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(11) | EP 0 752 486 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Procédé pour effectuer un dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure de silicium sur des chemises ou cylindres de moteur |
| (57) Procédé pour effectuer un dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes
de carbure de silicium, sur un cylindre (12) de moteur à combustion interne, par circulation
à travers ledit cylindre (12) des différents fluides nécessaires au traitement de
la surface considérée, cette circulation de fluides étant accompagnée par une circulation
correspondante de courants électriques entre ladite pièce (12) et une électrode rapportée
(3), caractérisé en ce que l'étape de dépôt de nickel et de particules de carbure
de silicium est opérée par circulation d'une solution aqueuse contenant les constituants
suivants : sulfate de nickel (NiSO4,6H2O) ; particules de carbure de silicium (SiC) ; acide sulfurique (H2SO4) ; carbonate de nickel (NiCO3) ; hydroxyde de nickel (2 Ni(OH)2, 3 à 4 H2O). |
[0001] La présente invention se rapporte à un procédé pour effectuer un dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure de silicium sur les surfaces internes des chemises ou cylindres d'un moteur à combustion interne équipant notamment les véhicules automobiles.
[0002] Il est connu de renforcer la surface interne des cylindres d'un moteur, aussi bien en fonte qu'en aluminium, grâce à un revêtement superficiel de "NiSiC", c'est-à-dire de nickel contenant des particules de carbure de silicium.
[0003] Un tel revêtement est particulièrement intéressant car il renforce la résistance mécanique des cylindres et améliore leur lubrification en facilitant la rétention du lubrifiant par les particules de carbure de silicium qui émergent partiellement de la surface de nickel, ce qui permet de diminuer de manière très sensible l'usure due au frottement des segments de pistons.
[0004] Traditionnellement, un tel revêtement est appliqué "au trempé". Le bloc-cylindres, après avoir subi un traitement chimique ou électrolytique suivant des gammes classiques pour préparer les surfaces des cylindres, est immergé totalement dans un bac contenant le produit de revêtement. La fixation électrolytique de ce dernier est alors opérée grâce à des anodes insérées à l'intérieur des cylindres.
[0005] Un tel procédé présente de nombreux inconvénients parmi lesquels on peut citer la réalisation d'un dépôt qui déborde largement la surface des cylindres à renforcer, atteignant certaines zones où la présence des particules abrasives est indésirable, ou encore la formation d'un dépôt peu homogène quant à la concentration des particules rendant de ce fait inégale la résistance à l'usure du revêtement. Par ailleurs le délai nécessaire au transfert des pièces entre les postes de préparation des surfaces d'une part et de dépôt du revêtement d'autre part, laisse le temps à la formation d'oxydes qui compromettent la bonne adhérence du revêtement.
[0006] La Demanderesse a déjà proposé une installation, décrite dans les demandes de brevet françaises numéros FR-A-2.614.074 et FR-A-2.685.924, résolvant les difficultés énoncées ci-dessus. Il s'agit d'effectuer l'ensemble des opérations nécessaires par circulation des différentes solutions directement à l'intérieur des cylindres. Pour ce faire chaque cylindre est fermé de façon étanche à ses extrémités supérieure et inférieure par des éléments d'obturation permettant le positionnement d'une anode insérée coaxialement à l'intérieur du cylindre et l'écoulement des différents bains. Ainsi grâce à une telle installation seul l'intérieur du cylindre est revêtu à l'exclusion de toute autre partie.
[0007] Le but de la présente invention est de proposer un procédé de dépôt de nickel et des particules de carbure de silicium adapté à une installation du type précédent permettant d'améliorer encore l'adhérence du revêtement.
[0008] Le procédé selon l'invention est destiné à effectuer un dépôt par voie électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure de silicium, sur la face interne d'une pièce mécanique telle qu'un cylindre ou une chemise de moteur à combustion interne, par circulation à travers cette pièce des différents fluides nécessaires au traitement de la surface considérée. La circulation des électrolytes dans la pièce à revêtir s'accompagne par une circulation correspondante de courants électriques entre la pièce et une électrode rapportée positionnée au droit de la surface à revêtir.
