FR2685924A1 - Process and device for performing an electrolytic deposition and application to engine liners or cylinders - Google Patents
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Abstract
Procédé pour effectuer un dépôt électrolytique sur la face interne d'éléments tels que des cylindres ou des chemises de moteur à combustion interne, par circulation à travers ledit élément (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 ledit élément (12) et une électrode rapportée (3) s'étendant au droit de ladite surface, caractérisé en ce que les étapes de traitement de ladite surface comprennent successivement un dégraissage/décapage électrolytique, un rinçage à l'eau et un dépôt de nickel électrolytique comportant des particules résistantes telles que du carbure de silicium.Process for carrying out an electrolytic deposition on the internal face of elements such as cylinders or liners of an internal combustion engine, by circulation through said element (12) of the various fluids necessary for the treatment of the surface in question, this circulation of fluids being accompanied by a corresponding circulation of electric currents between said element (12) and an attached electrode (3) extending in line with said surface, characterized in that the stages of treatment of said surface successively comprise an electrolytic degreasing / pickling, rinsing with water and electrolytic nickel deposition comprising resistant particles such as silicon carbide.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR EFFECTUER
DEPOT ELECTROLYTIOUE ET APPLICATION A DES CHEMISES
OU CYLINDRES DE MOTEUR
La présente invention se rapporte à un procédé pour effectuer un dépôt électrolytique sur les surfaces internes des chemises ou cylindres d'un moteur à combustion interne équipant notamment les véhicules automobiles. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.METHOD AND DEVICE FOR PERFORMING
ELECTROLYTIOUS DEPOSIT AND APPLICATION TO SHIRTS
OR ENGINE CYLINDERS
The present invention relates to a method for carrying out electrolytic deposition on the internal surfaces of the liners or cylinders of an internal combustion engine fitted in particular to motor vehicles. The invention also relates to a device for implementing the method.
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. It is known to reinforce the internal surface of the cylinders of an engine, both in cast iron and in aluminum, by means of a surface coating of "NiSiC", that is to say of nickel containing particles of silicon carbide.
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. Such a coating is particularly interesting because it strengthens the mechanical resistance of the cylinders and improves their lubrication by facilitating the retention of the lubricant by the particles of silicon carbide which partially emerge from the nickel surface, which makes it possible to very significantly decrease the wear due to friction of the piston rings.
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. Traditionally, such a coating is applied "by soaking". The cylinder block, after having undergone a chemical or electrolytic treatment according to conventional ranges to prepare the surfaces of the cylinders, is completely immersed in a tank containing the coating product. The electrolytic fixing of the latter is then effected by means of anodes inserted inside the cylinders.
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. Such a method has many drawbacks, among which there may be mentioned the production of a deposit which extends well beyond the surface of the cylinders to be reinforced, reaching certain areas where the presence of abrasive particles is undesirable, or even the formation of an inconsistent deposit. as for the concentration of the particles thus making the wear resistance of the coating uneven. Furthermore, the time required for the transfer of the parts between the surface preparation stations on the one hand and the depositing of the coating on the other hand, leaves time for the formation of oxides which compromise the good adhesion of the coating.
