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La présente inven~ion concerne un nouveau procédé de
traitement superficiel de l'aluminium et de ses alliages, permeb-
tant en particulier dlobtenir dlune façon simple un effet décoratif
nouveau, et les pièces d'aluminium obtenues selon ce procédé.
On a proposé de nmobreux procédés en vue d'obtenir des
effets décoratifs sur une sruface en aluminium ou en alliage
d'aluminium. Certains sont mécaniques et à base de gravure, de ca-
landrage, de sablage, ou de tout autre moyen mécanique. D'autres
sont purement chimiques ou sont électroohimiques; on peut citer
parml eux le brillantage~ l'anodisation décorative~ la coloration.
Enfin certains agissent par le moyen d'un revêtement, par exemple
.. -~ .
vernis protecteur et/ou décoratif, peinture. Les recherches sur
les procédés électrochimiques de coloration ont visé à obtenir des
effets uniformes~ reproductibles~ et à permettre le choix de la
couleur désirée.
La présente invention concerne des moyens aimples qui
permettent dlobtenir un aspect décoratif dit "en peau de lézard"
et de le reproduire à volonté. La figure ~ointe donne un exemple
dlaspect dit "en peau de lézard".
Le procédé selon la présente invention consiste à sou-
~;~ mettre la pièce à l'action dlun courant alternatif dans un bain
acide dont la composition est semblable à celle dlun bain utilisé
pour le grainage électrolytique de l'aluminium et de ses alliages~
~1
sauf que l'on y a ajouté un agent tensio-actif anionique fluoré
choisi parmi les acides de formule
l CnF2n~l - (CH2)b - S03H~ dans laquelle n est compris entre 4 et
; `~ 14 et b est 2 ou 4, et parmi leurs sels, en quantité comprise entre
0~1 g/l et 20 g/l environ.
Il est préférable que les pièces à traiter aient été
` iO soumises à un dégraissage préalable et le procédé peut s'appliquer
après ce simple dégraissage. Mais il est également possible de
pratiquer avant le traitement selon l'invention tout autre procédé
,
., .
.,~
~OS~4~ ~
usuel de préparation de surface de l'aluminium et de ses alliaj~es,
tel que brillantage, satinage, polissage, laissant le métal sans
protection.
Comme il est connu, les~bains électrolytiques utilisés -
pour le grainage de l'aluminium et de ses alliages son~ des bains
acides, par exemple chlorhydrique, nitrique,;borique, sans que
cette liste d'acides soit limitative. Le résultat usuel obtenu
avec ces bains est un gravage fin, 'régulier et uniforme, dont la
teinte va du blanc au gris selon l'alliage. Les bains acides d'a~
nodisation, par exemple sul~uriques ou chromiques, modifiés selon "-''
l'invention9 ne conviennent pas pour l~obtention de l'effet dit '
" en peau de lézard'l obtenu selon l'invention. La concentration en
acid de graLnage des bains selon llinvention est généra}ement
comprise entre 0~1 et 20 g/l. Cependant il est préféré d~utiliser
des concentrations de 4 à 10 g/l pour un bain chlorhydrique, de
6 à 10 g/l pour un bain nitrique. Comme il a été dit, les bains
selon l'inventlon diffèrent des bains usuels de grainage par l'ad-
dition d'un agent tensio-actif choisi parmi les acides sulfoniques
Cn F2n~l -(CH2)b - S03H dans laquelle n est compris en~
tre 4 et 14 et b est égal à 2 ou 4? et leurs sels. De tels acides
et sels ont été décrits dans le brevet francais 1,600,~25 deposé
le 21 avril 1968. Leur solubilité dans les solutions acides fai-
bles peut être notable; c'est ainsi, par exemple, que la limite de
solubilité de C16F13 ~ CH2 - CH2 - S03H dans une solution ~ 10 g/l ,
d~acide chlorhydrique atteint environ 90 g/l.
. .
'Z L'électrolyse se Eait entre la pièce à traiter consti- ''
tuant ;'une des élect~odes et une second électrode en matière
' inerte dans les~sconditions du traitement~ par exemple en graphite~
'j en acier inoxydable~ en alliag~ d~aluminium identique ou Voisi
~ ,.; . .
'i 30 de celui constituant la pièce traitée etc.......................................... '~ '
La tension d~électrolyse est comprise entre 5 et 50 volts. ' ''
;, Il a été noté qu'une tension élevée, par exemple 30 à 50 voltsl
, ' .
;'" ' ~,.
:' .,
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permet une opération plus rapide et conduit à un dessin plus fin.
Les tensions basses, par exemple 5 à 20 volts, donnent un dessin
plus superficiel, mais plus contrasté3 avec un aspect de 'Ipeau
de lézard" à "écailles" plus grosses. Ces ind$cations sont vala~
bles pour un métal identique.
