CH322266A - Procédé pour plaquer un métal sur un objet conducteur de l'électricité, appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé et objet plaqué obtenu par ce procédé - Google Patents

Description

  <B>Procédé pour plaquer un métal sur un objet</B>     conducteur   <B>de</B>     l'électricité,          appareil    pour la     mise    en     aeuvre    de ce procédé et objet plaqué obtenu par ce procédé    La présente invention concerne le placage  d'objets par décomposition thermique de com  posés gazeux métallifères.  



  Il est connu de provoquer le dépôt de revê  tements métalliques sur des pièces à plaquer  par décomposition thermique de composés  métallifères gazeux.  



  Dans ces procédés, et plus particulièrement  dans les procédés de placage de parties métal  liques par pyrolyse de composés gazeux métal  lifères et dépôt du composant métallique du  gaz, il est indispensable de pouvoir contrôler  strictement les conditions de décomposition  du composé gazeux si l'on veut obtenir un  dépôt bien uniforme. La pyrolyse doit, de  préférence, se produire à la surface même de  la pièce à plaquer. Toutefois, étant donné que  la pièce à plaquer doit être     chauffée,    l'air con  tenu dans les appareils utilisés jusqu'à présent       s'échauffe    également, ce qui peut provoquer  une décomposition prématurée des gaz porteurs  de métal.

   D'autre part, étant donné que les  composés métallifères gazeux doivent être  chauffés pour les     porter    à l'état gazeux, leur  contact occasionnel avec les surfaces chauffées  de l'appareil sur leur parcours jusqu'à la pièce  à plaquer peut également provoquer leur  décomposition prématurée.  



  Quelle que soit la façon dont se produit  cette décomposition prématurée, il en résulte    un placage de qualité défectueuse, car le revê  tement déposé peut présenter un manque       d'uniformité,    des piqûres et une adhérence       insuffisante    à l'objet plaqué.  



  Le présent breveta pour objet un procédé  pour plaquer un métal sur un objet conducteur  de l'électricité par pyrolyse de composés       métallifères    gazeux décomposables par la cha  leur, procédé dans lequel la pièce à plaquer  est disposée dans une chambre de placage où  l'on introduit le composé gazeux, caractérisé  en ce que le composé     métallifère    gazeux est  projeté sous forme d'au moins un jet à     proximité     immédiate de la pièce à plaquer et à une tem  pérature inférieure à celle à laquelle ledit  composé commence à se décomposer, tandis  que la pièce à plaquer est     chauffée    par induc  tion à une température supérieure à la tempé  rature de décomposition du composé gazeux.  



  Le présent brevet concerne également un  appareil pour la     mise    en     aeuvre    de ce procédé,  comprenant une chambre de placage,     _    des  moyens pour supporter dans cette chambre la  pièce à plaquer et des moyens pour amener  les composés gazeux décomposables en contact  avec ladite pièce;

   cet appareil est caractérisé  en ce que les organes d'amenée des composés  gazeux sont, au moins en partie, en matière  isolante de la chaleur et montés à l'intérieur de  la chambre à distance des moyens de support      de la pièce à plaquer, avec des orifices dirigés  vers la pièce à plaquer, et en ce que des moyens  sont disposés à l'extérieur de la chambre pour  chauffer par induction électromagnétique une  pièce à plaquer conductrice de l'électricité placée  sur lesdits moyens de support.  



  Grâce à un tel agencement, seule la pièce à  plaquer conductrice de l'électricité est chauffée  par la source de chaleur, la matière     thermo-          isolante    des conduites de gaz et éventuellement  aussi de la chambre de placage elle-même  restant insensible aux     variations    de température  provoquées par la source de chaleur d'induction.  



  On peut prévoir des moyens de refroidisse  ment autour de la chambre de placage pour  faciliter la dispersion de la chaleur qui peut lui  être communiquée par     convexion    ou radiation  de la pièce à plaquer. Normalement cet effet sur  la chambre est d'importance minime, mais  comme l'échange de chaleur entre la chambre  et la pièce à plaquer est fonction de la tem  pérature de ladite pièce, des conditions de pres  sion gazeuse à l'intérieur de la chambre, de la  distance entre lesdits éléments, et ainsi de suite,  il peut être avantageux de prévoir dans chaque  appareil quelque moyen de refroidissement.  



