Procédé et dispositif de traitement électrochimique de la surface de produits métalliques de forme allongée

Description

[0001] La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de traitement électrochimique en statique ou au défilé de la surface de produits métalliques de forme allongée tels que barres, ronds, profilés, bandes, fils, etc.

[0002] Elle concerne plus particulièrement l'anodisation de métaux et alliages à base d'aluminium, de magnésium et de titane.

[0003] Il est connu, en métallurgie, de procéder sur certains produits métalliques à un traitement destiné à modifier leur état de surface et cela dans le but de conférer à cette dernière des propriétés différentes de celles du substrat, que ce soit du point de vue tenue à la corrosion, résistance mécanique, aptitude au revêtement, aspect esthétique ou autre.

[0004] Ce traitement peut être effectué notamment par la voie électrochimique qui consiste à plonger le produit dans une solution d'électrolyte et à le soumettre simultanément à l'action d'un courant électrique de manière à développer à sa surface des zones chargées différemment tels que des zones anodiques de charge positive et des zones cathodiques de charge négative. Sous l'action chimique de l'électrolyte et électrique des zones, il y a transformation, à la surface du produit, du métal du substrat en un nouveau composé et/ou, dépôt sur cette surface d'un corps issu de la solution.

[0005] C'est ainsi, par exemple, qu'on réalise la protection de l'aluminium contre les agents atmosphériques par un traitement dit « d'anodisation » qui consiste en une immersion du produit dans un oxacide tel que l'acide sulfurique et en un développement d'une zone anodique de sorte qu'il se forme à la surface du produit, sous l'action combinée de ces deux moyens, une couche d'oxyde artificielle ayant une meilleure tenue à la corrosion que la couche d'oxyde naturel.

[0006] De même, on peut procéder à la coloration de certains produits pour en améliorer l'effet esthétique en les plongeant dans une solution d'un sel métallique et en développant une zone cathodique de manière à provoquer le dépôt d'un corps coloré à partir de la solution d'électrolyte.

[0007] Dans le domaine du traitement, comme dans la plupart des autres techniques d'ailleurs, se pose de façon toujours plus vive le problème de la concurrence entre les fabricants de produits et, par suite, la nécessité d'obtenir des prix de revient toujours plus bas. Cet impératif a conduit l'homme de l'art à améliorer sans cesse ses techniques et notamment la capacité de production horaire des unités de traitement sans nuire pourautantà la qualité des produits et sans augmenter dans la même proportion les frais d'investissement et de fonctionnement des installations.

[0008] Or, les frais d'investissement sont notamment liés aux dimensions des appareils et ceux de fonctionnement dépendent principalement des consommations de courant électrique par unité de surface traitée, des dépenses de main d'oeuvre et de la vitesse de traitement.

[0009] C'est donc vers la réduction de ces frais que porteront les efforts de l'homme de l'art.

[0010] Pour mieux situer le problème, rappelons que les procédés de traitement électrochimiques sont de façon classique réalisés dans des dispositifs comprenant un ou plusieurs bacs de forme allongée suivant la verticale ou l'horizontale, remplis d'électrolyte, dans lesquels on immerge le produit en le fixant, s'il s'agit d'un procédé en statique ou, au contraire, en lui permettant de se déplacer le long des bacs et en le guidant, dans le cas d'un procédé au défilé.

[0011] Ce ou ces bacs sont regroupés sous le nom de cellule et cette cellule est généralement équipée sur ses parois latérales d'une ou de plusieurs électrodes qui plongent dans l'électrolyte sans avoir de contact mécanique avec le produit à traiter et sont reliées à l'un des pôles du générateur. Quant à l'autre pôle, deux modes principaux de liaison sont pratiqués actuellement.

[0012] Suivant le premier mode, la liaison s'effectue directement par contact mécanique sur le produit par lintermédiaire de moyens qui diffèrent suivant qu'il s'agit d'un procédé en statique ou au défilé.

[0013] Dans le premier cas, le moyen est constitué par un dispositif de serrage soit par vis, par mors ou par étriers, relié au générateur par des câbles souples et qui vient s'appliquer à l'une des extrémités du produit à traiter. Pour que cette liaison soit efficace, il faut que l'aire de contact entre le produit et le dispositif soit suffisamment grande et cela d'autant plus que l'intensité du courant à admettre est élevée. Mais, il est évident que, dans ces conditions, la surface emprisonnée par le dispositif ne pourra pas subir l'action conjugée de l'électrolyte et du courant électrique, de sorte que cette surface ne sera pas traitée et qu'il faudra donc la rebuter obtenir un produit traité de façon homogène. De ce fait, on diminue le rendement matière du procédé et ce d'autant plus que les intensités de courant utilisées sont élevées.