Une élévation de la température du bain, par exemple de
20 à 50~C~ agit dans le meme sens qu'une élévation de la tension.
La densité de courant à employer est généralement compri-
se entre 2 et 10 A/dm2, sans que ces valeurs constituent une limi-
te absolue. Cette densité dépend, comme il est usuel1 des autres
facteurs de l'électrolyse, tels que la tension entre les électro--
des, la température du bain. Il a ~été observé que, toutes autres
conditions étant égales par ailleurs, l'addition d'un agent ten-
sio-actif à un bain acide de grainage provoque une diminution de
la denslté de courant.
La durée du traitement n'est pas critique. Il a été
observé que la prolongation de cette durée conduit à un dessin de
plus en plus fin~ de plus en plus profond~ et de moins en moins -
contrasté. Des durées comprises entre une demi-minute et lO mi-
nutes sont usuelles, mais ces chiffres ne peuvent être considérés
comme des limites absolues.
Le procédé de l'invention ne fait pas obstacle à la pro- ;~
tection ou à la modification de ces résultats par l'emplo1 ulté-
rieur des procédes connus de protection ou de coloration de l'alu-
minium et de ses alliages. On peut~ par exemple~ soumettre la
pièce à une anodisation incolore; l'aspect "peau de lézard" n'est
~,j :
pas modifié. Gn p~eut modifier la couleur de la "peau de lézard" en
soumettant la pièce fà un procédé de coloration chimique ou électro- -~
:: .j
chimique, précédé ou non d'une anodisation incolore. On peut aussi
recouvrir la surface d'un vernis transparent~ directemen~ ou après
:, :
; coloration. -
' ~! :. ~
Les ex ~ples ci-après feront apparai~re diverses condi-
~ , .
'` ' ~ '
~ -3-
1~509~79
tions d'application du procédé de l'invention et.les résultats ob-
tenus, sans toutefois limiter l'invention.
Exemple 1
On disposait d'une cuve d'électrolyse dans le bain de
laquelle plongeaient deux électrodes.
L'une des électrodes était en graphlte, l'autre était
un plaquette dle~viron 10 x 5 cm en alliage aluminium-manganèse
à 1% de manganèse, parfaitement décapée.
; Le bain était une solution d'acide nitrique à 7 g/l de
H N03~ additionnée de 1 g/l de C6F13 - CH2 - CH2 - S03H.
La tension appliquée était de 10 volts~ la température
de 20C; la densité de courant s'est établie à 1,2 A par dm2 de
plaquette. Après une minute de traitement la plaquette à été la-
; vée et séchée.
On a obtenu un efet de peau de lézard gris clair peu
, contrasté.
; Exemple 2
~ Dans la même cuve on a mis une solution d'acide chlorhy- -
; drique à 8 g~l de HCl à laquelle on avait aJouté 1 g/l de C6F13 -
CH2 - CH2 - S03H. Les électrodes étaient de même nature que dans
~ l~exemple 1. La tension appliquée était de 10 volts, la tempéra- ;
; ture de 20C. La densité de courant s'est établie de 2~4 A par
dm~. La durée du traitement était dlune minute.
On a obtenu un effet analogue à celui obtenu dans l'ex-
emple 1, maia un peu plus contrasté. ~
:;
` i :
On a opéré dans les memes conditions que dans ltexemple
2, mais à la température de 30 C. La densité de courant s'est
établie à 2,5 A par dm2.
L'effet obtenu était analogue à celui des exemples 1 et
2, mais la teinte générale était un peu plus foncée et plus con-
- trastée; les écailles de la peau de lézard avaient une surface in-
~; dividuelle un peu plus grande.
~'`
..
~q:)50479
Exemple 4
On a opéré dans les mêmes conditions que dans l'exemple
2, mais à 40C. La densité de courant s'est établie à 296 A par
dm2.
L'effet obtenu était très voisin de celui observé dans
l'exemple 2, les écailles étant cependant plus marquées.
Exemple 5
On a opéré dans les mêmes conditions que dans l'exem-
ple 2~ sauf que la plaquette était en alliage aluminium - magné- -
sium à 0~6% de Mg et que la tension appliquée était de 15 volts.
La densité de courant s'est établie à 4,6 A par dm2.
La pièce obtenue avait un aspect "peau de lé~ard" très
clair et peu contrasté.
I Exemple 6
; On a opéré comme dans l'exemple 2, ~mais à 30C et sous
tension de 15 volts. La densité de courant s'est établie à 4~6 A
par dm2.
On a obtenu une teinte générale un peu plus foncée que
dans l'exemple 2, avec des "écailles" analogues à celles que l'on
avait obtenues dans l'exemple 3.
