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LES TRAITEMENTS DE LES TRAITEMENTS DE SURFACE SURFACE COURS Les traitements de

LES TRAITEMENTS DE LES TRAITEMENTS DE SURFACE SURFACE COURS Les traitements de surface Les traitements de surface Qu’est ce qu’un Qu’est ce qu’un traitement de surface? traitement de surface? « Toutes les opérations mécaniques, chimiques, électrochimiques ou physiques qui ont pour conséquences de modifier la fonction ou l’aspect de la surface d’un matériau, afin de l’adapter à des conditions d’utilisation données ». Définition donnée par l’encyclopédie Universalis. « Traitement de surface » = Terme général regroupant: Les traitements de surface Les traitements de surface Une SURFACE est faite pour satisfaire des propriétés d’emploi données. C’est la raison pour laquelle on est souvent amené à pratiquer un (ou des) « traitements » pour « anoblir » la surface et lui conférer une fonctionnalité spécifique. Un traitement de surface, pour quoi faire? Un traitement de surface, pour quoi faire? Domaines d’applications: Domaines d’applications: L’aspect de surface/décoration La résistance à la corrosion La résistance au frottement La résistance à l’abrasion/érosion La résistance à la fatigue L’aptitude au collage 44,90% 23,80% 11,40% 8,10% 7,80% 2,50% 1,50% Anti-corrosion Anti-usure Amélioration de l'aspect Conductibilité électrique Amélioration des caractéristiques de glissement Soudabilité Autre Les traitements de surface Les traitements de surface Qu’est ce qu’un Qu’est ce qu’un traitement de surface? traitement de surface? UN TRAITEMENT DE SURFACE CE COMPOSE TOUJOURS: Remarque: Les traiteurs à façon font une distinction très nette entre un revêtement et un traitement de surface superficielle : D’un revêtement D’un traitement de surface superficielle D’un (ou plusieurs) traitement préparatoire (préparation de surface) ET/OU ET Les traitements de surface Les traitements de surface Qu’est ce qu’ Qu’est ce qu’un traitement préparatoire un traitement préparatoire ? ? Conditionnement d’une surface industrielle par une succession d’opérations appropriées afin de la rendre apte à recevoir (et à garder) un traitement ultérieur. SEQUENCE DE PREPARATION Les traitements de surface Les traitements de surface Qu’est ce qu’un Qu’est ce qu’un traitement de surface superficielle traitement de surface superficielle? ? Terme général désignant une modification structurelle superficielle des surfaces; la modification de structure n’étant pas, en général, homogène suivant l’épaisseur et étant caractérisée par: Un effet thermique ⇒Traitement thermique de surface Un effet mécanique La diffusion d’un métal ou d’un métalloïde ⇒Traitement thermochimique de diffusion La formation d’un nouveau composé ⇒Traitement de conversion Les traitements de surface Les traitements de surface Qu’est ce qu’ Qu’est ce qu’un revêtement un revêtement ? ? Terme général désignant toute couche métallique, organique ou minérale déposée sur une surface par un procédé de recouvrement, tel que la surface du matériau d’apport soit assez homogène et les modifications du matériau de base à l’interface négligeable pour que la qualité de la couche soit définie par son épaisseur. LE MATERIAU D’APPORT NE REAGIT PAS OU TRES PEU AVEC LE SUBSTRAT Épaisseur Interface Les traitements de surface Les traitements de surface Critères de choix: Critères de choix: Considérations économiques Prix du revêtement, du procédé,.. Durée de vie, entretien Propriété Mécanique Dureté, Ductilité, Fluage, Adhérence, Résistance à l’abrasion, À l’usure, au frottement,… Chimique Résistance à la corrosion naturelle ( atmosphérique ), aux HT°, industrielle Physique Porosité, Épaisseur, Conductibilité thermique, électrique, Rugosité…. Aspect brillance, couleur Nature Composition, défauts Alimentaire, allergène Conditions de service Nature du milieu Mode d’exposition Conditions climatiques Sollicitations mécaniques Matériau de la pièce Nature, Composition, structure antécédents métallurgiques Forme, dimensions,… Choix d’un traitement de surface Les traitements de surface Les traitements de surface 2 possibilités: 2 possibilités: Revêtements Traitements superficiels Métalliques Minéraux (Émaux) Organiques De conversion Thermochimiques de diffusion Par transformation structurale Provisoire Éléments métalliques Métalloïdes Voie mécanique Voie thermique Préparatoire Autres traitements Préparation de surface Les traitements de surface Les traitements de surface Répartition par fonction d’utilisation: Répartition par fonction d’utilisation: 8% 7% 61% 24% Revêtement Traitement de conversion Traitement par transformation structurale Traitement de diffusion LES REVETEMENTS LES REVETEMENTS Les revêtements Les revêtements Émaux (céramiques) Voie humide Voie sèche Dépôt électrolytique Matoplastie Dépôt chimique Immersion en métal fondu IMF Immersion à froid,… Placage Projection thermique Phase vapeur ( PVD, CVD ) Rechargement métallique,… Métalliques Organiques Les peintures et vernis Les bitumes ( revêtement épais, de l’ordre de qques mm ) Les revêtements polymériques Minérales Les différentes familles : Les différentes familles : Les