[0014] De plus, avec un tel mode de liaison, chaque opération de traitement s'accompagne d'opérations de montage et de démontage du dispositif de serrage sur le produit, ce qui augmente les frais de main d'oeuvre et diminue la vitesse de traitement, et contribue donc à une élévation du prix de revient. Cet inconvénient peur être atténué par l'automatisation de tels dispositifs, mais moyennant un investissement coûteux qui, finalement, grèvera aussi le prix de revient des produits traités.

[0015] Dans le cas d'un procédé au défilé, le moyen de liaison par contact mécanique doit permettre un libre déplacement du produit à travers la solution d'électrolyte. On a donc recours à des dispositifs d'ammenée directe de courant à frottement ou par rouleaux tournants. Mais, en raison des vitesses de translation du produit relativement importantes qu'il faut atteindre pour rendre le procédé intéressant, ces dispositifs conduisent souvent à la formation d'arcs électriques ou d'étincelles qui modifient localement la surface des produits et nuisent par la suite à l'homogénéité du traitement électrochimique.

[0016] Ce premier mode de liaison par contact mécanique sur le produit s'accommode très bien de l'utilisation d'un seul bac d'électrolyte. Il en va différemment dans le deuxième mode de liaison où le raccordement électrique de chacun des pôles du générateur s'effectue de la même manière par l'intermédiaire d'électrodes et d'un volume d'électrolyte et où on utilise deux bacs distincts: un bac de traitement proprement dit et un bac dit de prise de courant liquide à l'intérieur desquels est placé le produit à traiter.

[0017] Ces deux bacs sont généralement contigus et s'allongent dans la même direction, le second étant souvent plus court que le premier. Pratiquement, ces deux bacs peuvent être réalisés à partir d'une cellule que l'on partage en deux compartiments au moyen d'une cloison transversale.

[0018] Avec un tel mode de liaison, le circuit électrique mis en oeuvre peut être illustré en prenant l'exemple d'un procédé d'anodisation en courant continu. On y trouve successivement les électrodes de la prise de courant liquide reliées au pôle positif du générateur, la couche d'électrolyte séparant ces électrodes de la surface du produit placé dans la prise qui contribue à développer une zone cathodique au voisinage du produit, la longueur du produit comprise entre cette zone et la zone anodique située dans le bac de traitement, la couche d'électrolyte qui sépare cette dernière zone des électrodes reliées au pôle négativ du générateur.

[0019] Un tel mode de liaison constitue une amélioration importante par rapport à la liaison directe par contact mécanique car elle évite en statique toutes les opérations de montage et de démontage des dispositifs de serrage et, au défilé, les problèmes d'arcage ou d'étincelle. Toutefois, il ne résout pas le problème d'hétérogénéité de traitement car la partie du produit située dans la prise de courant liquide se trouve toujours dans une zone de polarité opposée à celle nécessaire au traitement et ne peut donc subir ce traitement. Cette partie doit donc être rebutée et recyclée tout comme dans la liaison par contact.

[0020] Un tel mode de liaison peut aussi être appliqué dans un procédé de traitement au défilé ainsi que l'enseigne d'ailleurs la demande de brevet japonais publiée sous le n° 52 59037.

[0021] En effet, dans cette demande, une bande de métal est anodisée en continu dans une cellule présentant une cloison non plus transversale mais longitudinale, de manière à avoir une chambre anodique et une chambre cathodique qui s'allongent dans le sens de translation du produit.

[0022] Il est évident que, avec un tel dispositif, toute la partie de la bande située dans la zone cathodique doit être ici encore rebutée pour obtenir un produit traité de façon homogène, ce qui entraîne une perte de matière encore plus importante que dans le cas du procédé en statique.

[0023] Mais, ce ne sont pas là les seuls inconvénients de ce mode de liaison car on se heurte également à des problèmes de pertes électriques dans l'électrolyte.

[0024] On sait, en effet, que le courant électrique emprunte de préférence les circuits de moindre résistance. Si l'étanchéité n'est pas parfaite entre le compartiment de prise de courant et le compartiment de traitement, il aura tendance au cours du traitement à s'écouler à travers l'électrolyte plutôt que de passer par le produit. De ce fait, il servira simplement à chauffer l'électrolyte par effet Joule et ne participera pas au traitement proprement dit, d'où une diminution du rendement électrique de l'installation.

[0025] Certes, ce problème d'étanchéité peut être résolu en écartant les bacs l'un de l'autre, mais alors, d'une part on atteint des dimensions d'installation prohibitives, d'autre part si on opère en statique, on accroît d'autant la longueur du produit non traité.