  L'organe d'amenée du gaz peut être lui  aussi légèrement     influencé    par la chaleur dégagée  par la pièce à plaquer, mais l'effet des gaz  chauds qui le traversent est généralement       suffisant    pour rendre négligeable toute légère  augmentation de température dans cet organe.  



  On peut utiliser comme matière isolante  de la chaleur pour l'appareil du verre, des  matières céramiques, des tissus imprégnés ou  non, etc.  



  Les objets que l'on peut aisément plaquer  dans l'appareil comprennent les objets en fer,  en acier, en nickel, en cuivre, et de façon géné  rale en n'importe quel métal bon conducteur  de la chaleur susceptible d'être chauffé par  induction.  



  Dans la mise en     oeuvre    du procédé selon  l'invention, la température des gaz porteurs  de métal à l'entrée de l'appareil, le débit de  ces gaz, la température de décomposition des  dits gaz et la température à laquelle est main-    tenue la pièce à plaquer ainsi que la pression  des gaz à l'intérieur de la chambre peuvent       influencer    le point de décomposition du composé  métallique. Toutefois chacun de ces facteurs  variables peut être contrôlé dans l'appareil  de façon telle que la projection du gaz porteur  de métal sous forme de jets à proximité immé  diate de l'objet à plaquer permet de contrôler  le point de décomposition du composé métalli  fère.

   L'application du gaz sous forme de jets  et le fait de soumettre ces jets à l'action de la  chaleur émanant de la pièce à plaquer provoque  une élévation constante de la température  du gaz sur son parcours de l'orifice d'émission  à la pièce à plaquer, de sorte que la température  de décomposition est atteinte au moins appro  ximativement à l'instant même où le jet de gaz  vient frapper la pièce à plaquer.  



  On peut utiliser dans l'appareil et avec le  procédé suivant l'invention des gaz-supports  pour les gaz métallifères et parmi des     gaz-          supports,    on peut citer le bioxyde de carbone,  l'azote, l'hélium, etc., c'est-à-dire des gaz qui  sont inertes par rapport à l'objet à traiter et au  métal de placage.  



  Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exem  ples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil  pour la mise en     oeuvre    du procédé objet de  l'invention. Dans ce dessin:  La     fig.    1 est une vue en coupe d'une première  forme d'exécution de l'appareil.  



  La     fig.    2 est une vue en coupe transversale  du même appareil, suivant la ligne 2-2 de la       fig.    1.  



  La     fig.    3 est une vue en coupe longitudinale  d'une autre forme d'exécution de l'appareil  conformée de façon à permettre de plaquer  simultanément deux faces opposées d'un objet.  



  La     fig.    4 est une vue partielle en coupe d'une  autre forme d'exécution de l'appareil dans lequel  l'organe d'amenée des gaz de placage peut  tourner autour de la pièce à plaquer.  



  La     fig.    5 est une vue partielle en coupe d'une  autre forme d'exécution de l'appareil destinée  au placage interne d'objets creux.      La     fig.    6 est une vue en coupe transversale  de l'organe d'amenée des gaz dans l'appareil  de la     fig.    5, et  la     fig.    7 est une vue en coupe transversale  d'une variante de cet organe d'amenée des gaz.  L'appareil représenté dans les     fig.    1 et 2  comprend un tube 1 en verre, constituant la  chambre de placage, fermé à l'une de ses extré  mités par un bouchon en verre 8 et solidaire  à son autre extrémité d'une tubulure de sortie 3.

    Dans un trou central du bouchon 8 passe un  tube de raccord 2 supportant un organe tubu  laire en verre 6 pour l'amenée du. gaz de placage  provenant d'une source de gaz non représentée  reliée à l'extrémité gauche du tube de raccord 2.  L'extrémité opposée du conduit d'amenée de  gaz 6 est fermée en 15. Cet organe d'amenée  du gaz de placage est construit en matière  diélectrique ou isolante de la chaleur; il est  muni d'une série d'orifices 7 disposés longitu  dinalement en regard d'une pièce à plaquer 5  conductrice de la chaleur, montée sur un  organe de support 4 en matière isolante de  la chaleur. A titre indicatif, dans la forme d'exé  cution représentée dans les figures 1 et 2, l'organe  d'amenée des gaz peut avoir un diamètre de  6 à 13 mm et une longueur de 35 à 40 cm  environ.