La Demanderesse a déjà proposé un procédé, décrit dans la demande de brevet française numéro
FR-2.614.074, 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 soluble insérée coaxialement à l'intérieur du cylindre et l'écoulement des différents bains. Ainsi grâce au procédé seul l'intérieur du cylindre est revêtu à l'exclusion de toute autre partie.Toutefois le traitement proposé nécessite un grand nombre d'étapes : dégraissage chimique et rinçage à l'eau, attaque sulfurique électrolytique et rinçage à l'eau, et enfin dépôt de nickel électrolytique. pe plus la méthode proposée nécessite un changement d'outillage entre les étapes de préparation des surfaces et l'étape de dépôt (les electrodes de décapage étant différentes de celles utilisées pour le revêtement). Ce changement d'outillage impose une ouverture des chambres entraînant un passage à l'air prolongé de la surface décapée ainsi que des risques de pollution de la pièce à traiter.The Applicant has already proposed a process, described in the French patent application number
FR-2.614.074, solving the difficulties set out above. It involves carrying out all the operations necessary by circulating the various solutions directly inside the cylinders. To do this each cylinder is sealed in its upper and lower ends by sealing elements allowing the positioning of a soluble anode inserted coaxially inside the cylinder and the flow of different baths. Thanks to the process, only the interior of the cylinder is coated to the exclusion of all other parts. However, the proposed treatment requires a large number of steps: chemical degreasing and rinsing with water, sulfuric electrolytic attack and rinsing with water, and finally deposit of electrolytic nickel. eg, the proposed method requires a change of tooling between the stages of surface preparation and the deposition stage (the pickling electrodes being different from those used for coating). This change of tooling requires an opening of the chambers resulting in a prolonged passage of air from the pickled surface as well as risks of pollution of the part to be treated.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé encore plus performant utilisant un nombre restreint d'étapes. The object of the present invention is to propose an even more efficient method using a limited number of steps.
Le procédé selon l'invention est destiné à effectuer un dépôt électrolytique sur la face interne d'éléments tels que des cylindres ou des chemises de moteur à combustion interne, par circulation à travers ledit élément des différents fluides nécessaires au traitement de la surface considérée, cette circulation de fluides étant accompagnée par une circulation correspondante de courants électriques entre ledit élément et une électrode rapportée s'étendant au droit de ladite surface. The method according to the invention is intended to carry out an electrolytic deposition on the internal face of elements such as cylinders or liners of an internal combustion engine, by circulation through said element of the various fluids necessary for the treatment of the surface considered, this circulation of fluids being accompanied by a corresponding circulation of electric currents between said element and an attached electrode extending in line with said surface.
Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que les étapes de traitement de ladite surface comprennent successivement un dégraissage/décapage électrolytique, un rinçage à l'eau et un dépôt de nickel électrolytique comportant des particules résistantes telles que du carbure de silicium. According to the invention, the method is characterized in that the steps for treating said surface successively include degreasing / electrolytic pickling, rinsing with water and a deposit of electrolytic nickel comprising resistant particles such as silicon carbide.
L'invention concerne également un dispositif de dépôt pour la mise en oeuvre ,du procédé. Ce dispositif permet notamment de supprimer toute mise à l'air des cylindres pendant les différentes étapes du traitement. The invention also relates to a deposition device for implementing the method. This device makes it possible in particular to eliminate any venting of the cylinders during the various stages of the treatment.
Selon l'invention le dispositif pour le traitement des surfaces intérieures des cylindres comprend des moyens d'étanchéité des cylindres, des moyens de connexion desdits cylindres et des électrodes raccordées à un générateur électrique, des moyens d'amenée des différents fluides dans les cylindres et des moyens d'évacuation, et des moyens de commande pilotant la circulation des fluides ainsi que le passage du courant électrique entre les cylindres et les électrodes rapportées. According to the invention, the device for treating the interior surfaces of the cylinders comprises means for sealing the cylinders, means for connecting said cylinders and electrodes connected to an electric generator, means for feeding the various fluids into the cylinders and evacuation means, and control means controlling the circulation of fluids as well as the passage of electric current between the cylinders and the added electrodes.
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
la figure 1 représente une vue partielle en coupe longitudinale du dispositif de dépôt en position dans un carter cylindres.The aims, aspects and advantages of the present invention will be better understood from the description given below of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing, in which
FIG. 1 represents a partial view in longitudinal section of the deposition device in position in a cylinder block.
Conformément à la figure 1, le dispositif est présenté en position d'utilisation sur un carter-cylindres (1) de moteur à combustion interne, à essence ou diesel, du type à quatre cylindres en ligne. In accordance with FIG. 1, the device is presented in the position of use on a cylinder block (1) of an internal combustion engine, petrol or diesel, of the four-cylinder in-line type.