[0026] Force est donc d'utiliser des bacs contigus et d'équiper les parois de séparation de moyens d'étanchéité convenables. Cesi est d'autant plus compliqué que ces moyens doivent être adaptés à chaque type de profil du produit traité et que, dans un procédé au défilé, ils doivent pouvoir supporter sans dommage le frottement occasionné par le passage du produit.

[0027] Afin d'éviter un traitement hétérogène, il a été proposé, dans un procédé au défilé, avec prise de courant liquide, d'utiliser des cellules comportant une succession de compartiments anodiques et cathodiques à travers lesquels passe le produit. Mais on se heurte ici encore au problème des pertes électriques dans l'électrolyte. En outre, on observe dans de telles cellules que la couche d'oxyde formée, par exemple au cours d'une anodisation dans le compartiment anodique, subit des détériorations ou « claquages » si la quantité de courant admise dans le compartiment cathodique dépasse une certaine valeur. Ainsi, en présence d'un électrolyte tel que l'acide sulfurique, ces claquages se produisent dès qu'on dépasse environ 150 coulombs/cm².

[0028] En conséquence, pour limiter ce courant, on est obligé de multiplier le nombre de compartiments et ce d'autant plus que la couche d'oxyde souhaitée est épaisse. Il faut, par exemple pour une anodisation du type 15, mettre au moins 30 compartiments de 0,5 m de longueur chacun, ce qui conduit à un dimensionnement excessif de la cellule.

[0029] En conclusion, dans les procédés et dispositifs de l'art antérieur, se posent les problèmes d'hétérogénéité de traitement qui sont la cause de pertes de produits, de dimensionnement excessif des cellules dans certains cas, des pertes de temps et des frais de main d'oeuvre consécutifs aux opérations de montage et de démontage dans les dispositifs à prise de courant par contact mécanique, de contraintes au niveau des densités de courant dans les compartiments cathodiques et de fuites de courant électrique dans l'électrolyte; autant d'inconvénients qui se traduisent par une augmentation du prix de revient.

[0030] Les solutions apportées, comme la multiplication des compartiments, les zones d'étanchéité plus ou moins sophistiquées ne sont pas entièrement satisfaisantes en raison des frais d'investissement qu'ils entraînent.

[0031] C'est pourquoi, la demanderesse, soucieuse d'apporter sa contribution aux problèmes posés par le traitement électrochimique de produits métalliques, a conçu et réalisé la présente invention dans le but de réduire le prix de revient en permettant un traitement homogène et sans claquages du produit sur toute sa surface, en limitant les problèmes d'étanchéité électrique et les pertes de courant qui en découlent et en mettant en oeuvre une cellule dont la longueur est sensiblement égale à celle du produit, dans le cas d'un traitement en statique.

[0032] Cette invention concerne d'abord un procédé de traitement électrochimique en statique ou au défilé de la surface de produits métallique de forme allongée dans une cellule comportant un seul compartiment qui contient un électrolyte et sur les parois de laquelle sont disposées au moins un ensemble de quatre groupes d'electrodes. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on fait passer un courant électrique dans les électrodes de manière à développer constamment dans le temps le long de la cellule dans chaque ensemble et successivement une zone anodique, une zone non polarisée, une zone cathodique et une zone non polarisée, séparées les unes des autres, que l'on change simultanement les polarités desdits groupes le long de la cellule tout en gardant le même ordre de succession, et que, lorsque le traitement est effectué au defilé, la vitesse de déplacement des zones est supérieure à la vitesse de translation du produit.

[0033] On retrouve donc dans ce procédé le mode de liaison au générateur par prise de courant liquide puisqu'on fait passer le courant électrique au sein du produit par l'intermédiaire de l'électrolyte pour développer les zones anodiques et cathodiques nécessaires à la réalisation du traitement.

[0034] Toutefois, ce procédé possède également la particularité de présenter des zones essentiellement anodiques et cathodiques établies dans un même volume d'électrolyte.

[0035] On a pu voir dans l'exposé des procédés traditionnels que, dans le cas d'une prise de courant liquide, les zones cathodiques et anodiques étaient toujours placées dans deux bacs différents ou dans deux compartiments d'une même cellule séparés par une cloison étanche, ce qui impliquait deux masses distinctes d'électrolyte. Dans la présente invention, il y a une seule même masse au sein de laquelle se développent simultanément les deux zones de polarités différentes.

[0036] De ce fait, on simplifie beaucoup la structure de la cellule puisqu'elle devient mono-compartiment.

