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Les dépôts par voie humide

Notions de base

Les procédés de dépôt et de conversion par voie humide sont tous les procédés nécessitant le trempage de la pièce à traiter dans un bain contenant le matériau à déposer. Ils peuvent requérir le passage d'un courant électrique pour entraîner une réaction d'oxydoréduction : ce sont les traitements électrolytiques, ou sont le fruit de réactions chimiques: ce sont les traitements chimiques.

Les applications de ces méthodes sont très diversifiées et certains procédés peuvent être superposés pour certaines applications. Par exemple, les traitements chimiques peuvent êtres utilisés en sous couche de métallisation sur des matières plastiques.

Les procédés nécessitent le trempage dans différents bains avec des temps d'exposition précis. Sont donc mises en place des chaînes en général automatisées qui permettent de préparer et traiter les surfaces lors d'une même suite de manipulation. On note également l'importance des bains de rinçage: à chaque bain suit un ou plusieurs bains de rinçage qui arrête la réaction et évite le transfert de matière d'une étape à la suivante.

Lors du dépôt d'un métal sur un autre métal, il y a deux types de revêtements: les revêtements nobles et les revêtements sacrifiels. Les premiers utilisent leur capacité à s'oxyder beaucoup moins vite que le substrat pour le protéger. Le dépôt doit donc être de très bonne qualité et empêcher tout accès de l'environnement corrosif au substrat. De plus ce type de revêtement implique que la couche protectrice ne soit pas endommagée.

Pour prévenir le passage de l'électrolyte vers le substrat et la très forte corrosion qui en résulterait, les porosités du substrat doivent être éliminées en augmentant l'épaisseur du revêtement ou en remplissant les pores avec des laques organiques. Par exemple le fer est protégé par du chrome, du nickel, du cuivre ou du plomb. Les revêtements sacrifiels se dissolvent dans le milieu corrosif à la place du substrat. L'épaisseur du dépôt doit donc être suffisante pour éviter sa disparition complète.

Contrairement au revêtement noble, le revêtement sacrificiel tolère des manques de revêtement. Le fer est par exemple protégé de cette façon par le zinc et le cadmium. On peut aussi déposer un composé inorganique et non métallique pour protéger la pièce, comme dans le cas de la phosphatation.

La préparation des surfaces : une étape incoutournable

Avant tout traitement de surface, une étape est indispensable pour s'assurer de la tenue du revêtement : la préparation de surface.

Les procédés de fabrication et de transformation laissent des résidus à la surface des pièces à traiter, notamment des graisses et des huiles d'usinage. De plus des traitements thermiques peuvent créer des couches d'oxydes. Le transport et le stockage sont par ailleurs susceptibles de contaminer la surface.

Par conséquent, tout traitement de surface nécessite une préparation de surface au préalable. Le nettoyage de la surface permet la tenue et la qualité du traitement appliqué en favorisant l'adhérence du revêtement, en limitant la corrosion aux interfaces et en donnant un aspect particulier (rugueux, brillant, etc.)

Il existe différentes préparations: les préparations mécaniques telles que le sablage, le grenaillage, la tribofinition ou le polissage pour éliminer oxydes, rayures, bavures ou encore revêtements et les préparations chimiques telles que le dégraissage, le décapage, le brillantage, etc. pour éliminer graisses, oxydation superficielle, tâches ou revêtements.

Les traitements par voie humide nécessitent donc le passage du substrat dans une suite de bains ce qui signifie la mise en place d'une chaîne automatisée électrolytique ou chimique selon le type de revêtement souhaité.

Par exemple pour l’étamage, 10 étapes peuvent se succéder :

1 – dégraissage au solvant ;
2 – dégraissage alcalin léger ;
3 – rinçage courant ;
4 – décapage chimique acide ;
5 – rinçage courant ;
6 – rinçage chaud ;
7 – étamage ;
8 – rinçage courant ;
9 – rinçage chaud ;
10 – séchage.


Les interdictions concernant certains solvants comme le tétrachlorure de carbone, le trichloroéthane et le bromométhane ainsi que la prise de conscience des risques cancérogènes concernant ces produits conduisent à des évolutions technologiques allant vers le remplacement des solvants classiques par des solvants alcalins pour le dégraissage.

Si les dépôts par voie humide présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment en termes de pollution et d'hygiène et sécurité, ils n'en restent pas moins incontournables pour la réalisation de certaines pièces, en particulier lorsque celles-ci présentent des géométries complexes.

Pour plus d'informations :

Les procédés électrolytiques
Les procédés chimiques
Quelques notions environnementales

Pour conclure, si les dépôts par voie humide présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment en termes de pollution et d'hygiène et sécurité, ils n'en restent pas moins incontournables pour la réalisation de certaines pièces, en particulier lorsque celles-ci présentent des géométries complexes.