait le de gré de liaison,entre le revêtement et la surface du corps métallique.
La température miniminu au-dessus de la quelle le placage peut se faire avec succès est. indiquée ci-après pour les métaux de placage utilisés le plus couramment, la température <B>de</B> fusion<B>à</B> ne pas dépasser étant- indiquée entre parenthèses:
Zinc (4190) Température normale (aux environs de<B>100)</B> Cadmium<B>(3210) A</B> peu près<B>à</B> la température normale <B>Plomb (3270)</B> En dessous de la température normale Etain (232") En dessous de la température normale Aluminium<B>(658-)</B> 150- Magnésium <B>(6500)</B> 1501, Cuivre (1080.)200. Argent (960-) 200- Platine <B>(1773-)450-</B> L'usaged'un milieu protecteur liquide, du type<B>A,</B> qui comprend un véhicule aqueux pour la substance destinée<B>à</B> former un film,
est limité en pratique aux cas où le placage peut se faire<B>à</B> une température notablement inférieure<B>à 1000 C</B> (point d'ébullition de l'eau), en général égale ou inférieure<B>à</B> la tem pérature normale.
Le véhicule aqueux utilisé, notamment l'eau, doit être exempt de la plupart des sels minéraux qui sont ordinairement dissous dans l'eau tels que les chlorures, les nitrites, les ni trates, les sulfites et les cyanures de métaux, métaux parmi lesquels peut se trouver le métal utilisé pour le placage. La présence de ces sels métalliques inorganiques Aonnerait lieu<B>à</B> la formation de couches d'oxydes ou d'autres matières corrosives aptes<B>à</B> attaquer les surfaces métalliques propres et<B>à</B> empêcher ainsi l'établissement d'une liaison entre ces surfaces.
L'usage d%au seule, salie substance apte<B>à</B> former un film, ne pourrait être re tenu,<B>à</B> cause de son effet oxydant sur les sur- laces métalliques propres.
Le -milieu protecteur liquide, du type<B>A,</B> comprend, de préférence, un solvant pour les oxydes métalliques afin de combattre le pou voir oxydant de l'eau et ce solvant d'oxydes peut être constitué soit par la substance apte <B>à</B> former mi film elle-même, soit par un sol vant d'oxydes indépendant de cette substance.
La substance apte<B>à</B> former un film pro tecteur doit pouvoir protéger les particules du métal<B>de</B> placage contre l'action oxydante de l'eau et doit donc être non hygroscopique.
Cette substance est constituée de préfé rence par une matière du type non ionique ou cationique <B>à</B> molécules contenant un groupe- ment polaire ouhydrophile et un groupement non polaire ou hydrophobe.
Quand cette substance présente également de bonnes propriétés pour enlever Voxygène ou le film d'oxygène, elle peut être utilisée seule. On peut également ajouter certains pro duits chimiques en vue d'assurer le nettoyage et l'enlèvement du film d'oxygène. Ainsi, cer taines gommes ou certains colldides engen drant des sols gommeux, constituent des subs tances excellentes pour faciliter le placage, une fois -dissous dans l'eau et avec addition de quantités réduites de matières propres<B>à dé-</B> truire -le film telles que l'amlnoniaque <B>(hy-</B> droxyde d'ammonium).
Les colldides gom meux comprennent des matières cellulosiques susceptibles d'être disperséw dans l'eau, telles que la méthyl-, 1liyiclroxy,6thyl- et la carboxy- métyl-cellulose, l'agar et les. alginates ainsi que, bien que présentant une valeur moindre, les amidons,la saponine, les silicates solubles, tels que<B>le</B> silicate de sodium, certains extraits de semences ainsi que certaines protéines et certaines gélatines.
Les gommes proprement dites compren nent les exudations d'arbres, telles que la gomme d'acacia, la gomme de caroubier et la gomme adragante.
Par exemple, la forme très visqueuse de la carboxymétliyl-cellu,lose de sodium peut être utilisée en solution aqueuse titrant<B>0J à 1</B> % en poids, une concentration de 0,25 % conve- na-nt très bien et donnant une solution qui a une viscosité convenable, la faculté de former un film protecteur exceptionnellement adhé rent, et un pouvoir mouillant satisfaisant.
Parmi les autres produits qui présentent les qualités voulues, on peut citer les mêlan- ges d'acides gru, tels que les membres satu rés et<B>à</B> courte chaîne de la famille, avec clés dérivés azotés d'acides gras<B>à</B> longue ehake, substitués par des groupements poly-oxyéthy- léniques.