   Cet organe peut être placé à une dis  tance de 3,5 à 5 cm de la surface de la pièce  à plaquer.  



  Autour de la chambre 1 est montée une  chemise de refroidissement 9 pour circulation  d'eau entre la tubulure d'entrée 12 et la tubulure  de sortie 13. Tout contre la chemise 9, à l'exté  rieur de la chambre 1 est disposée une source  de chaleur par induction sous la forme d'un  bobinage 11 relié électriquement à une source  d'énergie électrique (non représentée). Dans  la forme d'exécution de l'appareil représentée  dans les     fig.    1 et 2, l'espace 10 entre la paroi de  la chambre 1 et la paroi extérieure de la chemise 9  peut être en pratique d'environ 2 cm.  



  Pour utiliser l'appareil représenté dans les       fig.    1 et 2 en vue du placage d'une pièce d'acier  au moyen de nickel carbonyle gazeux et de bio  xyde de carbone servant de gaz-support au  nickel carbonyle, on commence par évacuer  l'air et les autres gaz de la chambre de placage    avant d'y introduire un courant de     C02    porteur  de nickel carbonyle suivant la pratique courante.  La température du mélange gazeux à l'entrée 2  de la chambre 1 est tenue, de préférence, entre  200 et 320 C. Cette température s'élève     jusqu'en-          tre    500 et 950 C en un point situé à environ 2,5 cm  au-dessus de la pièce à plaquer 5. Cette dernière  est portée à une température de 190 C plus ou  moins 30 C.

   On a constaté qu'une température  de 620 C environ du mélange gazeux est parti  culièrement favorable et les mesures effectuées  indiquent que cette température peut être atteinte  dans l'appareil lorsque le débit du gaz à l'entrée  est d'environ 566 litres par heure et la pression  dans la chambre d'environ 0,5 kg absolu par  centimètre carré, le bobinage d'induction 11  étant     règlé    de façon à fournir une fréquence de  <B>100</B> à 300 kilocycles à bas voltage.  



  Pour obtenir cette pression dans la chambre,  la tubulure de sortie 3 de ladite chambre peut  être     reliée    à une pompe à vide de façon connue.  Dans les conditions ci-dessus, on peut obtenir  sur une plaque d'acier un revêtement de nickel  de 0,005 cm d'épaisseur dans l'espace d'environ  quatre minutes. Le dépôt, grâce à l'élévation  graduelle de la température du gaz à l'approche  de la pièce à plaquer, est uniforme, fortement  adhérent et exempt de piqûres.  



  La pression dans la chambre de placage  n'est pas déterminante, et     @    l'on peut abaisser  cette pression jusqu'à environ 0,1 mm de mercure  les basses pressions exigeant toutefois une durée  de placage plus prolongée pour une épaisseur  donnée du revêtement     métallique    à obtenir.  



  Pour obtenir un placage satisfaisant, on  peut faire circuler dans la chemise de refroi  dissement de l'eau à une température de 20  à 150 C, avec un débit d'environ 2     litres    à la  minute.  



  Dans la forme d'exécution de l'appareil  représentée dans la     fig.    3, la pièce à plaquer 30  est supportée par des organes 31 et 32     fixés     au bouchon 25 qui ferme la chambre 20 de  placage et qui est muni d'une     tubulure    de  sortie 26 pour le passage des gaz de rebut. La  pièce à plaquer 30 est disposée dans cet exemple  entre les branches 28,28 d'un U que forme  l'extrémité de l'organe d'amenée des gaz de      placage; cet organe est     alimenté    en gaz     porteur     de métal par un tube extérieur 33 scellé de  façon étanche au moyen d'une garniture 34  dans la paroi 20 de la chambre.

