Pour protéger et valoriser les pièces, le choix de la finition est crucial. En plus de l’aspect esthétique final, la finition va également avoir un rôle sur la durée de vie des pièces.
Sommaire de cette page
Le microbillage
Le microbillage est un procédé de traitement de surface par impact. Il consiste à projeter des microbilles (généralement en verre) sur une surface, dans le but de la décaper sans l’abîmer. La surface obtenue est satinée brillante.
On utilise le microbillage pour le nettoyage, le décapage de pièces mécaniques de toutes matières, ou pour réaliser une finition esthétique sur l’inox ou les métaux non ferreux comme l’aluminium.
Le traitement de petites et moyennes pièces peut se faire en cabine à manche, cette solution permet de travailler confortablement en confinant dans la machine l’abrasif et les poussières générées. La cabine peut être équipée d’une installation de recyclage et de nettoyage de l’abrasif en continu.
Résultat final :
– Légèrement granuleux au toucher
– Aspect uniforme, mat ou satiné
Anodisation
L’anodisation est un traitement de surface (de type conversion) qui permet de protéger ou de décorer une pièce en aluminium (ou alliage) ou titane (ou alliage) par oxydation anodique (couche électriquement isolante de 5 à 50 micromètres) qui consiste à créer par électrolyse une couche uniforme très résistante d’oxyde d’aluminium. Cette couche peut être incolore ou colorée. Elle octroie aux matériaux une meilleure résistance à l’usure, à la corrosion et à la chaleur. L’épaisseur varie en fonction de la destination du produit final.
L’opération consiste en une succession de bains chimiques et électrolytiques suivis de rinçage : un premier pour préparer la surface, un second pour produire l’oxyde, un troisième pour la couleur éventuelle et enfin le dernier pour stabiliser.
Revêtement en poudre
Le procédé de revêtement par poudre s’est imposé depuis sa création à la fin des années 1940 et consiste à pulvériser la poudre sur un article à l’aide d’un pistolet électrostatique, ce qui charge la poudre et l’attire sur l’article en une fine couche. Lorsque l’objet est chauffé au-delà du point de fusion de la poudre avant l’application, la poudre fond et adhère à la surface sous la forme d’une fine couche semblable à de la peinture.
Lors du durcissement au four, la chaleur liquéfie d’abord les particules de poudre. Puis visqueux et enfin durci jusqu’à l’obtention d’un beau revêtement durable. La finition est généralement plus dure et uniforme comparée à la peinture conventionnelle.
Tribofinition
Le polissage mécanochimique, tonnelage, tribofinition ou encore trovalisation est un procédé qui permet de modifier l’état de surface et les arêtes de pièces en les immergeant dans un mélange abrasif mis en mouvement vibratoire, oscillatoire, ou rotatif dans une cuve ouverte ou fermée.
Le résultat obtenu (ex. : nettoyage, décapage, ébavurage, rayonnage, polissage, effet mat) est dû aux frottements entre les pièces et le mélange abrasif, et dépend du type d’équipement utilisé, de la composition du mélange abrasif, des paramètres de vitesse et de la durée de l’opération.
La tribofinition est utilisée pour :
- Ébavurage : élimine les particules et les rognures (appelées bavures) qui apparaissent lorsque le métal est usiné ou travaillé
- Polissage : permet d’obtenir une finition de surface lisse, brillante, réfléchissante
- Lissage : améliore la finition de surface et uniformise tout défaut ou arête vive
- Superfinition : permet d’obtenir une surface lisse de grande qualité
- Nettoyage : élimine les impuretés, les résidus, la graisse ou les saletés des composants
- Finition pré-placage : permet d’obtenir une finition de surface plane et lisse avant de réaliser le placage et revêtement ultérieur ;
- Brunissage à la bille : traitement à haute intensité généralement effectué avec des billes en acier inoxydable afin d’obtenir une finition brillante
- Procédé au tonneau ou tonnelage : processus d’origine pour ébavurer ou polir des composants en utilisant un tambour rotatif au lieu d’une cuve vibrante
Electro-polissage
L’électro-polissage (ou électropolissage) est un procédé de traitement de surface électrochimique par lequel le métal de la couche superficielle est enlevé par dissolution anodique. Les surfaces traitées présentent de très faibles rugosités, une résistance accrue à la corrosion. Elles sont plus douces et plus reluisantes (surtout dans le cas de l’inox) ; d’où un entretien plus aisé.