Si l'on prend, par exemple, une amide avec chaîne<B>à</B> dix-huit atomes de carbone subs tituée sur l'azote par des groupements poly- oxy-éthyléniq-Lies, soitdu,type,
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et si on mélange cette -amide si#bstituée <B>à</B> la température normale avec de l'acide capry- lique, dans la proportion de<B>3</B> parties et demie d'acide capryIique pour une partie de l'amide substituée, on obtient un produit particulière ment efficace clans l'eau.
D'autres produits permettant l'obtention clé placages exceptionnellement brillants, peu vent être obtenus en mélangeant un acide gras, tel que l'acide caprylique, avec une amine tertiaire ayant un groupement alcoyle gras et deux groupements poly-oxyétllyléniques substitués sur l'azote.
L'efficacité du mélange augmente si une faible quantité d'un mouillant,<B>de</B> préférence du genre condensat d'alcandlamine, est, utilisé simultanément. Avec certaines de ces matiè res, on peut utiliser avec avantage une faible quantité d'un agent de dispersion ou de dis solution. De l'éthanol peut, par exemple, être utilisé avec l'acide caprylique, en solution aqueuse.
Il est évident qu'un grand nombre de com binaisons de dérivés d'acides gras, solubles dans l'eau, peuvent être utilisées en mélange ou en combinaison avec des graisses, des hui les, des acides gras, etc. Ces suspensions col- loidales d'un liquide dans -un autre convien nent surtout quand on se sert d'un acide gras car celui-ci, en restant présent bien qu'en quantités réduites dans le revêtement, crée une résistance au- ternissement et tend<B>à</B> em pêcher et retarder la corrosion.
Les revête ments obtenus avec de Peau contenant une solution ou suspension coU6idale #d'un acide ou d'un dérivé gras, sont ainsi généralement plus brillants que ceux formés sans acide gras<B>à</B> l'aide d'un colloïde de la famille des gommes.
L'amide substituée<B>à</B> l'azote est particuliè- renient avantageuse pour solubiliser ou émul sionner l'huile grasse ou l'acide gras. L'acide capr#îique convient tout particulièrement, mais d'autres acides gras peuvent être utilisés.
Par exemple, un acide gras soluble clans l'eau, tel que l'acide, acétique, peut être utilisé avec une huile soluble dans l'eau, telle qu'un con- densat d'alcanolamine. Des quantités très pe tites du condensat et de l'acide acétique, dis soutes dans l'eau, forment des agents de pla cage très puissants qui procurent clés revête ments épais et très adhérents en peu de temps.
Les amines ou amides grasses<B>à</B> substi- tuants poly-oxyéthyléniquLes peuvent être ajoutées aux gommes ou collffles gommeux mentionnés plus haut ou, suivant une va riante,<B>à</B> un acide carboxylique tel que l'acide tartrique ou citrique.
Un type préféré d'un agent facilitant le placagedans une suspension aqueuse peut être constitué par<B>0,25</B> 11/o en poids de l'eau, de carboxy-méthyl-cellulose de sodium,<B>0,5</B> 1/o en volume clé l'eau, d'hydroxyde -d'ammonium et <B>0,125</B> G/o en poids de l'eau, d'une amine ter tiaire d'un acide gras<B>à</B> longue chaîne et for tement substitué.
Parmi les -dérivés gras azotés, Famide ter tiaire très soluble -et fortement substituée con vient tout particulièrement quand on l'utilise avec des substances décapantes de nature acide ou basique. Ce dérivé, étant non ioni que, -est compatible avec les deux types de substances. D'autres substances appropriées du type<B>A</B> sont les glycols, tels que le glycol éthylénique ou polypropylénique.
Les proportions des différents composants placés dans un moulin, corps<B>à</B> plaquer, par ticules -du métal, de placage, matières d'impact, milieu protecteur, peuvent varier dans de grandes limites suivant la nature et Pétendue des surfaces<B>à</B> revêtir, le métal de placage, le nombre de corps<B>à</B> revêtir et l'épaisseur de placage désirée.
