Polissage électrolytique de l'inox
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TRAITEMENT DE SURFACE ACIER INOXYDABLE L’acier inoxydable ou 'inox' est un alliage de fer, de chrome et de nickel. Les variétés les plus utilisées sont AISI 304, AISI 304L, AISI 316 et AISI 316L. Ces métaux alliés con- tiennent environ 70% de fer, 8 à 10% de nickel et 18 à 20% de chrome. Application • AISI 304 ou 304L convient pour les milieux peu corrosifs. • AISI 316 ou 316L: recommandé pour les milieux très pollués par des activités industrielles (fer, chlore, soufre), les piscines, les abords de voies ferrées ou de carrefours très fréquentés, dans un rayon de 20 km par rapport à la côte, … Propriétés Tandis que le nickel présent dans l’alliage permet à l’acier inoxydable de ne pas être magnétique, le chrome détermine les propriétés de résistance à la corrosion de l’acier inoxydable. Lorsqu’il entre en contact avec l’oxygène de l’air, le chrome forme spontanément un 'film' d’oxyde de chrome à la surface. Ce film protège l’acier qu’il recouvre contre la corrosion et les taches. L’acier inoxydable rouille Le fer ordinaire et l’acier rouillent facilement. Une fine couche brunâtre cassante se forme alors en relief à la surface du métal et s’en détache. L’acier inoxydable, en revanche, contient du chrome. Cet élément rouille aussi, mais plus lentement. Dans ce cas, la rouille se présente généralement sous la forme de petit creux et taches qui peuvent perforer le métal après un certain temps. La corrosion n’apparaît pas par magie La rouille apparaît plus vite aux endroits où le film d’oxyde de chrome est abîmé ou où d’autres formes de salissures sont présentes et nuisent à la formation spontanée de ce film. • Dégâts mécaniques: lors de son usinage, l’acier inoxydable perd une partie de sa capacité à résister à la corrosion. Le cintrage, le sciage, la découpe, le contact avec le fer, la soudure et d’autres traite- ments thermiques font disparaître la structure originale, de sorte que les structures en acier inoxydable ne sont plus capables de former spontanément de l’oxyde. • Salissures: la saleté qui s’accumule dans les fentes et les interstices, les gouttes de condensation, l’utilisation de matériaux très différents (boulons galvanisés sur de l’acier inoxydable par exemple), la salissure de la surface par de la poussière de fer par exemple (à proximité de voies de train, de tram et de métro) et l’agression chimique par des chlorures ou des acides, entre autres, peuvent attaquer la couche superficielle et favoriser l’apparition de corrosion ou de taches. POLISSAGE ELECTROLYTIQUE Si les propriétés anticorrosion de l’acier inoxydable ne sont pas optima- les, des taches de rouille finiront par apparaître et nuiront à l’esthétique, mais aussi à la résistance mécanique de l’acier inoxydable. Il est donc important d’utiliser de l’acier inoxy- dable ayant subi un traitement de surface. Le polissage électrolytique est une méthode très efficace afin de traiter la surface et de protéger l’acier inoxydable contre la corrosion et d’autres agressions. Cette méthode de protection crée en effet sur la surface un nouveau film d’oxyde de chrome, homogène, dense et bien adhérent. Le processus Le polissage électrolytique est un processus d’ennoblissement électro- chimique, au cours duquel les pièces à traiter passent dans divers bains chimiques. Il y a peu de temps encore, les principales étapes de ce procédé étaient le dégraissage, le décapage et l’électrolyse proprement dite. Aujourd’hui, le traitement après l’électrolyse prend de plus en plus d’importance. Entre chaque étape (entre le bain de décapage et le bain d’électrolyse, par exemple), la pièce est rincée soigneusement. TRAITEMENT PREPARATOIRE Dégraissage Il est important de bien éliminer l’huile et la graisse des pièces à traiter, car MMTbe0163F11_OKK.odt ACIER INOXYDABLE MOINS RUGUEUX, PLUS FACILE A NETTOYER, ANTIADHESIF, MEILLEURE CAPACITE DE GLISSEMENT, ... L’acier inoxydable est loin de résister à la corrosion, ce qui nuit non seulement à son esthétique, mais aussi à sa résistance mécanique. La solution? Un traitement approprié de la surface. Le polissage électrolytique est une méthode particulièrement efficace. Outre une résistance à la corrosion supérieure, cette technique électrochimique possède d’autres atouts: rugosité moindre, plus grande facilité de nettoyage, grande résistance aux particules qui adhèrent ou attachent à la cuisson, moins de bavures, … Par Valerie Verkain LE POLISSAGE ELECTROLYTIQUE OFFRE BIEN PLUS QUE LA RESISTANCE A LA CORROSION Les pièces à traiter sont accrochées à un support ou un râtelier conducteur d’électricité et immergées dans un bain chimique La rouille se développe plus vite aux endroits où le film d’oxyde de chrome est détérioré Le processus de polissage électrolytique: les ions métalliques (le fer) de la pièce à traiter se détachent et sont attirés par la cathode Cathode Cathode Cuve con- tenant des électrolytes Anode cadre & pcs
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L’acier inoxydable est loin de résister à la corrosion, ce qui nuit non seulement à son esthétique, mais aussi à sa résistance mécanique. La solution? Un traitement approprié de la surface. Le polissage électrolytique est une méthode particulièrement efficace.