[0009] Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'étape de dépôt de nickel et de particules de carbure de silicium est opérée par circulation d'une solution aqueuse de nickel et de particules de carbure de silicium à l'intérieur de la pièce à revêtir, accompagnée de la mise sous tension de cette pièce et de l'électrode de façon à provoquer la circulation d'un courant électrique entre l'anode formée par l'électrode et la cathode formée par la pièce à revêtir, la solution aqueuse utilisée contenant les constituants suivants :
sulfate de nickel (NiSO4,6H2O) ;
particules de carbure de silicium (SiC) ;
acide sulfurique (H2SO4) ;
carbonate de nickel (NiCO3) ;
hydroxyde de nickel (2 Ni(OH)2, 3 à 4 H2O).
[0010] Selon une autre caractéristique du procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium objet de l'invention, les proportions des différents constituants de la solution aqueuse de nickel et de particules de carbure de silicium utilisé lors de l'étape de déposition par voie électrolytique, sont ajustées pour maintenir la valeur du pH de la solution inférieure à 2,5.
[0011] Selon une autre caractéristique du procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium objet de l'invention, l'étape de dépôt de nickel et de particules de carbure de silicium par voie électrolytique est précédée d'une étape de dégraissage/décapage également par voie électrolytique qui est opérée par mise en circulation à l'intérieur de la pièce à revêtir d'une solution aqueuse de soude à l'exclusion de tout autre produit, cette circulation coïncidant avec la mise sous tension de la pièce à revêtir et de l'électrode de façon à provoquer la circulation d'un courant électrique entre l'anode formée par cette pièce et la cathode formée par l'électrode.
[0012] Selon une autre caractéristique du procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium objet de l'invention, entre l'étape de dépôt électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium et l'étape de dégraissage/décapage électrolytique, est opérée une étape de dérochage acide par mise en circulation à l'intérieur de la pièce à revêtir d'une solution aqueuse d'acide sulfurique.
[0013] Selon une autre caractéristique du procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium objet de l'invention, il comprend les étapes suivantes :
dégraissage/décapage alcalin par voie électrolytique ;
rinçage à l'eau ;
dérochage acide ;
rinçage à l'eau ;
dépôt de nickel et de particules de carbure de silicium par voie électrolytique ;
rinçage à l'eau ;
séchage à l'air comprimé.
[0014] Selon une autre caractéristique du procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium objet de l'invention, la surface à revêtir est maintenue isolée pendant toute la durée du traitement pour éviter tout contact avec l'air ambiant.
[0015] On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel :
[0016] la figure 1 représente une vue partielle en coupe longitudinale d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de dépôt de NiSiC par voie électrolytique objet de la présente invention.
[0017] Conformément à la figure 1, l'installation pour opérer le revêtement électrolytique de NiSiC représentée est plus particulièrement adaptée pour traiter un carter-cylindres référencé 1 de moteur à combustion interne du type à quatre cylindres en ligne. Seule la partie de l'installation au contact du carter-cylindres 1 a été représentée.
[0018] Cette installation a déjà été décrite dans la demande de brevet français n°FR-A-2.685.924 déposée antérieurement par la Demanderesse, les principaux éléments en sont toutefois rappelés ci-après. Il s'agit de deux ensembles distincts venant enserrer le carter-cylindres 1, un ensemble inférieur s'étendant sous le carter et un ensemble supérieur chapeautant le carter. Ces deux ensembles viennent s'emboîter l'un dans l'autre pour isoler de façon étanche chacun des alésages cylindriques ou cylindres 12 du carter 1 et permettre la circulation à l'intérieur des cylindres des différents fluides nécessaires à la mise en place du dépôt de NiSiC sur la surface intérieure de ces derniers.
[0019] L'ensemble inférieur est formé par un plateau porte pièce encore appelé bloc support 6 réalisé en matière plastique, telle que du polypropylène, de manière à ne pas conduire le courant électrique et à résister aux éventuelles attaques chimiques des fluides en circulation. Ce bloc support 6 comporte des moyens de positionnement non figurés permettant la mise en place et le centrage du carter-cylindres 1 sur ce dernier, le plan de joint culasse étant dirigé vers le haut.