L'épaisseur du placage peut être détermi née par la duréedu traitement. Lorsqu'on se sert d'un milieu protecteur -du type<B>A</B> consti tué principalement par de l'eau et par<B>là</B> en général bon marché, on peut également placer une quantité déterminée de particules du mé tal de placage dans chaque charge du moulin et poursuivre l'opération jusqu'à ce que toutes les particules aient pratiquement été utilisées. Après vidange du moulin, la charge est alors renouvelée.<B>-</B> Quand l'épaisseur du placage est réglée par épuisement des particules du métal de placage, le rapport entre la quantité, de ma tière d'impact auxiliaire et celle desdites par ticules peut devenir très grand.
Pour le placage d'une couche de cadmium ayant une épaisseur -de<B>0,,005</B> min sur des vis de métal, on a par exemple chargé le moulin de 14<B>g</B> de cadmium en poudre et<B>de 5,5 kg</B> de<U>grenailles</U> métalliques, le rapport des poids étant ainsi d'environ 384<B>à 1.</B>
Au cours d'un autre essai concernant des clous, on a -utilisé<B>9,5 kg</B> de zinc- en poudre pour revêtir<B>135 kg</B> de clous, 2<B>kg</B> de zinc res tant dans le résidu liquide. Pour cet essai, on s'était servi de 31#5 <B>kg</B> de grenailles, soit un rapport grenaille/poudre de zinc d'environ<B>28</B> <B>à 1.</B> Les 2<B>kg</B> restants de poudre de zinc peu vent être récupérés lors dune nouvelle charge pour laquelle on n'ajoute que<B>9,5 kg</B> de pou dre de zinc.
Pour pouvoir régler l'épaisseur du placage par renouvellement complet de la charge, il est nécessaire que les substances destinées<B>à</B> farmer un film introduites dans le véhicule liquide soient économiques. Les substances ci tées jusqu'ici ont un prix de revient assez bas et peuvent être utilisées en quantités assez petites pour qu'il soit économiquement possi ble de ne s'en servir qu'une seule fois.
Voici,<B>à</B> titre d'exemple, quelques mises en #uvre du procédé dans lesquelles on utilise un milieu liquide du type<B>A</B> et qui sont menées <B>à</B> température normale. <I>Exemple</I> A-1: <B> & </B> Dans un moulin rotatif, avec cuve en por celaine d'une capacité,de six litres, on intro duit<B>900 g</B> de clous préalablement, décapés<B>à</B> l'acide et lavés, 4,5<B>kg</B> de granules grossiers de zinc formant matièred'impact et 1200 em3 d'eau contenant 2 1/o d'un mélange formé par trois parties d'acid#e caprylique pour une partie d'une,
amine tertiaire fortement solubilisée avec de l'oxyde déthylène. On ajoute<B>115 g</B> d'une poudre de zinc constituant le métal de placage. On fait fonctionner le moulin pen dant trois lieures et les clous sont ainsi revê tus diule couche brillante et adhérente de zinc ayant une épaisseur de<B>0,05</B> mm.
<I>Exemple</I> A-2: Dans un moulin analogue, on introduit 280<B>g</B> d'une poudre de zinc, destinée<B>à</B> cons tituer le placage,<B>.900 g</B> de clous en acier<B>dé-</B> capés<B>à</B> l'acide et un liquide constitué par 1200 cm3 d'eau, 4<B>g</B> de carboxy-méthyl-cellii- lose et<B>36</B> ems d'hydroxyde d'ammonium. On fait fonctionner le moulin pendant deux heu res et demie. On obtient un placage d'un gris terne, qui adhère bien et qui a 1.me épaisseur de 0,045 mm.
<I>Exemple<B>A-3:</B></I> On introduit dans un moulin analogue 4,5<B>kg</B> de grenailles,de zinc,<B>170 g</B> de poudre de zinc,<B>900 g</B> de clous décapés<B>à</B> l'acide et 1200 em3 d'eau contenant 24 em3 d'acide éthylbutyrique. On fait fonctionner le moulin pendant trois heures et on obtient un revête- --ment très brillant et éclatant, ayant une épais seur de<B>0,008</B> mm. Exemple A-4: On introduit dans un moulin analogue 540<B>g de</B> grenailles de zinc revêtues de plomb, <B>170 g</B> de poudre de zinc ainsi que<B>900 g</B> de clous en fer décapés<B>à</B> l'acide.
Le liquide est constitué par 1200 ems d'eau, 2<B>g</B> d'un produit <B>à</B> base d'alginate de sodium (produit marque Kelgum ) et<B>36</B> cm3 d'hydroxyde d'ammo- i nium. On fait fonctionner le moulin pendant trois heures et on constate que les clous por- tent un revêtement de zinc ayant une -épais seur de<B>0,015</B> mm.