Seuls les éléments du dispositif de dépôt au contact du carter-cylindres (1) ont été figure. Only the elements of the deposition device in contact with the cylinder block (1) have been shown.
Ces éléments sont répartis en 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 de façon à isoler de façon étanche les alésages cylindriques ou cylindres (12) du carter et à permettre à ces cylindres d'être le siège d'une circulation des différents fluides nécessaires à la mise en place du dépôt de NiSiC.These elements are divided into two distinct assemblies which enclose the cylinder block (1): a lower assembly extending under the housing and an upper assembly covering the housing. These two assemblies come to fit one into the other so as to seal the cylindrical bores or cylinders (12) of the casing and to allow these cylinders to be the seat of a circulation of the various necessary fluids. when setting up the NiSiC repository.
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. The lower assembly is formed by a workpiece carrier plate also called support block (6) made of plastic, such as polypropylene, so as not to conduct the electric current and to resist any chemical attack by the fluids in circulation. This support block (6) includes positioning means (not shown) allowing the positioning and centering of the cylinder block (1) on the latter, the cylinder head gasket plane being directed upwards.
Le bloc support (6) qui peut être mobile ou fixe suivant la mise en oeuvre industrielle du dispositif, 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 conduits (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. The support block (6) which can be mobile or fixed depending on the industrial implementation of the device, is traversed by four bores (64) in each of which is slidably mounted a cylindrical conduit element (5), also made of plastic material, s extending vertically and intended to be positioned at the base of a cylinder (12) of the casing (1). A helical thrust spring (9) is interposed between the support block (6) and each duct element (5) so as to push the latter upwards. Each spring (9) is more precisely supported respectively between a shoulder (62) carried by the bore (64) and a peripheral shoulder (52) of the conduit element (5). The role of this spring (9) will be explained below.
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 necessaires au traitement des surfaces des cylindres (12). These duct elements (5), intended to bring the fluids into the cylinders, are connected by their lower orifice (54) to an upstream collecting pipe, not shown, this pipe itself being connected by specific pipes, provided with valves. piloted, to the various tanks where the solutions necessary for the treatment of the surfaces of the cylinders (12) are stored.
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 porteélectrodes (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). The upper assembly is itself formed by an electrode holder plate (2) and by four electrodes (3) projecting from the lower surface of the plate. The plate (2), formed of plastic, is positioned in abutment on the upper joint plane of the casing (1) so that each of the electrodes (3) is engaged coaxially inside a cylinder (12). Each insoluble type electrode (3) is formed by a body (31-) made of lead-tin or titanium-platinum, extending substantially over the entire height of the cylinders (12). The body (31) is fixed to the electrode holder plate (2) by means of screws (7) made of brass, these screws (7) also have the function of supplying electric current to the electrodes (3) from a source of current not shown connected at their end (72).
Chaque électrode (3) est prolongée à sa partie inférieure par une conduite de connexipn (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. Each electrode (3) is extended at its lower part by a connection pipe (8), made of plastic material. This pipe has a double role: to seal the lower part of the cylinder and to allow the circulation of fluids from the pipe element (5) located opposite.
Pour ce faire la conduite de connexion comporte une collerette (82) s'étendant sous l'électrode (3).To do this, the connection pipe includes a flange (82) extending under the electrode (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).This flange is intended to cooperate with a seal element (4) to seal the lower end of the cylindrical bore (12) from the rest of the casing (1). Furthermore, the lower end of the connection pipe opens into the lower pipe element (5) while the upper end opens through a series of orifices (84) regularly distributed and located above the flange (82 ).
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. The seal element (4) consists of a ring mounted to move at the periphery of the connection pipe (8). The ring has an annular seal (42) bearing against the internal walls of the cylinder (12). This ring is intended to rest in abutment on the upper end of the duct element (5-) which, under the action of the springs (9) elastically pushes the ring (4) against a flange (82) of the duct. connection (8), then forcing the seal (42) against the walls of the cylindrical bore (12), which makes it possible to obtain an excellent seal.