   Les gaz de  placage traversent la partie 27 du tube d'amenée  qui est en matière isolante de la chaleur ou  diélectrique et sont projetés par les orifices 29  sur la pièce à plaquer 30 chauffée par induction  électromagnétique au moyen du bobinage  extérieur 22. Une chemise de refroidissement 21  avec circulation d'eau de la tubulure d'entrée 23  à la tubulure de sortie 24 remplit la même  fonction que la chemise 9 de la     fig.    1. L'agen  cement selon la     fig.    3 est     particulièrement    indi  qué pour plaquer en une seule opération les  deux faces opposées d'une pièce de métal.  



  La forme d'exécution représentée dans la       fig.    4 est analogue à celle de la     fig.    3, à l'excep  tion de l'organe d'amenée des gaz de placage 42  à deux branches en U entre lesquelles est dis  posée la pièce à plaquer 44. Cet organe 42  est entraîné en rotation par un moteur 46 au  moyen de courroies 47; la poulie entraînée 48  est fixée sur un prolongement extérieur d'un  arbre creux solidaire de l'organe d'amenée  des gaz 42. Le bobinage de chauffage par  induction 49 dont une partie seulement est repré  sentée est analogue au bobinage 22 de la     fig.    3  et fonctionne de la même façon.  



  Dans la forme d'exécution de l'appareil  représentée dans la     fig.    5, on trouve un organe  d'amenée des gaz 50, de forme cylindrique et  fermé à une de ses extrémités, dont la périphérie  est percée d'orifices 52. Cet organe est disposé  dans un élément 57 dont la paroi intérieure  peut être plaquée de façon uniforme en faisant  tourner l'organe d'amenée des gaz 50 par des  moyens d'entraînement analogues à ceux utilisés  dans la forme d'exécution représentée dans la  figure 4. Les orifices 52 peuvent être répartis  comme il est représenté dans les     fig.    6 ou 7 ou  suivant toute autre disposition géométrique  appropriée aux exigences du placage dans  chaque cas particulier.

   La     fig.    6 montre une  disposition triangulaire des orifices 54 dans  un organe d'amenée des gaz cylindrique 53,  tandis que la     fig.    7 montre une disposition         quadrilatérale    des orifices 56 dans un organe  d'amenée des gaz cylindrique 55. La disposition  et le nombre des orifices peut varier suivant  l'épaisseur des revêtements à obtenir, le dia  mètre de l'organe d'amenée des gaz et le dia  mètre de la pièce à plaquer.  



  On peut utiliser pour le procédé et avec  l'appareil décrits tous les gaz porteurs de métal  qui sont susceptibles de se décomposer par l'ac  tion de la chaleur et de fournir un dépôt métal  lique. On peut utiliser, notamment, les car  bonyles de nickel, de fer, de chrome, de molyb  dène et de cobalt. Certains hydrures tels que les  hydrures d'antimoine et d'étain sont aussi       efficaces.    D'autres composés appropriés com  prennent, par exemple, le chlorure de     chromyle,     le cadmium     bromo-carbonyle,    le nitrosyle de  cuivre et le cobalt nitrosyle-carbonyle.

   Pour  utiliser ces composés, il importe seulement que  la température de vaporisation du composé ne  soit pas dépassée dans une trop forte mesure  lors de la préparation du gaz et que le gaz soit  ensuite protégé lors de son amenée à la chambre  de placage contre l'action de la chaleur qui  serait susceptible de le porter à une température  supérieure à celle où il pourrait commencer à  se décomposer. Par exemple, si l'on utilise du  nickel carbonyle, la température du gaz doit  être maintenue au-dessous de 800 C jusqu'à  son émission sous forme de jets, car le nickel  carbonyle peut déjà commencer à se décomposer  lentement à cette température.