<I>Exemple</I> A-5: Dans un moulin -ayant un diamètre de <B>75</B> cm et une longueur,de <B>30</B> cm, on introduit 250<B>kg</B> de grenailles grossières de zinc, <B>6 kg 750</B> de fine poudre de zinc,<B>67,5 kg</B> de clous bien décapés et lavés et 42 litres d'eau dans lesquels sont dissous<B>700</B> ems d'un mé lange contenant<B>3</B> parties d'une amide.
ter tiaire fortement solubilisée et dérivée d'un acide gras non saturé<B>à</B> longue chaîne, et une partie d'acide caproïque. On fait fonctionner le moulin pendant trois heures<B>à 25</B> t/m. Les clous portent un revêtement adhérent et bril lant de zinc avec une épaisseur d'environ 0,045 <B>mm.</B>
<I>Exemple</I> A-6: Dans un moulin rotatif ayant un diamè tre de<B>75</B> cm et une longueur de<B>30</B> cm, et qui est muni de barreaux de brassage, on introduit <B>67,5 kg</B> de petits clous pour toitures, bien clé- capés et lavés.
On ajoute 5,4<B>kg</B> de poudre de zinc avec<B>5,6</B> litres d'eaudans lesquels on a dissous<B>1015 g</B> id'un produit chimique cons titué par<B>720 g</B> & acide citrique que l'on mé lange et fait réagir avec une amine tertiaire fortement solubilisée et<B>à</B> longue chaîne obte nue<B>à</B> partir d'un acide gras extrait des<B>f</B>èves de caeao. Après un fonctionnement de trois heures et quart<B>à 15</B> t/m, les clous sont revê tus d'une couche -de zinc éclatante ayant une épaisseur d'environ<B>0,075</B> mm. Pour ce trai tement, presque toute la poudrede zinc est déposée sur les clous, seule une proportion négligeable reste inutilisée.
Là, également, l'effet d'impact est obtenu par les seuls clous.
On décrira maintenant le procédé réalisé <B>à</B> l'aide d'un milieu protecteur liquide du type B, c'est-à-dire contenant une -substance apte <B>à</B> former un film protecteur dans un véhicule non aqueux.
<B>-</B> Le véhicule non aqueux peut être un sol vant pour la substance destinée<B>à</B> former le film. Comme exemples typiques des liquides qui peuvent être utilisés, on citera les solvants hydrocarburés, des dérivés liquides du gou- ciron<B>de</B> houille, des hydrocarbures chlorés, les alcools, les cétones.
Avec un véhicule liquide et organique de ce genre, les substances destinées<B>à</B> faciliter le placage peuvent être simples et peuvent servir<B>à</B> la fois<B>à</B> dissoudre les oxydes qui se trouvent<B>à</B> la surface des particules, et<B>à</B> for mer des minces couches ou films sur cette surface. Parmi ces substances, on peut citer les acides gras saturés, tels que Pacide, capry- lique, ainsi que les acides gras non saturés, tels que l'aci de oléique, qui sont très effica ces dans ces solvants non aqueux et qui per mettent d'obtenir des revêtements brillants et qui résistent au ternissement.
L'usage répété du solvant formant le véhi cule, liquide est nécessaire quand il s'agit de matières coûteuses. On a constaté qu'il était avantageux de faire compQrter aux moulins des chemises chauffantes pour qu'ils fonc tionnent<B>à</B> environ 65(l, lorsqu'on se sert de kérosène et d'acide, caprylique, par exemple, pour un traitement de grande durée- et pour lequel des charges successives sont traitées avec les mêmes matières chimiques et avec des additions fraîches de particules métalliques et d'acides gras. En remplaçant des acides gras vrais par divers dérivés gras, tels que les anlines tertiaires, on favorise également le traitement cyclique continu.
Des exemples spécifiques d'un placage réalisé<B>à</B> l'aide d'un milieu liquide du type B sont donnés ci-après: <I>E</I> xemple B-1: On introduit<B>1,35 kg</B> de poudre de zinc, 5,4<B>kg</B> de grenailles métalliques ayant un dia mètre d'environ<B>3,2</B> mm, 2,2 litres de naphte <B>à</B> point d'inflammation -élevé et<B>100</B> em3 d'acide caprylique dans un moulin en porce laine ayant une capacité de<B>6</B> litres, en même temps qu'un assortiment de rondelles etd'au- très petites pièces de -quincaillerie bien déca pées<B>à</B> l'acide et lavées<B>à</B> l'eau bouillante.