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. The electrode holder plate (2) has a recess (22) opening out in line with the cylindrical bores (12); this recess (22) is intended to collect the fluids passing through the cylinders (12) coming from the lower duct elements (5). A series of evacuation orifices (24) makes it possible to communicate this recess (22) with a downstream collecting pipe, not shown, itself connected by specific pipes, also not shown, provided with piloted valves, for the return fluids in the different tanks.
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). The electrode holder (2) also has a copper bar (23) for supplying electric current to the cylinder block (1) from a non-illustrated current source connected to the copper bar (23).
Le dispositif 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 précedemment décrit. Les conduites d'amenée et de retour des différents fluides sont équipées de vannes pilotées. Ces vannes sont commandés 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. The device also comprises for the circulation of the solutions a suction pump, also not shown, of the volumetric type, this pump being located at the outlet of the collecting pipe downstream of the tool previously described. The supply and return lines of the various fluids are fitted with piloted valves. These valves are controlled like the pump from a central control unit which controls the different phases of the treatment. Most of these pipes open into tanks where the solutions necessary for treatment are stored. These tanks are equipped with heating, stirring and concentration control means for the baths.
Conformément au dispositif qui vient d'être décrit le processus de mise en place du dépôt est le suivant dans le cas d'un bloc-cylindres (1) en fonte. In accordance with the device which has just been described, the process for setting up the deposit is as follows in the case of a cylinder block (1) made of cast iron.
1- Mise en place de l'appareillage
Le carter-cylindres (1) en provenance de la ligne d'usinage est 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 l'étanchéité des cylindres (152) soit parfaitement réalisée.1- Installation of the apparatus
The cylinder block (1) coming from the machining line is positioned on the workpiece carrier plate (6) then the electrode carrier plate (2) is fixed on the housing joint plane (1) in such a way that the connection pipes (4) are fitted into the pipe elements (5) and the sealing of the cylinders (152) is perfectly achieved.
2- Préparation des surfaces des cylindres (12) du carter (1), opérations de dégraissage et de décapage des surfaces. 2- Preparation of the surfaces of the cylinders (12) of the casing (1), degreasing and stripping operations on the surfaces.
Ces opérations sont réalisées en une seule étape par traitement électrolytique des surfaces à revêtir. Le carter (1) est placé en anode et les électrodes (3) en cathodes. Un flux d'électrolyte traverse alors les alésages cylindriques (12). Cet électrolyte est préférentiellement une solution aqueuse contenant jusqu'à 200 g/litre de soude. La température de fonctionnement préférentiellement de 40 à 60 OC. Chacune des électrodes sera alimentée en courant par son propre circuit et son générateur de 150 A maximum. Le débit de l'électrolyte est d'environ 1 à 1,5 m3/h par cylindre et le temps de traitement d'environ 2 mm. These operations are carried out in a single step by electrolytic treatment of the surfaces to be coated. The casing (1) is placed as an anode and the electrodes (3) as cathodes. An electrolyte flow then passes through the cylindrical bores (12). This electrolyte is preferably an aqueous solution containing up to 200 g / liter of soda. The operating temperature preferably from 40 to 60 OC. Each of the electrodes will be supplied with current by its own circuit and its generator of 150 A maximum. The electrolyte flow rate is approximately 1 to 1.5 m3 / h per cylinder and the treatment time approximately 2 mm.
3-Rinçage. 3-Rinsing.