   En revanche  si les jets de gaz sortent à environ     701,    C. de  l'organe d'amenée, il ne se produit pratiquement  aucune décomposition des     gaz    en mouvement  jusqu'à ce qu'ils viennent frapper la pièce à  plaquer. Le nickel carbonyle se décompose  rapidement aux températures supérieures à  1900 C, température que l'on considère comme  la température de décomposition de ce produit.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé pour plaquer un métal sur des objets conducteurs de l'électricité par pyrolyse de composés métalliques gazeux décomposables par la chaleur, dans lequel la pièce à plaquer est placée dans une chambre dans laquelle on introduit le composé métallifère gazeux, carac- térisé en ce qu'on projette ledit composé gazeux sous forme d'au moins un jet en un point rapproché de la pièce à plaquer à une tempé rature inférieure à celle pour laquelle la décom position du composé gazeux commence, tandis qu'on chauffe la pièce à plaque par induction à une température supérieure à la température effective de décomposition du composé gazeux. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le composé métallifère gazeux est projeté contre la surface de la pièce à plaquer sous forme d'une série de jets. 2. Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le composé métallifère gazeux est conduit jusqu'à proximité de la pièce à pla quer par des moyens constitués au moins en partie par des matières isolantes de la chaleur, tandis que le chauffage de la pièce à plaquer est réalisé au moyen d'un bobinage d'induction électromagnétique entourant la chambre de placage. 3. Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce qu'on refroidit la chambre de placage de l'extérieur. 4. Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le composé métalllifère gazeux utilisé comprend du nickel carbonyle. 5.

   Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'on introduit le gaz contenant le nickel carbonyle à une température de 70 à 80 C. 6. Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le composé métallifère utilisé comprend du chlorure de chromyle. 7. Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le composé métallifère gazeux utilisé comprend de l'hydrure d'étain.

   REVENDICATION II: Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 comprenant une chambre de placage, des moyens pour supporter dans cette chambre au moins une pièce à plaquer et des moyens pour amener les com posés métallifères gazeux décomposables au contact de ladite pièce, caractérisé en ce que les organes d'amenée des composés gazeux. sont au moins en partie, en matière isolante de la chaleur et montés à l'intérieur de la chambre à distance des moyens de support de la pièce à plaquer, lesdits organes d'amenée présentant des orifices dirigés vers la pièce à plaquer, et des moyens étant disposés à l'extérieur de ladite chambre pour chauffer par induction électromagnétique une pièce à plaquer conductrice de l'électricité supportée par lesdits moyens de support.

   SOUS-REVENDICATIONS 8. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que les moyens susmentionnés placés à l'extérieur de la chambre de placage pour chauffer la pièce à plaquer consistent en un bobinage susceptible d'être alimenté par du courant à haute fréquence. 9. Appareil suivant la revendication II, caractérisé par des moyens de refroidissement de la chambre de placage disposés entre lesdits moyens de chauffage extérieurs et les moyens de support de la pièce à plaquer. 10. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que la chambre de placage est construite, au moins en partie, en matière isolante de la chaleur.

   <B>Il.</B> Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce -que l'organe d'amenée des composés métallifères gazeux présente des orifices d'émission disposés selon son axe lon gitudinal. 12. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que la chambre de placage est en verre. 13. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que les organes d'amenée des composés métallifères gazeux sont en verre. 14. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que les organes d'amenée des composés métallifères gazeux sont en tissus imprégnés isolants de la chaleur. 15. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que la chambre de placage est en matière céramique. 16.

   Appareil suivant la revendication II et la sous-revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement comprennent une chemise avec circulation d'eau entourant la chambre de placage. 17. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que l'organe d'amenée des composés métallifères gazeux est un conduit en forme d'Y conformé et disposé de façon à présenter une branche sur chacun de deux côtés opposés d'une pièce à plaquer, avec des orifices d'émission situés sur les côtés intérieurs de ces branches, en regard de la pièce à plaquer. 18.

   Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que l'organe d'amenée des composés métallifères gazeux est un conduit tubulaire en forme d'Y monté de façon à pouvoir tourner autour de l'axe d'une pièce à plaquer cylindrique placée entre ses branches. 19. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que l'organe d'amenée des composés métallifères gazeux est un conduit cylindrique fermé à son extrémité et percé d'orifices d'émission à sa périphérie, monté de façon à pouvoir tourner à l'intérieur d'une pièce à plaquer creuse. REVENDICATION III: Pièce plaquée obtenue par le procédé suivant la revendication I.