[0037] Une caractéristique du procédé consiste à avoir des zones qui s'allongent parallèlement à l'axe du produit à traiter sur une certaine longueur, mais sont séparées, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas adjacentes et qu'il y a une portion de produit située entre les deux zones, qui n'est ni essentiellement cathodique ni essentiellement anodique. Ceci permet de diminuer les pertes de courant par l'électrolyte.

[0038] L'espace entre deux zones ne peut être fixé à priori car il dépend des paramètres de marche de l'opératoin de traitement. Mais il est déterminé de façon à avoir une perte de courant réduite par rapport au courant de traitement.

[0039] Quant à la longueur des zones elles-mêmes, elles doivent répondre à l'impératif qu'on ne peut dépasser une certaine quantité de courant par unité de surface du produit à traiter, notamment dans les zones cathodiques, si on veut éviter des claquages de la couche d'oxyde dans le cas d'une anodisation par exemple. Mais, on est aussi lié à la productivité souhaitée de la cellule qui, elle, dans le cas de l'anodisation, dépend de la quantité de courant admise dans la zone anodique, et par suite, de sa longueur.

[0040] La recherche d'un compromis s'impose donc ici aussi, qui peut s'obtenir en prenant par exemple des zones anodique et cathodique de longueur différente.

[0041] Une autre originalité du procédé selon l'invention consiste dans le fait qu'on déplace les zones simultanément tout le long du produit. Ce déplacement, ou balayage, se fait simultanément de façon que, au cours d'une opération, les zones gardent leur longueur initiale et demeurent espacées suivant le même intervalle. Le déplacement est effectué tout le long du produit, c'est-à-dire que chaque portion de ce dernier, même dans un procédé en statique, qu'elle soit située en bout ou au milieu de la longueur contenue dans la cellule, se trouve placée au moins une fois dans le temps dans une zone essentiellement anodique puis dans une zone essentiellement cathodique ou inversement.

[0042] Ainsi, toute la surface du produit est-elle traitée anodiquement par exemple dans une opération d'anodisation ou de gravure ou cathodiquement par exemple dans une opératon de cloloration, il n'y a donc pas d'hétérogénéité de traitement d'un point à l'autre du produit et, par suite, l'opération n'entraînera pas ultérieurement de perte de matière.

[0043] De plus, ce balayage peut se faire avec une vitesse convenable pour admettre au passage d'une zone une quantité de courant par unité de surface déterminée qui ne dépasse pas par exemple pour l'anodisation, la quantité critique de courant de claquage.

[0044] Toutefois, un seul passage peut s'avérer insuffisant pour admettre la quantité de courant nécessaire au traitement. C'est pourquoi, ce balayage est effectué aussi de façon cyclique, c'est-à-dire que, au cours d'une opération, une zone anodique par exemple qui a parcouru toute la longueur de produit contenu dans la cellule parcourt à nouveau une ou plusieurs fois toute cette même longueur et, de même, pour les autres zones et espacements. Chaque balayage d'un bout à l'autre constitue un cycle et ce cycle est donc répété n fois dans le temps.

[0045] La vitesse de balayage au cours des n cycles peut être constante ou variable suivant le problème à résoudre. On peut donc établir une périodicité régulière ou non.

[0046] Il est aussi possible d'établir un régime de traitement dans lequel chaque cycle ou groupe de cycles est différent du cycle suivant et du groupe de cycles suivants soit par la longueur des zones ou des espacements entre zones, soit par la disposition réciproque des zones. Ainsi, on peut avoir au cours d'un cycle ou d'un groupe de cycles,des zones anodiques et cathodiques de même longueur puis, au cours d'un autre cycle ou d'un autre groupe de cycles, des zones ou des espacements entre zones de longueurs différentes. Un grand nombre de possibilités basées sur le balayage et la variation de configuration des états électriques peut ainsi être réalisé sans sortir du cadre de l'invention.

[0047] Dans le cas du traitement du produit au défilé, la vitesse de déplacement des zones est supérieure à la vitesse de translation du produit à travers la cellule et d'une quantité suffisante pour pouvoir bénéficier des avantages du balayage. On choisit de préférence une vitesse supérieure au double de la vitesse de translation.

[0048] L'invention concerne également un dispositif particulier de mise en oeuvre du procédé.

[0049] Ce disdpositif comprend de manière classique une cellule sous forme allongée ayant un seul compartiment qui contient une solution d'électrolyte au sein de laquelle est immergé le produit à traiter, qui est munie sur ses parois longitudinales d'électrodes plongeant dans ladite solution, disposées au voisinage d'une partie au moins de la périphérie de la pièce et susceptibles d'être alinentées par l'un des pôles d'un générateur électrique de manière à créer par passage d'un courant à travers une fraction du volume de la solution et sur une portion de la longueur du produit des zones essentiellement anodiques et cathodiques.