revêtements métalliques Les revêtements métalliques Facteurs susceptibles d’influencer les performances d’un Facteurs susceptibles d’influencer les performances d’un revêtement : revêtement : Performances du revêtement Porosités inhérentes au procédés d’application L’uniformité de l’épaisseur Tensions Internes Préparation du métal de base Répartition ou défectuosité du dépôt Conditions d’élaboration Blessures accidentelles du revêtement en cours d’utilisation Perméabilité Les revêtements métalliques Les revêtements métalliques CAS DES REVETEMENTS ANODIQUES (Zn, Mg,..) Substrat = Acier = CATHODE Oxyde de zinc = cicatrisation Corrosion généralisée du revêtement par couplage galvanique Revêtement = ANODE Les revêtements métalliques Les revêtements métalliques CAS DES REVETEMENTS CATHODIQUES Substrat = Acier = ANODE Revêtement = Aluminium (oxyde) = cathode Corrosion par couplage galvanique Les revêtements métalliques Les revêtements métalliques LES REVETEMENTS OBTENUS LES REVETEMENTS OBTENUS PAR VOIE HUMIDE PAR VOIE HUMIDE Les revêtements métalliques par voie humide Les revêtements métalliques par voie humide LES REVETEMENTS LES REVETEMENTS ELECTROLYTIQUES ELECTROLYTIQUES Les revêtements électrolytiques Les revêtements électrolytiques Principe : Principe : Un générateur électrique fournit des électrons qui réduisent le métal d’apport (M) à la surface du substrat (S) Équation chimique: Mn+ + ne- MS + + + + − − − − e- Batterie M S e- Mn+ MS Électrode positive (anode) Pièce à revêtir (Cathode) Cathode Mn+ + ne- MS 2H+ + 2e- H2 Anode M Mn+ + ne- 2H2O O2 + 4H+ 4e- L’anode n’est pas forcément le métal à déposer, celui ci peut déjà se trouver sous sa forme ionique en solution Électrolyte Les revêtements électrolytiques Les revêtements électrolytiques Avantages des revêtements électrolytiques: Avantages des revêtements électrolytiques: Grande variété de dépôts: - Tous type de métaux (Zn, Cr, Ni, Cu, Sn, Ag, Au, ….) - Alliages (codépôts) - Composites (Ni+carbure de silicium) Grande variété de procédés: - Immersion - Hors cuve (au tampon) - Pulsé - En vrac ( au tonneau) Épaisseur variable Économie Disponibilité Les revêtements électrolytiques Les revêtements électrolytiques Inconvénients des revêtements électrolytiques: Inconvénients des revêtements électrolytiques: Traitement par voie humide: ⇒pollution Gammes de traitement élaborées: Fragilisation ⇒H2 (réaliser un traitement de dégazage) Répartition du dépôt ⇒fonction de la forme de la pièce Les faits : Rupture de brides en acier XC45 électrozinguées bichromatées Le responsable : H2 ayant entraîné la fragilisation de la pièce (absence de dégazage) Dureté relativement élevée: 440 à 490 HV (1420 à 1595 N/mm2) Les remèdes : Réaliser un traitement thermique de dégazage (déshydrogénation) Les revêtements électrolytiques Les revêtements électrolytiques Les revêtements électrolytiques Les revêtements électrolytiques A partir d’une résistance à la rupture de 1450 Mpa environ, les risques de fragilisation deviennent particulièrement importants et des précautions doivent être prises quelque soit le traitement électrolytique. 190-230 24 > 1800 190-230 18 > 1450 ≤1800 190-230 8 > 1100 ≤1450 Pas obligatoire ≤1100 Température (°C) Durée (heures) Résistance à la traction (Mpa) Selon norme NF A 91-102 (juin 1980): dépôts électrolytiques de zinc ou de cadmium sur acier Ce traitement thermique doit être appliqué au maximum dans les 4 heures qui suivent la réalisation du revêtement électrolytique et avant le traitement de chromatation. Exemple de traitement thermique de dégazage pour un zingage électrolytique : Exemple de revêtement électrolytique Exemple de revêtement électrolytique Le zingage Le zingage Domaine principale d’application: Domaine principale d’application: Protection contre la CORROSION de pièces en acier: tôle, feuillards, visserie… LE ZINGAGE LE ZINGAGE 5 « Non agressif » Intérieur sec 1 8 « Peu agressif » Extérieur sec Intérieur humide 2 12 « Agressif » Milieu urbain 3 25 « Très agressif » Corrosion chimique Milieu tropical, marin, industriel 4 Désignation du milieu Agressivité selon ISO 1458 Épaisseur déposée ( µm ) Conditions d’emploi Épaisseur déposée selon NF A 91 102: Épaisseur déposée selon NF A 91 102: LE ZINGAGE LE ZINGAGE Avantages et inconvénients: Avantages et inconvénients: Revêtement anticorrosion sacrificiel (anodique/acier) ⇒protection des bords de découpe Protection contre la corrosion peu onéreuse Bonne tenue en immersion dans l’eau de mer Bonne tenue aux substances organiques Inversion de la polarité (zinc-fer) en milieux aqueux au delà de 80°C ⇒attaque directe du substrat Pas de tenue en milieu acide ou basique Pas de tenue en présence d’embruns Tenue moyenne en atmosphère industrielle Répartition mauvaise de l’épaisseur Pas d’utilisation dans l’alimentaire (sels toxiques) Exemple de revêtement électrolytique Exemple de revêtement électrolytique Le chromage Le chromage Domaines d’application : Domaines d’application : Tous les domaines ou l’on cherche: Des propriétés d’antiadhérence Une dureté superficielle Une résistance à l’usure et à la corrosion Nature des uploads/Sante/ traitement-de-surface 1 .pdf