[0020] Le bloc support 6 qui peut être mobile ou fixe est traversé par quatre alésages 64 dans chacun desquels est monté coulissant un élément de conduit cylindrique 5, également en matériau plastique, s'étendant verticalement et destiné à être positionné à la base d'un cylindre 12 du carter 1. Un ressort hélicoïdal de poussée 9 est interposé entre le bloc support 6 et chaque élément de conduit 5 de façon à repousser ce dernier vers le haut. Chaque ressort 9 est plus précisément en appui entre respectivement, un épaulement 62 porté par l'alésage 64 et un épaulement périphérique 52 de l'élément de conduit 5. Le rôle de ce ressort 9 sera expliqué ci-après.
[0021] Ces éléments de conduit 5, destinés à amener les fluides dans les cylindres, sont reliés par leur orifice inférieur 54 à une conduite collectrice amont, non figurée, cette conduite étant elle-même reliée par des conduites spécifiques, munies de vannes pilotées, aux différents bacs où sont entreposées les solutions nécessaires au traitement des surfaces des cylindres 12.
[0022] L'ensemble supérieur est lui formé par un plateau porte-électrodes 2 et par quatre électrodes 3 en saillie à la surface inférieure du plateau. Le plateau 2, formé en matière plastique, est positionné en appui sur le plan de joint supérieur du carter 1 de façon que chacune des électrodes 3 soit engagée coaxialement à l'intérieur d'un cylindre 12. Chaque électrode 3 de type insoluble est formée par un corps 31 en plomb-étain ou en titane-platine, s'étendant sensiblement sur toute la hauteur des cylindres 12. Le corps 31 est fixé au plateau porte-électrodes 2 au moyen de vis 7 en laiton, ces vis 7 ont également pour fonction d'alimenter en courant électrique les électrodes 3 à partir d'une source de courant non figurée reliée à leur extrémité 72.
[0023] Chaque électrode 3 est prolongée à sa partie inférieure par une conduite de connexion 8, en matériau plastique. Cette conduite a un double rôle : étancher la partie inférieure du cylindre et permettre la circulation des fluides depuis l'élément de conduit 5 situé en vis-à-vis. Pour ce faire la conduite de connexion comporte une collerette 82 s'étendant sous l'électrode 3. Cette collerette est destinée à coopérer avec un élément de joint 4 pour étancher l'extrémité inférieure de l'alésage cylindrique 12 du reste du carter 1. Par ailleurs, l'extrémité inférieure de la conduite de connexion débouche dans l'élément de conduit inférieur 5 tandis que l'extrémité supérieure débouche par un série d'orifices 84 régulièrement répartis et situés au dessus de la collerette 82.
[0024] L'élément de joint 4 est constitué par une bague montée mobile à la périphérie de la conduite de connexion 8. La bague comporte un joint d'étanchéité annulaire 42 venant en appui contre les parois internes du cylindre 12. Cette bague est destinée à reposer en appui sur l'extrémité supérieure de l'élément de conduit 5 lequel sous l'action des ressorts 9 pousse élastiquement la bague 4 contre une collerette 82 de la conduite de connexion 8, forçant alors le joint 42 contre les parois de l'alésage cylindrique 12, ce qui permet d'obtenir une excellente étanchéité.
[0025] Le plateau porte-électrodes 2 présente un évidement 22 débouchant au droit des alésages cylindriques 12 ; cet évidement 22 est destiné à recueillir les fluides traversant les cylindres 12 en provenance des éléments de conduit inférieurs 5. Une série d'orifices d'évacuation 24 permet de faire communiquer cet évidement 22 avec une conduite collectrice aval, non figurée, elle-même reliée par des conduites spécifiques, également non figurées, munies de vannes pilotées, pour le retour des fluides aux différents bacs.
[0026] Le porte-électrodes 2 présente par ailleurs une barre de cuivre 23 pour alimenter en courant électrique le bloc-cylindres 1 à partir d'une source de courant non figurée reliée à la barre de cuivre 23.
[0027] L'installation comprend par ailleurs pour la mise en circulation des solutions une pompe d'aspiration, également non figurée, du type volumétrique, cette pompe étant située à la sortie de la conduite collectrice en aval de l'outillage précédemment décrit. Les conduites d'amenée et de retour des différents fluides sont équipées de vannes pilotées. Ces vannes sont commandées comme la pompe à partir d'une centrale de commande qui pilote les différentes phases du traitement. Ces conduites débouchent pour la plupart dans des cuves où sont stockées les solutions nécessaires au traitement. Ces cuves sont équipées de moyens de chauffage, de brassage, et de contrôle de la concentration des bains.