La pièce à traiter est plongée dans un bain d’électrolyte acide fortement concentré, composé de deux électrodes où on applique un courant électrique. La pièce est reliée au pôle positif (anode). Le processus d’électrochimie produit une dissolution anodique de la couche superficielle, plus ou moins importante en faisant varier l’intensité du courant (continu) à travers la surface.
Passivation
En chimie ou en ingénierie, le terme passivation fait référence au processus qu’un matériau subit pour devenir moins sensible à la corrosion environnementale. Ce processus implique généralement la formation d’une couche protectrice externe. Cela peut impliquer l’application d’un microrevêtement sur la surface du matériau qui entraîne une réaction chimique avec le métal de base, ou l’oxydation spontanée qui se produit au contact de l’air.
Il est important de noter que le processus de passivation n’est pas le même pour l’aluminium et l’acier inoxydable, distinguons donc les deux métaux.
Passivation de l’acier
Bien que chaque acier inoxydable ait une certaine résistance naturelle à la corrosion, cela ne signifie pas que chaque alliage est complètement imperméable à la rouille. Par exemple, il n’est pas rare que de petites taches de rouille apparaissent sur la surface de l’acier inoxydable, car des morceaux de corps étrangers se sont incrustés dans la surface et ont permis aux molécules d’eau d’oxyder le fer contenu.
Avant la passivation, le matériau doit être soigneusement nettoyé pour garantir qu’aucun contaminant n’est présent. Le métal passe ensuite dans un bain de passivation acide répondant aux exigences de température et de produits chimiques de la nuance, puis rincé et séché. Ce processus élimine le fer exogène et crée une couche d’oxyde passive qui inhibera la rouille supplémentaire.
Passivation de l’aluminium
L’aluminium pur subit déjà un processus naturel d’oxydation au cours duquel une fine couche superficielle d’oxyde d’aluminium se forme au contact de l’oxygène. Cette transformation conduit à une barrière protectrice qui aide à prévenir une corrosion supplémentaire. Malheureusement, tous les alliages d’aluminium ne parviennent pas à former correctement cette couche d’oxyde, ce qui signifie qu’une protection supplémentaire peut être nécessaire.
Nickelage chimique
Le nickelage chimique est un procédé de revêtement de surface des métaux qui consiste à déposer une fine couche de nickel sur une surface métallique. C’est un alliage nickel phosphore (9 à 12 wt%) qui est appliqué selon un processus chimique par immersion dans un milieu aquatique. Il apporte de nouvelles propriétés aux surfaces traitées et est, entre autres, utilisé pour améliorer la résistance à la corrosion et l’usure de pièces métalliques.
Le revêtement obtenu par nickelage chimique possède diverses qualités (dureté, résistances à l’usure, au frottement, à l’abrasion, à la corrosion…), supérieures à celles des dépôts électrolytiques classiques, la principale étant la répartition quasi parfaite (absence de lignes de courant) du dépôt.
Conversion chimique
Le « revêtement de conversion » est le processus par lequel un revêtement de composé insoluble est produit sur la surface du métal en faisant réagir les atomes externes du métal avec l’anion du milieu sélectionné. Il s’agit d’un procédé de traitement de formation de revêtement chimique, et le revêtement de recouvrement produit par traitement chimique est généralement appelé « revêtement de conversion » ou « revêtement de conversion chimique ».
En tant que revêtement de surface anti-corrosion et résistant à l’usure, le revêtement de conversion chimique peut être largement utilisé dans les machines, l’électronique, l’aviation et d’autres secteurs industriels. De plus, le revêtement de conversion chimique joue également un rôle décoratif à travers sa couleur et est souvent utilisé dans les matériaux de construction et la décoration des nécessités quotidiennes.
Revêtement de zinc / Galvanisation
Le zingage consiste en l’électrodéposition d’un mince revêtement de zinc métallique sur la surface d’un autre objet métallique, connu sous le nom de substrat. Le revêtement de zinc crée une barrière physique qui empêche la rouille d’atteindre la surface métallique sous-jacente.
Au cours de la galvanisation, il n’y a pas de déformation de la pièce à usiner car le bain n’atteint que 30 à 70 °C. L’épaisseur du matériau à appliquer se situe entre 5 et 40 micromètres (µm). Il s’agit d’un matériau assez fin et il n’est généralement pas nécessaire de procéder à un post-traitement pour éliminer les bavures qui ont pu se former pendant le processus de zingage.