[0050] Mais, il se distingue des dispositifs de l'art antérieur en ce que les électrodes forment à chaque instant au moins un ensemble de quatre groupes successifs d'au moins une électrode par groupe, chaque ensemble comprenant suivant un même sens deux groupes alimentés par chacun des pôles du générateur, deux groupes non alimentés dont l'un se situe entre les deux précédents, et l'autre à la suite, que, suivant un certain programme, au moins une des électrodes placées à l'extrémité de chacun des groupes change d'état électrique de manière qu'on retrouve sur toute la longueur de la cellule la même configuration électrique, mais décalée d'au moins une électrodes le long de la cellule, le décalage à l'un des bouts de la cellule étant reporté sur l'autre bout.

[0051] Anisi, on reproduit dans le dispositif selon l'invention les éléments des dispositifs habituels, à savoir une cellule à prise de courant liquide, qui permet de contenir le produit à traiter sur au moins une partie de sa longueur ainsi que la solution d'électrolyte et dont les parois sont équipées d'une série d'électrodes séparées les unes dés autres, qui peuvent entourer complètement le produit ou simplement s'allonger parallèlement à l'une ou aux deux grandes faces du produit suivant que l'on désiré effectuer un traitement sur un ou deux côtés du produit. Mais, au lieu d'avoir plusieurs compartiments, la cellule n'en comporte qu'un seul.

[0052] De plus, pour réaliser le déplacement ou le balayage des zones, il est nécessaire que ces électrodes forment au moins un ensemble de quatre groupes successifs. Chaque groupe peut comprende une ou plusieurs électrodes mais, dans chaque ensemble, on a deux groupes qui sont alimentés par les pôles opposés du générateur. Ces deux groupes réalisent chacun un circuit électrique formé, d'une part, par les volumes d'électrolyte situés entre la ou les électrodes de chacun des groupes alimentés et le produit, et qui constituent les zones anodiques et cathodiques et, d'autre part, la longueur du produit qui sépare les deux zones.

[0053] Entre ces deux groupes, et à leur suite, sont situés deux groupes d'électrodes qui ne sont pas alimentés et permettent de séparer les zones polarisées les unes des autres. Par exemple, si l'on considère une cellule comportant un seul ensemble, on a, suivant une coupe transversale longitudinale de la cellule, une suite de groupes 1 -2-3-4.Aun instant t, les groupes 1 et 3 sont alimentés chacun par l'un des pôles du générateur, alors que les groupes 2 et 4 ne le sont pas. A l'instant t + 1, les groupes 1 et 3 ne sont plus alimentés et les pôles du générateur alimentent dans le même ordre les groupes 2 et 4. A l'instant t + 2, les électrodes alimentées sont les mêmes qu'à l'instant t, mais sous des polarités contraires; de même, à l'instant t + 3, les électrodes 2 et 4 sont alimentées comme à l'instant t + 1, mais en inversant les polarités.

[0054] On réalise un balayage électrique le long de l'ensemble des quatre groupes d'électrodes, ce qui conduit à un déplacement des zones.

[0055] Lorsque chaque groupe comporte plusieurs électrodes, le balayage peut se faire électrode par électrode de manière à réaliser un glissement électrique et un déplacement des zones non plus par secteur, mais pas à pas.

[0056] Lorsque la cellule comporte plusieurs ensembles, ce balayage est effectué de manière à établir un certain synchronisme entre les ensembles et à avoir des états électriques identiques dans chaque groupe à un instant donné.

[0057] Selon le type de traitement particulier et la productivité visée, ce dispositif s'accommode pour son alimentation électrique d'une ou de plusieurs sources indépendantes contrôlées en courant et en tension, synchronisées ou non sur la fréquence du réseau et connectées aux électrodes.

[0058] Le balayage cyclique des connections implique, lors du déplacement des configurations, la coupure et la remise en alimentation d'un certain nombre d'électrodes selon le découpage en temps et en nombre d'électrodes prédéterminé par avance.

[0059] Ce rôle est joué par un interrupteur de courant électrique de puissance qu'on choisit parmi différents systèmes et combinaisons de ceux-ci, tels que des sectionneurs automatiques, contacteurs pneumatiques ou électromagnétiques, relais de puissance, transistors de puissance bipolaires, transistors de puissance à effet de champ, thyristors (SCR), TRIAC, thyristors contrôlés (G.T.O.) ou tout système susceptible d'assurer cette fonction d'alimentation ou non en courant.