[0028] Conformément à l'installation qui vient d'être décrite, le procédé de dépôt de NiSiC par voie électrolytique objet de l'invention va être maintenant détaillé dans le cas d'un bloc-cylindres 1 en fonte. Ce procédé comporte les 9 étapes suivantes :
1) Mise en place de l'appareillage.
[0029] Le carter-cylindres 1 en provenance de la ligne d'usinage est d'abord positionné sur le plateau porte-pièces 6, puis le plateau porte-électrodes 2 est assujetti sur le plan de joint du carter 1 de telle façon que les conduites de connexion 4 soient emboîtées dans les éléments de conduits 5 et que l'étanchéité des cylindres 12 soit parfaitement réalisée.
2) Préparation des surfaces des cylindres 12 du carter 1, opérations de dégraissage et de décapage des surfaces.
[0030] Ces opérations sont réalisées en une seule étape par traitement électrolytique alcalin en phase anodique des surfaces à revêtir. Le carter 1 est alors connecté en anode et les électrodes 3 en cathodes pendant qu'un flux d'électrolyte alcalin traverse les alésages cylindriques 12. Cet électrolyte est préférentiellement une solution aqueuse de soude, sans autre produit additionnel et notamment sans cyanure et sans agent mouillant.
[0031] La concentration du bain d'électrolyte est ajustée en fonction de l'état de propreté des pièces à traiter, elle évolue ainsi de quelques grammes de soude par litre pour des pièces récupérées en sortie de machine à laver à 200 g/litre et plus pour des pièces très sales, huileuses. Les autres paramètres de l'opération, température du bain, intensité du courant, débit de l'électrolyte et temps de traitement sont également ajustés en fonction de la propreté des pièces. Pour une pièce sortie de machine à laver on peut utiliser les valeurs suivantes, température du bain entre 40 et 60 °C, débit de l'électrolyte d'environ 1 à 1,5 m3/h par cylindre, temps de traitement d'environ 2 minutes, alimentation de chaque électrode par son propre circuit et son générateur de 150 A maximum.
[0032] Cette phase de dégraissage/décapage électrolytique en phase anodique est particulièrement importante pour la tenue ultérieure du revêtement du nickel. En effet, l'action mécanique due à la grande quantité d'oxygène dégagée au cours de cette opération, permet de décrocher les particules de carbone situées à la surface du support traité et dont la présence est fortement préjudiciable à l'adhérence du dépôt de nickel et de carbure de silicium.
[0033] Par ailleurs, l'absence de cyanure, d'agent mouillant ou de tout autre produit organique ou minéral dans le bain permet de faciliter le contrôle et la maintenance de la composition du bain en n'intervenant que sur un seul produit, la soude, simple à doser. Le recyclage du produit se borne donc essentiellement à l'élimination du carbone et des hydroxydes résultant du dégraissage ce qui limite considérablement le traitement des rejets.
3) Rinçage.
[0034] Aussitôt l'étape de dégraissage/décapage par voie électrolytique terminée, les vannes des tuyaux débouchant dans la cuve contenant la solution de soude sont fermées et les vannes des tuyaux d'amenée d'eau sont ouvertes. Une circulation d'eau déminéralisée stockée dans une cuve de rinçage spécifique, est alors opérée dans chacun des alésages cylindriques 12.
[0035] Les paramètres caractéristiques de ce rinçage sont bien évidemment adaptés aux conditions de l'étape précédente. Pour les valeurs indiquées ci-dessus, on peut opérer à 25°C avec des débits de l'ordre d'1 à 2 m3/h par cylindre pendant un temps de traitement de 2 à 3 mn.
[0036] Du fait de la composition très simple de l'électrolyte utilisé précédemment, la pollution des eaux de rinçage est limitée à la seule présence de soude. Cette dernière est facilement récupérable en mettant en oeuvre des techniques de séparation simples et connues pour être réutilisée dans le bain de dégraissage/décapage.