Placage or
Le placage à l’or est un procédé de recouvrement d’une matière (bronze, étain-plomb, cuivre, plastique…) par une fine couche d’or. Il est beaucoup utilisé en bijouterie, en horlogerie et en informatique (où il améliore les contacts électriques).
Le placage à l’or est une technique assez ancienne qui utilisait jadis le placage de feuilles d’or. Particulièrement utilisée dans la décoration et l’orfèvrerie, elle est aujourd’hui assurée par électrochimie. On constitue un dépôt d’or sur une surface d’un métal commun (laiton, cuivre…) par galvanoplastie (bain électrolytique)
Recuit
Le recuit d’une pièce métallique ou d’un matériau est un procédé correspondant à un cycle de chauffage. Celui-ci consiste en une étape de montée graduelle en température suivie d’un refroidissement contrôlé. Cette procédure, courante en sciences des matériaux, permet de modifier les caractéristiques physiques du métal ou du matériau étudié. Cette action est particulièrement employée pour faciliter la relaxation des contraintes pouvant s’accumuler au cœur de la matière, sous l’effet de contraintes mécaniques ou thermiques, intervenant dans les étapes de synthèse et de mise en forme des matériaux. À l’occasion d’un recuit, les grains (mono-cristaux) de matière se reforment et retrouvent en quelque sorte, leur «état d’équilibre».
Trempe superficielle
La trempe superficielle est un procédé de traitement thermique superficiel qui n’affecte que la surface de la pièce pour lui apporter une grande dureté tout en conservant un bon allongement et une grande résilience au cœur.
Certaines pièces (engrenages, arbres de transmission, outils, etc.) doivent présenter une dureté superficielle importante et une grande résilience à cœur. Elles sont en général en acier spécial, à forte teneur de carbone, préalablement trempées et ayant subi un revenu à haute température.
Différentes techniques (Trempe à la flamme, trempe par induction, trempe par contact) permettent l’application du principe consistant à chauffer localement et rapidement pour éviter la diffusion thermique au centre de la pièce, la surface d’une pièce en acier jusqu’à la température d’austénitisation et la refroidir rapidement, le plus souvent, par jet d’eau.
Trempe à cœur
La trempe à cœur diffère de la trempe superficielle là où l’alliage entier, et pas seulement sa surface, est fait pour avoir une trempabilité relativement similaire. Ceci peut être obtenu en introduisant du carbone dans la matrice de l’alliage et en le trempant à plusieurs reprises dans de la saumure ou dans de l’eau. La trempe à l’huile peut également être utilisée.
L’objectif de la trempe à cœur est une microstructure uniforme contenant du carbone dissous dans toute la pièce. Le terme “trempe à cœur” inclut la quantité ainsi que la répartition de l’augmentation de la dureté sur l’ensemble de la pièce (jusqu’au noyau).
Revenu
Le revenu est un processus de traitement thermique à basse température, afin de parvenir au rapport dureté / solidité souhaité. La dureté maximale d’une nuance d’acier, qui est obtenue par durcissement, permet d’obtenir un matériau dont la solidité est limitée. Le revenu réduit la dureté dans le matériau et augmente la solidité. Grâce au revenu, vous pouvez adapter les propriétés des matériaux (rapport dureté / solidité) à une application spécifiée.
La température de revenu peut varier, en fonction des exigences et de la nuance de l’acier, de 160 °C à 500 °C ou plus. Le revenu est normalement effectué dans des fours de revenu qui peuvent contenir du gaz protecteur (option). Le gaz protecteur permet d’éviter que la surface ne s’oxyde pendant le processus et est principalement utilisé pour des températures de revenu élevées. Pour certains types d’acier, la durée de maintien à la température de revenu est d’une grande importance, une durée de maintien prolongée correspondant à une température de revenu plus élevée. En fonction de la nuance d’acier, un phénomène connu sous le nom de fragilisation de revenu peut se produire dans certains intervalles de température. Le revenu doit normalement être évité dans cet intervalle de température. Ces intervalles sont indiqués dans les catalogues des fournisseurs d’acier, ainsi que la température de recuit la mieux adaptée en fonction des exigences de dureté.