Aussitôt la période de décapage terminée, les vannes des tuyaux débouchant dans la cuve de solution de soude sont fermées et les vannes des tuyaux d'amenée d'eau sont ouvertes. Une circulation d'eau en deux temps est opérée dans les alésages cylindriques (12), d'abord avec de l'eau de ville à température ambiante, cette eau étant évacuée vers une cuve poubelle, puis avec de l'eau déminéralisée à 25"C qui elle est stockée dans une cuve de rinçage. Les débits sont respectivement de 2 m3/h par cylindre en eau de ville et de 0,5 à 1 m3/h par cylindre en eau déminéralisée, les temps de traitement étant respectivement de 1 à 2 mn en eau de ville et 30 s à 1 mm en eau déminéralisée. As soon as the pickling period has ended, the valves of the pipes opening into the soda solution tank are closed and the valves of the water supply pipes are open. A circulation of water in two stages is carried out in the cylindrical bores (12), first with city water at ambient temperature, this water being evacuated towards a trash tank, then with demineralized water at 25 "C which is stored in a rinsing tank. The flow rates are respectively 2 m3 / h per cylinder in mains water and 0.5 to 1 m3 / h per cylinder in demineralized water, the treatment times being respectively 1 to 2 minutes in city water and 30 s to 1 mm in demineralized water.
4- Dépôt de NiSiC. 4- Deposit of NiSiC.
Sitôt le flux d'eau déminéralisée stoppé, l'électrolyte, composé d'une solution aqueuse contenant jusqu'à 600 g/litre de sulfate de nickel, 150 g/l de particules de carbure de silicium (d'une taille de 1 à 3 ) et des sels conducteurs, est mis en circulation à une température d'environ 70"C. As soon as the flow of demineralized water stopped, the electrolyte, composed of an aqueous solution containing up to 600 g / liter of nickel sulphate, 150 g / l of particles of silicon carbide (with a size of 1 to 3) and conductive salts, is circulated at a temperature of about 70 "C.
Simultanément le carter 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 NiSiC, le courant continu est débité pendant 2 mn à faible intensité de l'ordre de 5 A/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. Simultaneously the casing is connected to the negative pole and therefore forms a cathode and the electrodes (3) are themselves connected to the positive pole to form anodes. The electrolyte flow rate is 1.5 to 2 m3 / h per cylinder. After establishing the circulation of NiSiC, the direct current is delivered for 2 min at low intensity of the order of 5 A / dm2 and then without interruption at 20 A / dm2, the current then being maintained for the time necessary for obtaining the thickness of the desired deposit. Preferably, a pulsed current (between 50 and 100 Hz) is used which prevents columnar nickel germination and thus makes it possible to substantially refine the surface condition of the deposit.
5- Rinçage. 5- Rinsing.
Comme après le décapage électrolytique il est procédé à un rinçage par circulation d'eau, il s'agit cette fois uniquement d'eau déminéralisée à environ 500C. Le débit est de 2 m3/h par cylindre pendant un temps de 1 à 2 mn. As after the electrolytic pickling there is a rinsing by circulation of water, this time it is only demineralized water at around 500C. The flow rate is 2 m3 / h per cylinder for a period of 1 to 2 min.
6- Séchage. 6- Drying.
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 procède ainsi à un balayage des cylindres 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. To definitively eliminate all traces of residual liquid which could pollute the room, it is possible to end the treatment with a circulation of hot air using a motor-fan unit or expanded compressed air. The cylinders are thus scanned for approximately 3 min with an air flow rate of between 3 m3 / h and 5 m3 / h at a temperature of 40 "C. This air circulates using the same circuit as the aqueous solutions, the suction pump being stopped.
7-Démontage de l'outillage. 7-Disassembly of the tools.
Le processus de traitement étant terminé, l'outillage est démonté, le carter-cylindres (1) est alors prêt pour le montage. The treatment process being finished, the tooling is disassembled, the cylinder block (1) is then ready for assembly.
Le dispositif est également utilisable tel quel pour le traitement des carters en aluminium, la gamme doit être toutefois quelque peu modifiée-. The device can also be used as it is for the treatment of aluminum casings, the range must however be modified slightly.