4) Dérochage acide
[0037] Après les étapes de dégraissage/décapage par voie électrolytique et de rinçage à l'eau, on parfait la préparation des surfaces intérieures des cylindres 12 à revêtir par une activation de celles-ci sous la forme d'un léger décapage à l'acide sulfurique faiblement concentré.
[0038] La concentration du bain est ajusté en fonction de l'état de propreté initial des pièces à traiter, les autres paramètres caractéristiques sont également ajustés en conséquence. Pour une pièce sortant de machine à laver, une concentration de 1% en volume suffit, la température est la température ambiante, le débit est d'environ 1 à 2 m3/h par cylindre et le temps de traitement d'environ 2 mn.
[0039] Là encore, la formulation simple de la solution utilisée pour cette étape permet un contrôle et une maintenance simple de la composition du bain en n'intervenant que sur un seul produit. Par ailleurs, la faible concentration de l'acide sulfurique utilisé limite les risques vis-à-vis des opérateurs et facilite le traitement des rejets.
5)- Rinçage.
[0040] L'étape 5 est un rinçage en tout point similaire à celui de l'étape 3, destiné à éliminer de la surface des cylindres 12 toute trace résiduelle du bain précédent.
[0041] Comme précédemment, du fait de la composition très simple du bain de dérochage, la pollution des eaux de rinçage est limitée à la seule présence d'acide sulfurique ; celui-ci est facilement récupérable en mettant en oeuvre des techniques de séparation simples et connues pour être réutilisé.
6) Dépôt de NiSiC.
[0042] Sitôt le flux d'eau déminéralisée stoppé, on procède à l'opération de dépôt par voie électrolytique du nickel allié à des particules résistantes de carbure de silicium. Pour ce faire on procède à la circulation de l'électrolyte, composé d'une solution aqueuse contenant :
du sulfate de nickel NiSO4,6H2O, à une concentration d'environ 400 g/litre ;
des particules de carbure de silicium SiC, à une concentration d'environ 70 g/l (d'une taille de 1 à 3 µ) ;
de l'acide sulfurique H2SO4 pur (98% à 100%) pour opérer l'ajustement initial du pH compris entre 1,8 et 2,4 ;
du carbonate et de l'hydroxyde de nickel NiCO3, 2 Ni(OH)2, 3 à 4 H2O pour opérer l'ajustement en continu du pH.
[0043] Les concentrations mentionnées sont données à titre indicatif, elles sont à adapter aux conditions de fabrication souhaitées : épaisseur du revêtement, propriétés tribologiques de ce dernier, etc...
[0044] Cet électrolyte est mis en circulation à une température d'environ 70°C. Simultanément le carter 1 est branché au pôle négatif et forme donc une cathode et les électrodes 3 sont elles branchées au pôle positif pour former des anodes. Le débit de l'électrolyte est de 1,5 à 2 m3/h par cylindre. Après établissement de la circulation de l'électrolyte, le courant continu est débité pendant 2 mn à faible intensité de l'ordre de 5A/dm2 puis sans coupure à 20 A/dm2,le courant étant alors maintenu pendant le temps nécessaire à l'obtention de l'épaisseur du dépôt souhaitée. On utilise de façon préférentielle un courant pulsé (entre 50 et 100 Hz) qui empêche la germination colonnaire du nickel et permet ainsi d'affiner sensiblement l'état de surface du dépôt.
[0045] La valeur initiale du pH de travail entre 1,8 et 2,4 est suffisamment basse pour n'évoluer que faiblement au cours du temps, ce qui permet de contrôler cette valeur par la simple adjonction de carbonate et d'hydroxyde de nickel qui sont des adjuvants parfaitement adaptés ioniquement à la nature du bain. Le recours à des sels tampons, tel l'acide borique, n'est donc plus nécessaire.
[0046] Les valeurs données ci-dessus sont mentionnées à titre indicatif, elles sont bien sûr à adapter aux conditions de fabrication souhaitées. Il est à noter que la concentration en sel de nickel NiSO4,6H20 influence essentiellement la conductivité de l'électrolyte. La densité de courant maximale étant directement proportionnelle à la conductivité, on ajuste ainsi la vitesse de déposition. La valeur limite de concentration est imposée par la limite de solubilité du sulfate de nickel qui est de 625 g/litre à 0°C. Ainsi la conductivité du bain est ajustée en agissant simplement sur la température et la concentration en sel de nickel, sans recourir à l'emploi de sels conducteurs.