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TRAITEMENT DE SURFACE
ACIER INOXYDABLE
Lacier inoxydable ou 'inox' est un alliage de fer, de chrome et de nickel. Les varits les plus utilises sont AISI 304, AISI 304L, AISI 316 et AISI 316L. Ces mtaux allis con-tiennent environ 70% de fer, 8 10% de nickel et 18 20% de chrome.
Application AISI 304 ou 304L convient pour les
milieux peu corrosifs. AISI 316 ou 316L: recommand
pour les milieux trs pollus par des activits industrielles (fer, chlore, soufre), les piscines, les abords de voies ferres ou de carrefours trs frquents, dans un rayon de 20 km par rapport la cte,
PropritsTandis que le nickel prsent dans lalliage permet lacier inoxydable de ne pas tre magntique, le chrome dtermine les proprits de rsistance la corrosion de lacier inoxydable. Lorsquil entre en contact avec loxygne de lair, le chrome forme spontanment un 'film' doxyde de
chrome la surface. Ce film protge lacier quil recouvre contre la corrosion et les taches.
Lacier inoxydable rouilleLe fer ordinaire et lacier rouillent facilement. Une fine couche bruntre cassante se forme alors en relief la surface du mtal et sen dtache. Lacier inoxydable, en revanche, contient du chrome. Cet lment rouille aussi, mais plus lentement. Dans ce cas, la rouille se prsente gnralement sous la forme de petit creux et taches qui peuvent perforer le mtal aprs un certain temps.
La corrosion napparat paspar magieLa rouille apparat plus vite aux endroits o le film doxyde de chrome est abm ou o dautres formes de salissures sont prsentes et nuisent la formation spontane de ce film. Dgts mcaniques: lors de son
usinage, lacier inoxydable perd une partie de sa capacit rsister la corrosion. Le cintrage, le sciage, la dcoupe, le contact avec le fer, la soudure et dautres traite-
ments thermiques font disparatre la structure originale, de sorte que les structures en acier inoxydable ne sont plus capables de former spontanment de loxyde.
Salissures: la salet qui saccumule dans les fentes et les interstices, les gouttes de condensation, lutilisation de matriaux trs diffrents (boulons galvaniss sur de lacier inoxydable par exemple), la salissure de la surface par de la poussire de fer par exemple ( proximit de voies de train, de tram et de mtro) et lagression chimique par des chlorures ou des acides, entre autres, peuvent attaquer la couche superficielle et favoriser lapparition de corrosion ou de taches.
POLISSAGE ELECTROLYTIQUESi les proprits anticorrosion de lacier inoxydable ne sont pas optima-les, des taches de rouille finiront par apparatre et nuiront lesthtique, mais aussi la rsistance mcanique de lacier inoxydable. Il est donc important dutiliser de lacier inoxy-dable ayant subi un traitement de
surface. Le polissage lectrolytique est une mthode trs efficace afin de traiter la surface et de protger lacier inoxydable contre la corrosion et dautres agressions. Cette mthode de protection cre en effet sur la surface un nouveau film doxyde de chrome, homogne, dense et bien adhrent.
Le processusLe polissage lectrolytique est un processus dennoblissement lectro-chimique, au cours duquel les pices traiter passent dans divers bains chimiques. Il y a peu de temps encore, les principales tapes de ce procd taient le dgraissage, le dcapage et llectrolyse proprement dite. Aujourdhui, le traitement aprs llectrolyse prend de plus en plus dimportance. Entre chaque tape (entre le bain de dcapage et le bain dlectrolyse, par exemple), la pice est rince soigneusement.