[0060] La commande de ces systèmes d'alimentation est réalisée selon la rapidité et la complexité des cycles envisagés par divers moyens électriques conduisant à une logique séquentielle. Parmi ceux-ci, on peut citer des commutateurs électriques rotatifs d'amenée de courant, des jeux de relais électromagnétiques, des circuits statiques de commutation câblés, des automates programmables, des systèmes informatiques à base de micro-processeurs ou minicalculateurs.

[0061] Mais on peut concevoir d'autres dispositifs pour réaliser le procédé selon l'invention. Ainsi, il est possible d'assurer un déplacement mécanique des électrodes le long de la cellule par un système de chaîne sans fin par exemple. Dans ce cas, il n'est plus nécessaire de passer par un programme de connection déconnection électrique, chaque électrode pouvant Barder sa polarité en permanence. De plus, on peut supprimer les groupes d'électrodes qui servaient à séparer les zones anodiques et cathodiques.

[0062] La présente invention sera mieux comprise à l'aide des figures ci-jointes:

la figure 1 représente une vue de dessus en coupe transversale d'une cellule de l'art antérieur à deux compartiments,

la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une cellule à multicompartiments également de l'art antérieur,

la figure 3 représente une coupe longitudinale d'une cellule selon l'invention,

la figure 4 donne l'état des connections des électrodes à trois instants successifs du procédé selon l'invention,

la figure 5 est un schéma des états électriques des électrodes au cours d'un cycle complet.

[0063] Sur la figure 1, on peut voir la coupe transversale vue de dessus d'une cellule de contour (1) séparée par une cloison (2) en un compartiment cathodique (3) et un compartiment anodique (4), remplie d'un électrolyte (5) équipée d'une anode (6) et d'une cathode (7) qui s'étendent parallèlement aux deux grandes faces d'un produit à traiter (8).

[0064] Ce produit, qui peut circuler dans une direction perpendiculaire au plan de la figure, présente deux portions délimitées par l'ouverture étanche (9) pratiquée dans la cloison (2).

[0065] On peut voir que seule la portion à droite de la cloison est située dans une zone anodique et peut être anodisée, ce qui entraîne le rebut de la portion de produit situé à gauche de la cloison.

[0066] Sur la figure 2, la cellule (10) remplie d'un électrolyte (11) comporte une série de cloisons (12) formant des compartiments cathodique (13) et anodique (14), équipés d'anodes (15) et de cathodes (16) dans lesquels sont développées respectivement des zones cathodiques et anodiques. Le produit (17) circule dans la cellule suivant la direction (18) et dans un procédé d'anodisation, la couche d'oxyde se forme lors du passage du produit dans chaque zone anodique. Un tel dispositif ne nécessite pas de rebuter une partie du produit mais, étant donné la vitesse relativement limitée à laquelle peut circuler le produit et la nécessité de travailler à des densités de courant dans le compartiment cathodique inférieures à une valeur critique, on est obligé d'avoir un grand nombre de compartiments pour réaliser le traitement souhaité.

[0067] La figure 3 représente une cellule selon l'invention en coupe longitudinale. On y voit le corps de cellule (19) rempli d'électrolyte (20) dans lequel plonge le produit à traiter (21). Un ensemble de 4 groupes (22), (23), (24), (25) est réparti le long de la cellule. A un instant t, les électrodes (22) et (24) sont connectées aux pôles positif et négatif d'un générateur électrique non représenté de façon à développer à leur voisinage respectivement des zones cathodique et anodique, et les électrodes (23) et (25) ne sont pas alimentées de façon à séparer ces zones.

[0068] Par glissement des alimentations dans le sens de la flèche (26), on déplace les zones le long du produit de sorte que toute la surface est balayée successivement par des zones de polarité opposée et subit donc le traitement.

[0069] La figure 4 donne l'état des connections des électrodes dans la cellule aux instants t, t + 1 et t + 2. On distingue le produit (27) baignant dans l'électrolyte (28) et un ensemble de quatre groupes comportant chacun cinq électrodes: un groupe (29) chargé positivement et créant une zone cathodique, un groupe (30) chargé négativement et créant une zone anodique, un groupe (31) non alimenté et placé entre les groupes (29) et (30), un groupe (32) non alimenté, placé à la suite du groupe (30) dans le sens de déplacement des zones représenté par la flèche (33).

[0070] Ce déplacement s'effectue ici par glissement pas à pas, la configuration électrique à deux istants successifs t et t + 1, ou t + 1 et t + 2, correspondant à une décalage d'une électrode.