[0047] La nature de l'électrolyte utilisé présente le double avantage d'être de composition simple et d'être exempt de tout agent d'addition organique tel qu'un sel tampon (acide borique) permettant de maintenir le pH du bain sensiblement constant, mais aussi les affineurs (gélatine, peptone plus fluosilicate ou fluoborate, ...), les brillanteurs (saccharinate de sodium, ...) ou les nivelants (couramine, ...) dont l'utilisation n'apparait pas justifiée pour une telle application. De même, la composition du bain de nickel retenue permet de pas recourir aux sels conducteurs (bromure de sodium, ...) servant classiquement à élever la conductivité de la solution.
[0048] La suppression de ces différents agents d'addition habituellement rencontrés dans les bains de nickel permet d'opérer un meilleur contrôle de la composition du bain et de réduire par ailleurs son coût.
7) Rinçage.
[0049] Comme après le décapage électrolytique il est procédé à un rinçage par circulation d'eau, il s'agit également d'eau déminéralisée à environ 50°C. Le débit est de 2 m3/h par cylindre pendant un temps de 1 à 2 mn. Là encore, la composition relativement simple de l'électrolyte employé précédemment permet d'opérer le recyclage de cette eau en un petit nombre d'opérations.
8) Séchage.
[0050] Pour éliminer définitivement toute trace de liquide résiduel qui pourrait polluer la pièce il est possible de terminer le traitement par une circulation d'air chaud en utilisant un groupe moto-ventilateur ou de l'air comprimé détendu. On peut procéder par exemple à un balayage des cylindres 12 pendant environ 3 mn avec un débit d'air compris entre 3 m3/h et 5 m3/h à une température de 40°C. Cet air circule en utilisant le même circuit que les solutions aqueuses, la pompe d'aspiration étant à l'arrêt.
9) Démontage de l'outillage.
[0051] Le processus de traitement étant terminé, l'outillage est démonté, le carter-cylindres 1 est alors prêt pour le montage.
[0052] Le procédé qui vient d'être décrit pour l'application d'un revêtement de NiSiC sur des carters de moteur en fonte, est également applicable sur des carters en aluminium, la gamme et notamment les valeurs des différents paramètres, concentrations, temps de traitement, débit ou encore température, devant être ajustées pour permettre un traitement adéquat.
[0053] Grâce à l'installation utilisée, l'ensemble du traitement est réalisé in-situ sans le moindre changement d'outillage, simplement par ouverture et fermeture des différentes conduites d'amenée et de retour des fluides utilisés au cours du traitement. L'absence totale de mise à l'air des surfaces traitées entre les différentes étapes évite ainsi toute formation d'oxyde ou le dépôt de polluants, ce qui permet une excellente qualité du dépôt de NiSiC.
[0054] Tout le traitement, entre la mise en place du carter et de l'outillage et le démontage de ce dernier ne dure pas plus d'une vingtaine de minutes ce qui est extrêmement rapide comparé à toutes les méthodes proposées à ce jour, d'où une importante réduction des coûts d'exploitation.
[0055] L'utilisation d'électrodes insolubles permet de garantir un bonne précision géométrique du dépôt. Les électrodes conservent en effet leurs caractéristiques dimensionnelles, les paramètres hydrauliques et électriques demeurent stables dans le temps, ce qui garantit des caractéristiques de dépôts constantes.
[0056] Par ailleurs, l'utilisation côté aspiration d'une pompe volumétrique et non du côté refoulement pour la circulation des différents fluides, diminue considérablement les risques de fuites lors de la traversée du carter-cylindres. Enfin la mise en oeuvre de courants pulsés permet également d'améliorer la qualité du revêtement de NiSiC en terme de régularité, cette régularité permet de ne plus prévoir de reprise d'usinage.
[0057] Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, l'épaisseur du revêtement de NiSiC déposée peut être réduite approximativement à la valeur maximale de l'usure engendrée lors de la durée de vie du moteur. De ce fait, il est possible d'opérer le revêtement des chemises ou des fûts cylindriques après les opérations d'usinage (pierrage, rodage, ...) et non plus avant comme cela est aujourd'hui le cas, ce qui simplifie considérablement ces opérations.