L'étape de décapage électrolytique des surfaces des cylindres est remplacé par un dégraissage chimique en faisant circuler une solution aqueuse à base de soude puis en effectuant un rinçage et un décapage acide (fluonitrique). Bien sûr les valeurs des différents paramètres : temps de traitement, débit ou encore température doivent être ajustées pour permettre un traitement adéquat.The electrolytic etching step of the surfaces of the cylinders is replaced by a chemical degreasing by circulating an aqueous solution based on soda then by rinsing and acid pickling (fluonitric). Of course the values of the different parameters: treatment time, flow rate or temperature must be adjusted to allow adequate treatment.
Ainsi, grâce au dispositif proposé, l'ensemble du traitement est réalisé in-situ saps 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. Thus, thanks to the proposed device, the entire treatment is carried out in situ without the slightest change in tooling, simply by opening and closing the various supply and return lines of the fluids used during the treatment.
La totale absence de mise à l'air des surfaces entre les différents étapes du traitement évite la formation d'oxyde à la surface des cylindres ou de dépôt de polluants, ce qui entraîné une qualité du dépôt NiSiC sans précédent. The total absence of venting of the surfaces between the different stages of treatment prevents the formation of oxide on the surface of the cylinders or the deposition of pollutants, which leads to an unprecedented quality of NiSiC deposition.
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. All the processing, between the installation of the casing and the tools and the disassembly of the latter does not last more than twenty minutes which is extremely fast compared to all the methods proposed to date, hence a significant reduction in operating costs.
L'utilisation d'électrodes insolubles permet de garantir un bonne précision gèométrique du dépôt. Les électrodes conservent en effet leur caractéristiques dimensionnelles, les paramètres hydrauliques et électriques demeurent stables dans le temps, ce qui garantit des caractéristiques de dépôts constantes. The use of insoluble electrodes ensures good geometrical precision of the deposit. The electrodes indeed retain their dimensional characteristics, the hydraulic and electrical parameters remain stable over time, which guarantees constant deposit characteristics.
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. De ce fait l'épaisseur du revêtement de NiSiC peut être réduite approximativement à la valeur maximale de l'usure engendrée lors de la durée de vie du moteur. The use on the suction side of a positive displacement pump and not on the discharge side for the circulation of different fluids, considerably reduces the risk of leaks when passing through the cylinder block. Finally, the use of pulsed currents also makes it possible to improve the quality of the coating of NiSiC in terms of regularity, this regularity makes it possible to no longer provide for resumption of machining. As a result, the thickness of the NiSiC coating can be reduced to approximately the maximum amount of wear and tear generated during the service life of the engine.
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. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and illustrated, which has been given only by way of example.
Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On the contrary, the invention includes all the technical equivalents of the means described and their combinations if these are carried out according to the spirit.
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 distributeursa. 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. Thus for the industrial implementation of the process, three types of machines can be envisaged. Single station machines on which all the phases of the process are carried out successively, the various chemicals circulating according to a determined cycle thanks to distributorsa. Transfer type machines in which a support pallet-part to be treated tool moves from station to station, at each station this set is automatically connected to one of the different fluid circuits in order to carry out each phase of the treatment. Finally machines of the transfer to distribution type which use the combination of the two preceding types. On each station several phases can be carried out using distributors.
De plus le procédé et le dispositif de mise en oeuvre peut être appliqué à des revêtements autres que le NiSiC, comme des revêtements permettant d'augmenter la résistance à l'oxydatipn à haute température tels que des revêtements à base de nickel-cobalt-carbure de silicium. In addition, the process and the implementation device can be applied to coatings other than NiSiC, such as coatings making it possible to increase the resistance to oxidation at high temperature, such as coatings based on nickel-cobalt-carbide. of silicon.
Claims (1)
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|---|---|---|---|
| FR9200057A FR2685924A1 (en) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | Process and device for performing an electrolytic deposition and application to engine liners or cylinders |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2685924A1 true FR2685924A1 (en) | 1993-07-09 |
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Family Applications (1)
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| FR9200057A Withdrawn FR2685924A1 (en) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | Process and device for performing an electrolytic deposition and application to engine liners or cylinders |
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|---|---|
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