On fait tourner le moulin pendant 12 heures<B>à</B> la température normale. Les objets sont ainsi revêtus d'une couche dense brillante et écla tante de zinc qui a une -épaisseur de<B>0,1</B> mm. <B>- 81</B> Pon effectue la-même opération en re froidissant le moulin et son contenu, par de l'anhydride carbonique,<B>à</B> une température inférieure<B>à</B> -20% les objets ne portent au cun revêtement de zinc.
Exemple<I>B-2:</I> Dans un moulin de<B>six</B> litres, on introduit <B>6,8 kg</B> de grenailles sphériques ayant un dia mètre de<B>3,2</B> mm,<B>1500</B> cins de naphte ayant un point d'inflammation élevé et<B>77</B> em3 d'acide caprylique. <B>A</B> cet ensemble, on ajoute 450<B>g</B> de cuivre en poudre et 450<B>g</B> de poudre de zinc obtenu par la condensation de vapeurs de<B>zinc.</B> On fait tourner le moulin<B>à 56</B> t/m pendant 24 heures,<B>-à</B> température normale. On constate que des paillettes composées et brillantes formées de cuivre revêtu de zinc et ayant une granulométrie très réduite, sont obtenues.
<I>Exemple B-3:</I> On procède, comme dans l'exemple précé dent, mais on remplace le naphte par<B>1500</B> em3 d'éthanol et les 450<B>g</B> de poudre de zinc obte nue par condensation par la même quantité d'une poudre de zinc obtenue par soufflage. On obtient cette fois des pailettes, composées dans lesquelles le cuivre est appliqué sur le zinc.
On obtient ainsi dans un cas un placage de cuivre- et dans l'autre, de zinc. Cela est<B>dû</B> a-Li fait que 'les particules les plus fines recou vrent les a-Litres, la poudre très fine de zinc condensé s'appliquant sur les granules de cui vre relativement grossiers dans l'exemple B-9 alors que la poudre de zinc, plus gros sière, de l'exemple B-10, obtenue par souf.- flage, forme des noyaux qui sont recouverts d'une couche relativement mince de cuivre.
Bien que le cuivre soit généralement diffi- ci-le <B>à</B> plaquer<B>à</B> température normale, lorsque le placage a lieu sur des particules très pe tites, la chaleur instantanée produite par l'im pact est suffisante pour que le soudage se pro duise, de sorte que les paillettes produites dans l'exemple B-10 ont un aspect analogue <B>à</B> celui de paillettes de cuivre. <B>. Il</B> est représenté au dessin,<B>à</B> titre d'exemples, des micrographies d'un placage en zinc obtenu sur un support en acier par le procédé selon l'invention, en utilisant un milieu protecteur liquide du type B.
Les fig. <B>1 à 5</B> sont des coupes perpendi culaires<B>à</B> la surface de contact du placage et du support,<B>à</B> différentes échelles.
Ce placage a été obtenu par un brassage au moulin de<B>16</B> heures,<B>à</B> température nor male, en utilisant -Lm milieu protecteur liquide constitué par un "ide gras non saturé<B>à</B> lon- gué chaîne, tel que l'acide oléique, comme subs tance filmogène -destinée<B>à</B> former un film, dans une essence minérale, telle que dit naphte de pétrole<B>à</B> point d'inflammation élevé, utilisée comme véhicule.
Les particules de zinc avaient une granulométrie relative ment réduite. comprise entre<B>0,5</B> et 20 microns, cette -dernière valeur étant la dimension la plus grande. Sur ces micrographies, 20 dési gne le revêtement en zinc et 21 le support en acier, la face interne 22 du revêtement étant formée par des particules de zinc qui sont <I>liées</I><B>à</B> la face<B>23</B> dit support.
