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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 1 509 − 1 Tôles d’acier prélaquées par Suzanne MATHIEU Ingénieur de l’École nationale supérieure de chimie de Strasbourg (ENSCS) ACCTiV’ Conseil e concept de produit prélaqué, né aux USA vers 1937 pour la fabrication de stores vénitiens, s’est imposé dans le monde comme un produit ﬁable et performant. La consommation mondiale a dépassé 12 millions de tonnes en 1999 avec un taux moyen de croissance annuelle d’environ 10 %, et la produc- tion européenne a atteint 3,8 Mt en 1999. Le domaine de prédilection de la tôle d’acier prélaquée, en Europe, reste aujourd’hui encore le bâtiment, intérieur et extérieur (64 %). On note toutefois un fort développement dans des marchés tels que l’électroménager (9 %), les transports (4 %) et le mobilier métallique (2 %). Pour répondre aux différents besoins exprimés par ces marchés, une gamme de produits très diversiﬁée a été développée, permettant de répondre aux diffé- rents aspects : esthétique, forme, tenue à la corrosion et aux UV, résistance mécanique, à la rayure, facilité de mise en œuvre, recyclage, entretien et rénovation. 1. Produits prélaqués................................................................................... M 1 509 - 2 1.1 Aciers supports............................................................................................ — 2 1.2 Technique de prélaquage............................................................................ — 2 1.3 Systèmes de peinture.................................................................................. — 4 1.4 Caractéristiques des produits prélaqués ................................................... — 5 2. Mise en œuvre des tôles d’acier prélaquées .................................... — 5 2.1 Transport. Stockage. Manipulation. Découpe ........................................... — 5 2.2 Mise en forme.............................................................................................. — 6 2.3 Assemblage.................................................................................................. — 7 3. Avantages des tôles prélaquées .......................................................... — 8 4. Marché des tôles d’acier prélaquées .................................................. — 9 4.1 Bâtiment ....................................................................................................... — 9 4.2 Industrie générale et électroménager........................................................ — 10 5. Perspectives de la tôle d’acier prélaquée ......................................... — 11 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. M 1 509 L TÔLES D’ACIER PRÉLAQUÉES _____________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. M 1 509 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques 1. Produits prélaqués La tôle d’acier prélaquée est constituée par deux éléments de base : — le métal support ; — le système de peinture. 1.1 Aciers supports Le métal de base est choisi en fonction des critères suivants : — la mise en œuvre : pliage, profilage, emboutissage... ; — l’exposition : intérieur, extérieur, milieu agressif, humidité... ; — la fonctionnalité : nécessité de caractéristiques mécaniques précises, de non-vieillissement, de résistance à la fatigue, de résis- tance aux hautes ou basses températures. De nombreuses possibilités sont offertes : l’acier laminé à froid nu, l’acier galvanisé en continu, l’acier électrozingué, le Galfan®, le Galvalume® ou Aluzinc®, en fonction des contraintes d’utilisation du prélaqué. I Acier laminé à froid L ’ensemble des tôles de qualités DC01 à DC06 couvertes par la norme EN 10130 (cf. [Doc. M 1 509]), sont susceptibles d’être préla- quées. Ces qualités permettent des transformations allant du pliage simple (DC01) à l’emboutissage très profond (DC06). Ce support est réservé au milieu sec, pour des applications telles que fabrication de convecteurs électriques, de rayonnages métalli- ques ou de luminaires. En présence d’humidité, il y a risque d’oxy- dation des tranches et des rayons de pliage. I Acier galvanisé G Le produit Le revêtement par le zinc en continu assure une double protection : — physico-chimique : par l’effet isolant des sels de zinc formés ; — électrochimique : par la protection cathodique de l’acier par le zinc. Les revêtements de zinc couramment appliqués pour la tôle galvanisée en continu destinée au prélaquage varient de 100 à 275 g/m2 : en intérieur, le revêtement pourra varier de 100 à 225 g/m2 et en extérieur de 200 (en Italie) à 275 g/m2 (en Allemagne, Grande-Bretagne, Suède). Comme pour l’acier laminé à froid nu, il existe plusieurs qualités d’acier galvanisé selon les normes EN 10142 (4 classes pour les domaines allant du pliage à l’emboutissage), EN 10147 qui déﬁnit 6 qualités de tôle galvanisée de construction destinées principale- ment au proﬁlage d’éléments de bardage et de couverture et EN 10268 pour les aciers à haute limite d’élasticité. G Sa