[0071] La figure 5 est un schéma des vingt configurations électriques qui se présentent au cours d'un cycle dans une cellule équipée de vingt électrodes repérées par les lettres A, B, C...T et où chaque déplacement repéré de 0 à 20 s'effectue électrode par électrode. Initialement, les électrodes A B C D E sont alimentées positivement et les électrodes K L M N O négativement tandis que les électrodes F G H 1 J et P Q R S T ne sont pas alimentées. On constitue ainsi un ensemble de quatre groupes dans lequel les groupes alimentés sont séparés par un groupe non alimenté. On retrouve cette même disposition au cours de 20 déplacements successifs au terme desquels la configuration initiale réapparaît. On peut constater qu'aux extrémités de la cellule, la modification de la configuration électrique seffectue comme si les électrodes A et T étaient adjacentes.

[0072] L'invention peut être illustrée à l'aide de l'exemple d'application suivant: un profilé en alliage d'aluminium du type 6000 suivant les normes de l'American Aluminium Association, de 6 mètres de long de périmètre de section de 0,30 m a été soumis à un traitement d'anodisation au moyen d'une solution d'acide sulfurique à 200 g/litre dans une cellule de longueur voisine, de 0,03 m² de section munie de 100 électrodes réparties régulièrement tout le long de la cellule et espacées de 0,06 mètre, de centre à centre. Ces électrodes étaient alimentées de manière à constituer quatre zones de 1, 5 m de long chacune: une zone anodique et une zone cathodique séparées par une zone non polarisée et la zone cathodique étant prolongée par une zone également non polarisée. Ces zones se déplaçaient électrode par électrode à la vitesse de 0,4 m/seconde. La densité de courant dans chacune des zones polarisées était de 12 A/ dm2.

[0073] Pour une épaisseur d'oxyde de 15 f..lm, la durée de l'opération a été de 20 minutes et la perte de courant par fuite dans l'électrolyte a été inférieure à 5%, ce qui constitue un bon compromis entre productivité et rendement électrique.

[0074] La présente invention trouve son application dans tout traitement électrochimique de métaux de forme allongée, en statique ou au défilé, qu'il soit destiné à l'anodisation, la gravure, la coloration, la galvanisation ou à tout autre modification de surface et pour lequel on veut un traitement régulier de la surface entière du produit dans des conditions optima de frais de fonctionnement et avec un investiment réduit.

[0075] Il s'avère particulièrement intéressant dans le revêtement de l'aluminium et de ses alliages.

[0076] Il peut être étendu facilement au traitement du magnésium et du titane et de leurs dérivés.

Revendications

1. Procédé de traitement électrochimique en statique ou au défilé de la surface de produits métalliques de forme allongée dans une cellule comportant un seul compartiment qui contient un électrolyte et sur les parois de laquelle sont disposées au moins un ensemble de quatre groupes d'électrodes,
caractérisé en ce que
l'on fait passer un courant électrique dans les électrodes de manière à développer constamment dans le temps le long de la cellule dans chaque ensemble et successivement une zone anodique, une zone non polarisée, une zone cathodique et une zone non polarisée, séparées les unes des autres, que l'on change simultanement les polarités desdits groupes le long de la cellule tout en gardant le même ordre de succession, et que, lorsque le traitement est effectué au defilé, la vitesse de déplacement des zones est supérieure à la vitesse de translation du produit.

2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement des zones s'effectue à vitesse contrôlée.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement des zones s'effectue de façon cyclique.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le traitement est effectué au défilé, la vitesse de déplacement des zones est supérieure au double de la vitesse de translation du produit.

5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant une celule d'électrolyte ayant un seul compartiment et au sein de laquelle est immergé le produit à traiter, qui est munie sur ses parois longitudinales d'une succession d'électrodes plongeant dans ladite solution, disposées au voisinage d'une partie au moins de la périphérie de la pièce et susceptibles d'être alimentées par l'un des pôles d'un générateur électrique de manière à créer par passage d'un courant à travers une fraction du volume de la solution et une portion de la longueur du produit, des zones essentiellement anodiques et cathodiques, caractérisé en ce que les électrodes forment à chaque instant au moins un ensemble de quatre groupes successifs d'au moins une électrode par groupe, chaque ensemble comprenant suivant un même sens deux groupes alimentés par chacun des pôles du générateur, deux groupes non alimentés dont l'un se situe entre les deux précédents, et l'autre à la suite, que, suivant un certain programme, au moins une des électrodes placées à l'extrémité de chacun des groupes change d'état électrique de manière qu'on retrouve sur toute la longueur de la cellule la même configuration électrique mais décalée d'au moins une électrode de long de la cellule, le décalage à l'un des bouts de la cellule étant reporté sur l'autre bout.