Pendant le placage, les paxticules de zinc appliquées forment apparemment une couche amorphe et non cristallisée. Mais ces parti cules, par le fait du contact intime métal sur métal réalisé aux endroits où elles sont en castrées les unes Qntreles a-Litres, ont une ten dance<B>à</B> se recristalliser et<B>à</B> fusionner en leurs points de contact pour former des grains plus gros.<B>A</B> la fig. <B>3,</B> on voit en<B>30</B> et<B>31</B> des cristaux pl-Lis importants, et plus grands que les particules initiales, en un mé tal dense et continu, qui sont formés apparem ment<B>à</B> la suite 4'une récristallisation,
don nant naissance<B>à</B> un amalgame de plusieurs particules qui se trouvaient dans le revête ment, ces cristaux constituant des grains plus grosdont il est question plus haut. Il se peut également qu'une certaine recristallisation se forme dans les limites d'une particule élémen taire, les deux modes de recristallisation se produisant probablement en même temps..
Cet accroissement des cristaux progresse apparemment, au cours -du placage, de parti- cule<B>à</B> particule, aux points de contact entre les particules, et semble former un genre de recristallisation avec liaison. Il se fait surtout le long de la surface du support, les particules les plus internes contribuent<B>à</B> la liaison du revêtement au métal du support avec une adhérence très forte et durable.
Le revêtement de la fig. <B>3</B> a été soumis<B>à</B> un essai de flexion au cours duquel il a été plié quatre fois dans un sens puis dans l'au tre. Après cet essai, le revêtement se présente comme montré<B>à</B> la fig. 4, la couche de zinc <B>35</B> étant toujours intimement liée en<B>37, 38,</B> <B>39</B> et 40 avec le -support en acier<B>36.</B> Le revê tement a conservé sa continuité malgré qu'il existe une amorce de fendillement superfi ciel, comme indiqué en 41.
Aux températures ordinaires, il ne se pro duit pas de diffusion visible entrele revêtement et le support. Le contact métal sur métal est toutefois tellement intime qu'un tel revêtement en zinc se diffuse, dans le support en acier<B>déjà</B> <B>à</B> des températures de l'ordre de<B>2250</B> soit bien inférieures de celle<B>à</B> laquelle une telle -diffu sion est sensée se produire. Ceci montre que la liaison est. partiellement atomique et qu'il se produit une pénétration atomique entre les métaux longtemps avant qu'une diffusion dé- vienne apparente.
La micrographie<B>de</B> la fi#g. <B>5</B> montre les caractéristiques des grains dans des zones adjacentes où se présentent clés effets diffé rente. En<B>50</B> et<B>51,</B> les particules ont une forme générale similaire<B>à</B> celle des particules des fig. <B>l à</B> 4. En<B>52,</B> il s'est produit une attri tion et un impact intensifiés des particules de revêtement dus<B>à</B> la présence de la bosse<B>53</B> du support et il en est résulté une extension et un amincissement des grains que forment des films 54 le long de lignes fortement rap prochées parallèles<B>à</B> la surface voisine bombée <B>du</B> support.
Le revêtement représenté par les fig. <B>1 à 5</B> forme une bonne protection et est au moins équivalent en ce qui concerne la durabilité et la ténacité aux revêtements obtenus par bain chaud ou pardépôt par voie électrique.<B>Il</B> est également comparable<B>à</B> ces revêtements en ce qui concerne l'uniformité, l'adhérence, la flexi bilité et la continuité.
Voici maintenant la description de mises en #uvre du procédé comprenant l'emploi d'un milieu protecteur du type<B>C.</B>
Un milieu protecteur du type<B>C</B> est essen tiellement constitué par de l'air sec ou par tout autre gaz non oxydant sec. Ce genre de milieu protecteur convient tout particulière ment au placage des métaux dont la surface porte une couche d'oxyde tenace, tels que l'aluminium et le titane.
Avec un tel milieu protecteur, on n'utilise pas de substances -destinées<B>à</B> former un filin ni de matières auxiliaires facilitant<B>le</B> placage. <B>A</B> part cela, on procède sensiblement de la même manière que précédemment, en s'assu rant cependant que la charge du moulin soit absolument sèche et que toutes graisses, hui les, solvants organiques, etc., soient absolu- me-nt absente. Lorsque le métal de placage porte des couches tenaces d'oxyde, il est né cessaire que dffl matières d'impact dures et aussi abrasives que possible soient incorporées dans la charge, afin d'enlever ces couches d'oxyde.