TRAITEMENT PREPARATOIREDgraissageIl est important de bien liminer lhuile et la graisse des pices traiter, car
MMTbe0163F11_OKK.odt
ACIER INOXYDABLE MOINS RUGUEUX, PLUS FACILE A NETTOYER, ANTIADHESIF, MEILLEURE CAPACITE DE GLISSEMENT, ...
Lacier inoxydable est loin de rsister la corrosion, ce qui nuit non seulement son esthtique, mais aussi sa rsistance mcanique. La solution? Un traitement appropri de la surface. Le polissage lectrolytique est une mthode particulirement efficace. Outre une rsistance la corrosion suprieure, cette technique lectrochimique possde dautres atouts: rugosit moindre, plus grande facilit de nettoyage, grande rsistance aux particules qui adhrent ou attachent la cuisson, moins de bavures,
Par Valerie Verkain
LE POLISSAGE ELECTROLYTIQUE OFFRE BIEN PLUS QUE LA RESISTANCE A LA CORROSION
Les pices traiter sont accroches un support ou un rtelier conducteur dlectricit et immerges dans un bain chimique
La rouille se dveloppe plus vite aux endroits o le film doxyde de chrome est dtrior Le processus de polissage lectrolytique: les ions mtalliques (le fer) de la pice traiter se dtachent et sont attirs par la cathode
CathodeCathode
Cuve con-tenant des
lectrolytes
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TRAITEMENT DE SURFACEces substances risquent de perturber les tapes suivantes ou dempcher que llectrolyse se droule correcte-ment. Une solution alcaline, une solution acide (acide phosphorique) ou un solvant suffit gnralement pour liminer lhuile, la graisse, la salet et les marques de doigts.
Dcapage (ou dsoxydation)La couche de surface doit tre prpare en vue de llectrolyse. Toutes les impurets (oxydes et carbures, par exemple) doivent tre limines. Sous laction des acides de dcapage, les impurets, les rsidus de soudure et les particules de fer incrustes se dtachent du matriau de base. En fait, lors du dcapage, une fine couche est limine la surface de lacier inoxydable. Comme le dcapage galise la surface, lacier inoxydable peut former un film doxyde de chrome uniforme.
ELECTROLYSELe polissage lectrolytique ncessite lemploi de produits chimiques et de courant lectrique. Les pices traiter sont accroches un support ou rte-lier conducteur dlectricit (compos dun alliage base de titane ou de cuivre, par exemple, qui conduit bien llectricit et rsiste aux acides dans lesquels il est plong). Ce support est reli au ple positif (anode) de la source de courant, tandis que le ple ngatif (cathode) est reli une pice en acier inoxydable ou en cuivre qui imite la forme de la pice traiter. Le ple positif et le ple ngatif sont immergs dans le bain chimique, ce qui cre un circuit lectrique ferm (avec une tension de 20 V en moyenne et des courants levs de 40 A/dm). Les substances chimiques prsentes dans le bain (en gnral, un mlange dacide phosphorique, dacide sulfurique et dacide nitrique) agissent comme conducteur. Les ions mtalliques (le fer) de la pice traite se dtachent alors et sont attirs par la cathode. La structure de la cathode est telle quelle imite la pice traiter et garantit ainsi que toutes les zones sont traites de manire optimale.
ParamtresLes paramtres tels que la dure dimmersion dans le bain, la tempra-
ture, la densit du courant et la ten-sion sont adapts selon lalliage, les spcifications et le rsultat souhait.
Rsultats Le rapport chrome/nickel
augmente, car le fer est limin de manire slective la surface. En effet, le fer se dissout plus rapidement que le chrome et le nickel. Comme le fer disparat, la surface devient relativement plus riche en chrome et en nickel.
Le traitement limine les bavures. Le sommet des rugosits se dissout car le courant est plus fort cet endroit. La surface devient ainsi plus lisse.
Lacier inoxydable est ennobli et dveloppe un film doxyde de chrome beaucoup plus pais (jusqu 10 fois plus) et plus dense.
TRAITEMENT POSTERIEURPassivationGrce la passivation chimique, le film doxyde de chrome se forme plus vite que lors de lexposition simple loxygne. Au cours de cette tape, la pice est traite pendant 15 minutes 1h au moyen dacide nitrique dilu.