Exemple 7
Le bain était une solution chlorhydrique à 4~4 g/l de
HCl et l g/l de C6Fl3 - -CH2 - CH2 - SO3H. La plaquette à traiter
; et l'autre électrode étaient en aluminium conforme au type A 5
.~ .
des normes françaises~ c'est-à-dire en aluminium de pureté au
`, moins égale à 99~5% d'Al. La tension appliquée était de 18 volts,
La température de 20C; la densité~de courant s'est établie~à
~j 3,8 A par dm2.
On a obtenu un aspect de teinte gris très clair~ ayec
des écailles très fines.
Exemple 8
La plaquette en aluminium - manganèse à 1% de Mn a subiL
.. ~ . . .
-5-
., .;
~, 105~79
deux opérations successives selon l'invention. La premi~re a eu
lieu en bain nitrique ~ 7 g/l de H NO3 et 1 g/l de C6F13 - CH2 -
CH2 - SO3H; l'autre électrode était en graphite. La tension
appliquée était de 25 volts, la température du bain de 20 C; la
densité de courant s'est établie à 1,2 A par dm2; la durée du
traitement a été de 30 secondes.
Après lavage et rinçage, la même plaquette a été placée
; dans un bain chlorhydrique à 8 g/l d'HCl et 1 g/l de C6F13-CH2-
CH~ - SO3H. L~autre électrode était en graphite. La tension
alternative appliquée était de 10 volts, la température de
30C; la densité de courant s'est etablie a 2,5 A par dm2; la duree
de traitement a ete d'une minute.
On a obtenu un aspect relativement fonce a "ecailles"
de grande surface individuelle. Cet aspect a ~té reproduit par
photograpl~ie et fait l'objet de la ~igure jointe.
Exemple 9
.
On a opéré dans les mêmes conditions que dans l'exemple 7,
ma~s lc traitement selon l'invention a éte ~oursuivi pendant 4
minutes.
Apres lavage et rinçage, la plaquette a éte anodisee a
9 microns en bain sulfurique, puis coloree en noir dans un bain
~ . .
contenant du nickel par le procede decrit dans la demande de brevet
français 71 23 338 publiée 1e 2 fevrier 1973 sous le numero
2.142.828.
On a obtenu une plaquette coloree en noir sur laquelle
.. . . . .
on distingue d~s points plus brillants disposes en "peau de lézard n ~. 5
sur lè fond de teinte.
Exem~le 10
On a operé comme dans 1'exemple 7, puis la piace a été
~ 30 recouverte d'un vernis incolore. On peut constater aue l'aspect -
; ~ obtenu~selon l'invention n'a pas eté modlfié.
Exem21e~
On a op~re comme dans l'exemple 7, puis la piece a ete
B
. j . . . . . . .. . ; ... . .. . . ; .
:` ~050479
anodisée avec une épaisseur de 9 microns. On a obtenu une apparen-
~; ce de teinte générale plus foncéc que dans l'exemple 7, apparamment- par un renforcement des partics fonc~es de la "p~au de lézard".
emple 12
, On disposait d'une cuve pouvant recevoir des tôles de 2
m x 1 mO ~a cuve était remplie d'une so,lution chlorhydria,ue à
8 ~/l d'~ICl et 1 ~/l de C~13 - CX2 - C~I2 S03~I. Une t~le en al-
liage Al - ~n à 1~ de ~In, à traiter, cons~ituait une électroae.
l'æutre ~lectrode était une série de barres de graphi~e. ~a ~en-
sion appliquée était de 10 volts, la température du bain de 30C; ;~
la densité de courant s'es~ ~3tablie a 3,8 A par dm2; la durée de
traitement ëtait de 2 minutes. , ,~
-
0~ ~ obtenu sur toute la surface de la t~le un aspect
identique.
, Il est ~ noter gu'avant d'être introduit dans le bain la
tale n'avait subi aucun de~raissage ou décapage pr~alable.
" - . . ~:
~mple 13 , ~ ,
On disposait d'une instalLation permettant le traitement
au d~ilé de bandes de 400 mm de large et comprenant un comparti-
~ men~ de dégraissa e par pulvérisatio~ et une cuve de traitement
é~lectrolYtique de 3,45 m de long. ~e baln était le m8me que aans
l'exemple 2, mais la tension était de 15 vol~s e~ la température
de 14C; l'i~en53ité s'est établi~e ~ ~,7 A par dm2c
"
a bande de 0,8 mm d'~epaisseur en allia~e d'aluminium -
man~anese ~ 1,~ de ~in cons-tituant l'un des électrodes défilait de~3~, vaot l'au~re électrode ~ l~ vi~esse de ~S m/mn; l'autre électrode
tait une s~rie de baxres de~graphite.
On a obtenu un aspect gris clair, les ''écailles" de la, ;; ,",~
peau de lézard ayant en ~néral une grande surface individue~leO