Des particules d'acier cémentées et trempées, du carbure de silicium ou un mé lange de ces deux substances conviennent tout particulièrement. L'échauff ement local résul- tant,de l'impact est augmenté par le fait qu'il n'y a pas de liquide, et partant, une évacua- ti6n moindre clé la chaleur. Pour des métaux dont les surfaces portent<B>déjà</B> une couche d'oxyde, les matières -dimpact extrêmement dures ainsi que le frottement vigoureux ob tenu par le brassage contribuent<B>à</B> nettoyer les particules et<B>à</B> enlever les oxydes.
Il estû noter qu'avec certains métaux, tels que le zinc ou l'aluminium, une partie clé la poudre de placage extrêmement fine, réagit avec l'humidité contenu dam la charge pour former une atmosphère sèche, pour autant que! la vapeur d'eau ne soit présente qu'on quan tité très minime. Une atmosphère absolument sèche ne provoque pas d'oxydation -d'un métal et il est ainsi possible de former aisément avec de l'air ordinaire un milieu inerte. Ce! résultat peut également être obtenu en ajou- tant une petite quantité de glace sèche<B>à</B> la charge.
Ainsi, en présence de plus de<B>0,75</B> %, en poids, d'eau dans des particules de poudre d'aluminium, on obtient un simple enduit et non pas le placage désiré. De ce fait, la poudre d'aluminium, conservée sans aucune protec tion dans -Lu-Le atmosphère humide, devient inutilisable.<B>Il</B> est probable que des couches superficielles d'oxyde hydratées constituent une matière intercalaire non plastique suffi- santé pour empêcher la liaison.<B>Il</B> est probable que c'est du faitde son épaisseur extrêmement réduite que l'oxyde d'aluminium monohydraté ordinaire,
qui se<B>f</B> orme<B>à</B> la suite d'une expo sition<B>à</B> l'air sur toute surface d'aluminium propre ne gêne pas la liaison. L'addition de quantités appréciables de matières siccatives n'a pour seul effet que d'introduire une autre substance non plastique qui gêne le placage de la même manière que les hydroxydes formés autrement. La présence -de graisses et d'huiles, particulièrement celles contenant des substan ces fortement polaires<B>à</B> longue chaîne, a éga lement un effet critique sur le placage, pro bablement<B>à</B> cause de l'impossibilité des liai sons métalliques -de couvrir les distances for mées par ces longues molécules absorbées su- perficiellement.
Avec un milieu du type C, on procède sen siblement de la même manière qu'avec les mi lieux<B>A</B> ou B. Les surfaces des objets<B>à</B> pla quer, s'ilsisont en un métal dur tel que l'acier, sont d'abord légèrement attaquées<B>à</B> l'acide ou sont soumises au jet de sable ou<B>à</B> tout autre traitement abrasif avant que les objets soient placés dans un moulin avec les matières d'impact et les particules sèches du métal de placage. Le brassage doit être effectué dans un récipient fermé pour être certain que le traitement se fasse dans un milieu sec. En pratique, l'opération se fait dans le récipient formé d'un moulin<B>à</B> boulets ou dam un ton neau basculant.
Dans différents cas, de meilleurs résultats sont toutefois obtenus en utilisant<B>à</B> la place d'air atmosphérique ordinaire, une atmo sphère non oxydante parfaitement sèche for- mée par un gaz ou par le vide. Dans le cas de placages de zinc, on obtient ainsi des revête ments plus brillants. La création d'un vide présente l'avantage d'augmenter la vitesse de chute des pièces et particules<B>à</B> projeter les unes contre les autres tout en diminuant le refroidissement des particules de poudre mé tallique.
Un accroissement même très modéré de la température a un effet important, car l'aug mentation de la plasticité et de la mobilité atomique produit une incorporation perma nente d'une proportion beaucoup plus grande des particules. Dans le cas de l'aluminium, un traitement<B>à</B> 1501, provoque un degré d'ac cumulation quatre fois plus grand que lors qu'on travaille<B>à 25".</B> Dans des installations industrielles, des températures suffisamment élevées peuvent être obtenues simplement en calorifugeant les moulins.
Le traitement mené avec un milieu du type<B>C</B> peut être, utilisé, en outre, pour appli quer du cadmium, de l'étain oudu plomb sur des surfaces en fer ou en acier. L'aluminium peut être appliqué sur le magnésium et sur des alliages d'aluminium et de magnésium.
Des exemples spécifiques de placage<B>à</B> l'aide de milieu du type<B>C</B> sont donnés ci- après.