Micro-ondulationCe traitement lectrochimique post-rieur llectrolyse cre une structure ondule la surface de linox. Les pices traiter sont suspendues de manire anodique dans les bains. Seule de la matire est limine. Comme lors du polissage lectroly-tique, le sommet des rugosits est arrondi, mais la rugosit la base est un peu plus marque. Cette rugosit permet en effet dobtenir dexcellentes proprits de glissement. La micro-ondulation est surtout employe pour les pices destines des machines demballage, goulottes vibrantes, trmies et glissires. Le non-fingerprint est une variante de la micro-ondulation. Il sagit galement dun traitement lectrochimique, mais, cette fois, destin protger les pices en inox contre les marques de doigts visibles. Cette application est surtout employe pour les cuisines, les garde-corps, les meubles, etc.
Elimination des taches noires par lectrolyseDe nombreuses denres alimentaires,
lgumes et produits pharmaceutiques prsentent une dcoloration noirtre due au frottement sur lacier inoxydable. Dans ce cas aussi, les pices sont immerges dans un bain chimique o circule un courant. Les impurets qui provoquent la dcoloration sont dissoutes et disparaissent donc de la surface.
AVANTAGES ET INCONVENIENTSAvantagesBien que la grande amlioration de la rsistance la corrosion soit un des avantages les plus connus de linox poli par lectrolyse, ses autres atouts ne sont pas ngliger: grande rsistance aux particules qui
adhrent ou attachent la cuisson; plus grande facilit de nettoyage; extrme propret bactriologique et
hyginique de la surface; proprits plus neutres en ce qui
concerne lodeur et la saveur; moins de particules mtalliques qui
se dtachent; moins de rsistance au glissement
grce la surface plus rduite; surface trs ferme permettant un
vide plus rapide et plus stable; les temps de pompage des
applications sous vide pouss diminuent dun facteur 10 environ;
prvient le rouging, une forme doxydation qui survient en prsence deau ou de vapeur trs pure;
absorbe jusqu dix fois moins la radioactivit;
aprs le polissage lectronique, de lacier inoxydable AISI 304 peut souvent tre utilis lintrieur du pays, la place dacier AISI 316 beaucoup plus coteux.
Inconvnients Pour les formes complexes, des
cathodes trs complexes et donc trs chres sont ncessaires. La construction de la cathode et son installation reprsentent une grande partie du cot du traitement.
Le polissage lectrolytique peut tre appliqu facilement sur linox duplex et linox austnitique. Lapplication sur les varits ferritique et martensi-tique, moins coteuses, est beau-coup plus difficile. Seuls quelques alliages de ces aciers peuvent subir un traitement lectrolytique.
ApplicationSeul linox peut tre trait par polis-sage lectrolytique. Llectrolyse peut tre applique sur lacier, laluminium ou le titane, mais ce nest presque jamais le cas car la demande est inexistante. En effet, les produits chimiques ncessaires lors de ce traitement sont gnralement nuisibles pour lenvironnement. Toutes les formes et tailles dacier inoxydable, utilis lintrieur ou lextrieur, peu-vent tre traites, depuis les poignes et garde-corps jusquaux cuves de racteurs et avions Airbus. Mme lAtomium a subi un polissage lectrolytique. Les pices polies par lectrolyse sont donc utilises dans pratiquement tous les secteurs: phar-maceutique, chimique et agroalimen-taire, mais aussi aronautique, auto-mobile et mobilier, entre autres.
POLISSAGE ELECTROLYTIQUE VERSUS Polissage mcanique: le ponage mcanique suivi du polissage
permet dobtenir une surface particulirement lisse et presque parfaitement rflchissante. Le problme est que ltalement du mtal la surface provoque lapparition dinclusions juste sous cette dernire. De petites dformations apparaissent alors: minuscules rayures, adhrence de poussires de mtal ou incrustation de particules abrasives.
Placage lectrolytique: contrairement au polissage lectrolytique, le placage lectrolytique est cathodique. Des ions mtalliques sont appliqus sur la pice (dorure dune pice, par exemple). Toutefois, cette couche supplmentaire namliore pas la rsistance la corrosion de lacier inoxydable. Au contraire, ces couches mtalliques prsentent presque tou-jours des microfissures invisibles qui provoquent une usure et un effritement. Lorsque le matriau de base est mis nu, le risque de corrosion augmente.
Chromage: lors du chromage, une couche de chrome est dpose sur un autre matriau (acier, cuivre, ) au moyen dun procd chimique ou thermique. Cette couche risque de scailler.
Surface aprs le polissage mcanique Surface aprs le polissage lectrolytique
Les applications de lacier inoxydable sont nombreuses (ici revtement de faade et logo) Socle soud, avant et aprs le polissage