Ansprüche

1. Verfahren zur elektrochemischen Behandlung der Oberfläche von feststehenden oder durchlaufenden metallischen Gegenständen langgestrecker Form in einer Zelle, die ein einziges Abteil aufweist, das einen Elektrolyt enthält und auf dessen Wänden wenigstens eine Gesamtheit von vier Gruppen von Elektroden angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß man einen elektrischen Strom in die Elektroden derart fließen läßt, um ständig in der Zeit längs der Zelle in jeder Gesamtheit und aufeinanderfolgend eine anodische Zone, eine nicht-polarisierte Zone, eine kathodische Zone und eine nicht-polarisierte Zone zu entwickeln, daß man gleichzeitig die Polaritäten der Gruppen längs der Zelle unter Wahrung dergleichen Aufeinanderfolge ändert und daß, wenn die Behandlung im Durchlauf erfolgt, die Verschiebungsgeschwindigkeit der Zonen höher als die Durchlaufgeschwindigkeit des Gegenstandes ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben der Zonen mit kontrollierter Geschwindigkeit erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben der Zonen zyklisch erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Behandlung mit Durchlauf von Gegenständen die Verschiebungsgeschwindigkeit der Zonen grösser als das Doppelte der Translationsgeschwindigkeit das Gegenstands ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Elaktrolytzelle, die ein einziges Abteil aufweist und in die der zu behandelnde Gegenstand eingetaucht ist und die an ihren Längsseiten mit einer Folge von Elektroden ausgerüstet ist, die in der Lösung eintauchen, wobei die Elektroden in der Nähe mindestens eines Teils der Peripherie des Gegenstands angeordnet sind und von einem Pol einer elektrischen Stromquelle gespeist werden können, derart dass sie mittels Durchgang eines Stroms durch einen Teil des Lösungsvolumens und durch einen Teil der Länge des Gegenstands im wesentlichen anodische und kathodische Zonen erzeugen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden zu jeder Zeit mindestens insgesamt vier aufeinanderfolgende Gruppen mit mindestens einer Elektrode pro Gruppe bilden, wobei jede Anordnung in derselben Richtung zwei Gruppen aufweist, die jeweils durch jeden der Pole der Spannungsquelle gespeistwerden und zwei nicht gespeiste Gruppen, von denen sich eine zwischen zwei der zuerst genannten befindet und die andere darauf folgt und dadurch, dass nach einem bestimmten Programm mindestens eine der am Ende einer jeden Gruppe gelegenen Elektrode ihre elektrische Polung ändert, derart, dass entlang der Elektrolytzelle die gleiche elektrische Konfiguration vorliegt, jedoch um mindestens eine Elektrode entlang der Zelle versetzt, wobei die Versehung an einem der Zellenenden auf das andere Ende übertragen wird.

Claims

1. A process for electrochemical treatment, in a static mode or in a feed motion mode, of the surface of metal products of elongate shape in a cell having a single compartment which contains an electrolyte and being provided on its longitudinal walls with at least one array of four electrodes groups, characterised in that an electrical current is passed through the electrodes to develop continually along the cell in each array and successively one anodic zone, one cathodic zone and one non-polarised zone, separated the one from each other, that the polarities of the said groups are simultaneously changed along the cell while the same succession order is maintained and that, when the process is carried out in the feed motion mode, the speed of displacement of the zones is greater than the speed of translatory movement of the product.

2. A process according to claim 1 wherein said displacement of the zones is effected at a controlled speed.

3. A process according to claim 1 characterised in that said displacement of the zones is effected cyclically.

4. A process according to claim 1 characterised in that, when the process is carried out in the feed motion mode, the speed of displacement of the zones is greater than doule the speed of translatory movement of the product.

5. Apparatus for carrying out the process according to claim 1 comprising an electrolyte cell which has a single compartment and within which the product to be treated is immersed, the sell being provided on its longitudinal walls with a succession of electrodes which dip into said solution, being disposed in the vicinity of part at least of the periphery of the component and being capable of being suplied with power by one of the poles of an electrical generator so as to create essentially anodic and cathodic zones by a flow of current through a fraction of the volume of the solution and over a protion of the length of the product, characterised in that the electrodes form at each moment at least one array of four successive groups of at least one electrode per group, each array comprising in the same direction two groups which are supplied by each of the poles of the generator and two groups which are not supplied, one of which is disposed between the two preceding groups and the other following same, that, in accordance with a certain program, at least one of the electrodes disposed at the end of each of the groups changes in electrical state so that over the entire length of the cell there is the same electrical configuration but shifted by at least one electrode along the cell, the shift at one of the ends of the cell being carried over to the other end.

Dessins