<B><I>E</I></B> XeMple C-1: On introduit 4,5<B>kg</B> :de grenailles broyées passant au tamis<B>à</B> mailles de<B>2,5</B> mm et qui portent un bon revêtement de zinc, dans un moulin<B>à</B> billes ayant un diamètre de<B>12,5</B> cm et une longueur de 20 cm. On<B>y</B> introduit également 3,4<B>kg</B> de poussière de zinc propre et sèche dont la granulométrie est comprise entre<B>3</B> et<B>50</B> microns et<B>1,35 kg</B> de clous ayant une longueur de<B>5</B> cm et un poids uni taire d'environ<B>2,5 g.</B> Ces clous ont été préa lablement traités avec une solution diluée d'un acide minéral, puis séchés.<B>On</B> ferme le moulin de manière étanche et on le fait tour ner<B>à 57</B> t/m pendant trois heures,
<B>à</B> tempéra ture ordinaire. On obtient ainsi un revête ment en zinc, qui est continu et uniforme, et dont l'épaisseur moyenne est de<B>0,025</B> mm. Le milieu du type C a été utilisé avec succès pour des placages d'aluminium, de cad mium, de zinc, de plomb, d'étain et de divers alliages<B>de</B> ces métaux. Les alliages peuvent être plaqués en se servant de poudres obtenues <B>à</B> partir d'alliages préparés préalablement, notamment pour les alliages d'aluminium et de cuivre.
On peut également obtenir des revêtements composés formés par exemple d'une première couche de zinc sur laquelle, on applique une seconde couche d'aluminium. Si l'on ne peut obtenir des poudres d'alliages préparés préa lablement, on peut recouvrir l'objet. dune cou- ehe superficielle alliée constituée par un ou plusieurs métaux superpos & s, et chauffer le tout par la suite. Les revêtements obtenus<B>à</B> l'aide d'un milieu du type<B>C</B> présentent génë- ralement une surface satinée ou mate.
On peut cependant les rendre brillants par un polissage final obtenudans le même moulin, en augmentant la vitesse de rotation en vue de, produire des mouvements tangentiels rela tifs importants et en ajoutant aux matières d'impact des produits de polissage couram ment utilisés dans ce genre d'appareils. Les matières d'impact peuvent également être remplacées par les produits de polissage.
Quand un revêtement, en aluminium par exemple, a été obtenu<B>à</B> basse température, il subit un travail<B>à</B> froid important qui peut entraîner pour des placages épais un man-que de ductilité qui se manifeste quand on plie l'objet plaqué. Cet inconvénient peut être éli miné par un recuit d'une durée de quelques secondes<B>à</B> 500-600%,sans qu'il en résulte une diffusion importante dans le métal du support.
On va décrire maintenant le procédé réa lisé avec un milieu protecteur du type<B>D,</B> soit <B>à</B> l'aide de sels fondus. Ges sels peuvent être utilisés, en remplacement<B>du</B> milieu du type C, pour<B>le</B> placage de métaux ayant une tem pérature de fusion relativement élevée et su périeure<B>à</B> celles du cuivre et de l'argent.
Il est évidemment essentiel que le placage se fasse dans un récipient fermé qui, en pra tique, doit être calorifugé, afin que les<I>sels</I> soient maintenus<B>à</B> la température voulue re- lativement élevée<B>à</B> laquelle ils sont fondus. Quand la capacité du moulin est relativement petite, la masse des sels fondus étant relative ment faible, il est nécessaire<B>de</B> prévoir des moyeffl de chauffage en vue de maintenir les sels<B>à</B> la température désirée.
<B>Il</B> est essentiel de se servir de sels qui, lors qu'ils sont fondus, nont pas un effet oxydant ou autrement corrosif sur la surface des par ticules du métal de placage. Ces sels fondus doivent donc agir comme des milieux protec teurs non oxydants ou non corrosifs parfaite ment inertes afin que les surfaces propres des particules métalliques puissent se lier aisé ment, comme décrit plus haut,<B>à</B> la surface clés articles<B>à</B> revêtir.
Un sel fondu typique, qui convient, est le sel organique connu sous le nom de graissê d'étain .
L'opération peut, par exemple, être menée comme indiqué dane l'exemple C-1 en se ser vant comme sel fondu de graisse d'étain,<B>à</B> la place d'air sec, et en -utilisant du cuivre au lieu d'aluminium. On procédera<B>à</B> une tem pérature supérieure<B>à</B> 2000, suffisamment éle vée pour maintenir le sel<B>à</B> l'état fondu.