fabrication La tôle galvanisée destinée au prélaquage est réalisée sur des lignes continues [1] utilisant le procédé Sendzimir, dont le principe est le suivant : l’acier brut de laminage à froid (non recuit) est dégraissé, désoxydé, recuit sous atmosphère protectrice et immergé dans un bain de zinc fondu pendant quelques secondes (la vitesse des lignes de galvanisation étant de l’ordre de 100 m/min) ; l’épaisseur de zinc est réglée en sortie du creuset par des buses (soufﬂage d’air ou d’azote) et, après refroidissement, le métal est skin passé pour permettre l’obtention de la rugosité souhaitée. Ce procédé permet d’obtenir un revêtement de zinc adhérent et déformable. Les épaisseurs de zinc réalisables sur les lignes Sendzi- mir vont de 7 µm/face (Z 100) à 45 µm/face (Z 630). I Galfan® Le Galfan® est une tôle revêtue d’un alliage Zn-Al comportant 5 % d’aluminium et quelques ppm de terres rares (La, Ce) [1]. Cette com- position lui confère une structure de type eutectique lamellaire avec localement des cristaux primaires d’une phase riche en zinc. Grâce à cette structure et à son absence de phase intermétallique, ce revê- tement présente une excellente formabilité, une adhérence élevée et un coefﬁcient de frottement bas. La surface du Galfan® présente un léger relief en forme de « dents » qui correspond à des joints triples de solidiﬁcation. Leur profondeur dépend des conditions de refroidissement du revête- ment. Cet aspect « peau d’orange » peut subsister après prélaquage et en limiter l’application à des pièces dont l’aspect n’est pas exi- geant. Les épaisseurs de revêtement sont usuellement de 7 à 23 µm/face. I Galvalume® ou Aluzinc® Le Galvalume® est une tôle revêtue d’un alliage Zn-55 %Al- 1,5 %Si [1]. Le revêtement présente une structure biphasée et une couche d’alliage interfacial homogène assez importante (2 à 3 µm). Ce produit a été développé pour sa résistance à la corrosion à l’état nu qui est très élevée. Son aspect de surface est lisse, avec un ﬂeurage régulier, et sa for- mabilité est bonne, avec ﬁssuration de l’alliage interfacial mais, en général, non débouchante. I Acier électrozingué La tôle électrozinguée est constituée d’une couche de zinc de grande pureté électrodéposée sur une ou deux faces de la tôle d’acier laminée à froid nu [2]. Le dépôt de zinc est d’une très grande régularité d’épaisseur. La qualité de surface permet de satisfaire aux exigences élevées en matière d’aspect peinture. Les épaisseurs de zinc électrodéposées vont habituellement de 2,5 à 7 ,5 et 10 µm par face. 1.2 Technique de prélaquage L ’application de revêtements organiques en continu sur les bobi- nes d’acier (nues ou revêtues) permet de réaliser soit des « aciers prépeints » n’ayant reçu qu’une couche de primaire et destinés à recevoir une ﬁnition ultérieure après mise en forme, soit des « aciers prélaqués » prêts à l’emploi, ayant reçu en outre une couche de ﬁni- tion ou d’aspect (ﬁgure 1). Les aciers prépeints ou prélaqués sont naturellement protégés sur les 2 faces vis-à-vis de la corrosion. Cette protection joue un rôle indispensable pour garantir les performances esthétiques apportées par le prélaquage. La technologie moderne du prélaquage des aciers, qui s’est qua- siment uniformisée au niveau mondial, comprend essentiellement 3 phases : — la préparation et le traitement de surface ; — l’application au rouleau de la peinture, effectuée simultané- ment sur les 2 faces de la bobine ; — l’évaporation des solvants, et la cuisson « flash » nécessaire à la polymérisation de la peinture. 1.2.1 Traitement de surface Cette section, primordiale pour la qualité ﬁnale du produit, com- prend en général : 1) un dégraissage alcalin [3] qui a pour but d’enlever toute trace de revêtement organique, de particules métalliques et de poussières de la surface, et de provoquer une légère attaque du métal de façon ____________________________________________________________________________________________________________ TÔLES D’ACIER PRÉLAQUÉES Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques M 1 509 − 3 à éliminer les oxydes superﬁciels et augmenter la microrugosité de surface. Le dégraissage est en général effectué au jet, à une température comprise entre 55 et 75 ˚C avec une pression d’aspersion de l’ordre de 2 bar. Les dégraissants sont composés d’une base associée à des tensioactifs et à un détergent ; 2) des rinçages aﬁn d’éliminer les savons formés, les salissures décollées, les résidus de solutions traitantes et de présenter à la sec- tion suivante une surface propre et réactive ; 3) le traitement de conversion qui est adapté à la surface à traiter (tôle laminée à froid, tôle galvanisée, revêtue d’alliage Zn-Al ou Zn- Fe, électrozinguée). Ce traitement, qui doit être effectué immédiate- ment après le dernier rinçage, assure l’adhérence du revêtement organique en créant des sites d’ancrage et contribue à la résistance à la corrosion du matériau prélaqué en jouant le rôle de barrière vis- à-vis des espèces qui diffusent uploads/s3/ toles-d-x27-acier-prelaquees.pdf