[0058] Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
[0059] Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit.
[0060] Ainsi, l'invention est applicable à toutes formes de chemises et de cylindres de moteurs à combustion interne et notamment aux fûts de sections circulaires, elliptiques ou encore trochoïdales (moteur Wankel), etc...
[0061] Ainsi, pour la mise en place industrielle du procédé, trois types de machines peuvent être envisagés. Les machines à poste unique sur lesquelles toutes les phases du procédé sont effectuées successivement, les différents produits chimiques circulant suivant un cycle déterminé grâce à des distributeurs. Les machines de type transfert dans lesquelles un ensemble palette support-pièce à traiter outillage se déplace de poste en poste, à chaque poste cet ensemble est connecté automatiquement à l'un des différents circuits de fluide afin de réaliser chaque phase du traitement. Enfin les machines du type transfert à distribution qui utilisent la combinaison des deux types précédents. Sur chaque poste plusieurs phases peuvent être effectuées à l'aide de distributeurs.
1. Procédé pour effectuer un dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes
de carbure de silicium, sur la face interne d'une pièce mécanique telle que qu'un
cylindre (12) ou une chemise de moteur à combustion interne, par circulation à travers
ladite pièce (12) des différents fluides nécessaires au traitement de la surface considérée,
la circulation des électrolytes étant accompagnée par une circulation correspondante
de courants électriques entre ladite pièce (12) et une électrode rapportée (3) positionnée
au droit de la surface à revêtir, caractérisé en ce que l'étape de dépôt de nickel
et de particules de carbure de silicium est opérée par circulation d'une solution
aqueuse de nickel et de particules de carbure de silicium à l'intérieur de ladite
pièce (12), accompagnée de la mise sous tension de ladite pièce (12) et de l'électrode
(3) de façon à provoquer la circulation d'un courant électrique entre entre l'anode
formée par ladite électrode (3) et la cathode formée par ladite pièce (12), ladite
solution aqueuse utilisée contenant les constituants suivants :
sulfate de nickel (NiSO4,6H2O) ;
particules de carbure de silicium (SiC) ;
acide sulfurique (H2SO4) ;
carbonate de nickel (NiCO3) ;
hydroxyde de nickel (2 Ni(OH)2, 3 à 4 H2O).
2. Procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure
de silicium selon la revendication 1, caractérisé en ce que les proportions des différents
constituants de ladite solution aqueuse de nickel et de particules de carbure de silicium
sont ajustées pour maintenir la valeur du pH de la solution inférieure à 2,5.
3. Procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure
de silicium selon l'une quelconques des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que
l'étape de dépôt de nickel et de particules de carbure de silicium par voie électrolytique
est précédée d'une étape de dégraissage/décapage également par voie électrolytique
qui est opérée par mise en circulation à l'intérieur de ladite pièce (12) d'une solution
aqueuse de soude à l'exclusion de tout autre produit, cette circulation coïncidant
avec la mise sous tension de ladite pièce et de l'électrode (3) de façon à provoquer
la circulation d'un courant électrique entre l'anode formée par ladite pièce (12)
et la cathode formée par ladite électrode (3).
4. Procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure
de silicium selon la revendication 3, caractérisé en ce que entre l'étape de dépôt
électrolytique de nickel et de particules de carbure de silicium et l'étape de dégraissage/décapage
électrolytique est opérée une étape de dérochage acide par mise en circulation à l'intérieur
de ladite pièce (12) d'une solution aqueuse d'acide sulfurique.
5. Procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure
de silicium selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il
comprend les étapes suivantes :
dégraissage/décapage électrolytique alcalin ;
rinçage à l'eau ;
dérochage acide ;
rinçage à l'eau ;
dépôt de nickel et de particules de carbure de silicium par voie électrolytique ;
rinçage à l'eau ;
séchage à l'air comprimé.
6. Procédé de dépôt électrolytique de nickel et de particules résistantes de carbure
de silicium selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que
la surface à revêtir de ladite pièce (12) est maintenue isolée pendant toute la durée
du traitement pour éviter tout contact avec l'air ambiant.