Alternatives anodisation Cr

 

L'anodisation est un procédé électrochimique qui convertit la surface du métal en oxyde de ce même métal en général on anodise l'aluminium mais les métaux non ferreux, tels que le magnésium et le titane, peuvent également être anodisé.

L’objectif de l'anodisation est de former une couche d'oxyde d'aluminium entourant la pièce pour protéger le substrat, l’aluminium,  contre la corrosion, la fatigue, et dans certains cas, pour obtenir une meilleure finition décorative. Cette couche d'oxyde mince provient du substrat d’aluminium et est entièrement composé d'oxyde d'aluminium.  La couche anodique n'est pas appliquée à la surface comme pour la peinture ou le placage. Cette couche est une structure très ordonnée et poreuse, et permet un processus secondaire tels que les colorants et les colmatages d'étanchéité.

L'anodisation est réalisée par immersion de l'aluminium dans un bain d'électrolytes à l'acide et en passant un courant électrique à travers la pièce et la solution. Il n'y a donc pas d'anodisation sans marque de contact et marque de montage sur les supports.  Avant l’anodisation, une série de  prétraitements et nécessaire pour nettoyer et retirer huile et les impuretés, ainsi qu’un décapage (Etching) et une désoxydation pour enlever la surface oxydée naturellement de vos pièces .

 

L'anodisation

L'anodisation ou oxydation anodique est un traitement consistant à faire croître une couche d'oxyde par l'application d'un champ

électrique. Le métal à anodiser est placé à l'anode d'une cellule d’électrolyse en milieu aqueux.

L'anodisation résulte de la combinaison entre l’aluminium dissous et l’oxygène naissant, selon la réaction:

Réactions chimique aux électrodes :

Réaction à la cathode (réduction): 6H3O+ + 6 e-     3H2 + H20

Réaction à l'anode (oxydation) : 2Al   2Al3+ + 6 e

Réaction à la surface de l'aluminium : 2Al3+  + 9 H20  Al2O3 + 3 H3O+

                                                            2Al + 3H20  Al203 + 3H2 

En particulier, selon l’action dissolvante du milieu, on obtiendra des couches anodiques à caractère barrière ou à caractère poreux.

Si l’on procède, à tension donnée, à une anodisation dans un milieu qui n’a pas d’action dissolvante sur le métal, ni sur son oxyde (solutions à base d’acide borique, d’acide tartrique, d’acide citrique, de tartrate d’ammonium, de carbonate de sodium, de phosphate de sodium...), on constate une chute rapide de l’intensité du courant. D’un point de vue pratique, ce type d’opération n’est possible que si le pH de la solution est compris entre 3,5 et 8,5.

Sous l’action du courant, les espèces Al3+, O2– et OH– sont transportées à travers la couche, la croissance du film se réalisant à l’interface métal/oxyde, voire, en fonction du milieu utilisé, à l’interface oxyde/solution, avec incorporation dans la couche des anions issus de l’électrolyte. Le caractère barrière de la couche formée tient au fait que celle-ci s’oppose rapidement au passage des électrons sous sa tension d’élaboration, au-delà de laquelle on provoque le claquage de l’oxyde. Il convient de souligner que cette propriété barrière n’est valable que si l’alliage d’aluminium utilisé est de pureté élevée. Dans le cas contraire, le courant résiduel est non nul en raison des impuretés du métal qui provoquent des défauts dans l’oxyde. La couche formée est compacte, exempte de porosités et relativement mince. En effet, il a été démontré que son épaisseur finale e (en nm) est fonction de la tension d’anodisation U (en V) :                                 e (nm) = 1,25 à 1,4 U.

 

Dans le cas où l'électrolyte choisi possède une action dissolvante sur le métal ou sur son oxyde (milieu acide ou alcalin), le processus d'évolution de la couche anodique relève d'une compétition entre deux phénomènes:

- l'élaboration de l'oxyde sous l'action du champ électrique;

- la dissolution chimique de la couche.

On peut schématiser le procédé comme suit: dès la mise sous tension, une couche barrière se forme à la surface; cette couche possède des propriétés similaires à la couche décrite plus haut et sa formation se traduit par un pic initial de courant. Au moment où l'intensité décroît, la dissolution chimique de l'oxyde commence en de nombreux points. Pendant que l'oxyde croît sous l'action du champ électrique des micro-porosités et irrégularités se forment dans l'alumine dont certaines vont évoluer vers la structure poreuse finale. La croissance poreuse prend par la suite un caractère permanent (sous tension constante) et aboutit à une structure hexagonale. 

 

Pourquoi l'anodisation de l'aluminium?

L'anodisation de l'aluminium et ses alliages permet de lui conférer ou améliorer les propriétés suivantes:

·       Résistance à la corrosion

·       Résistance à l’abrasion

·       Grande capacité d’absorption : coloration

·       Base d’accroche pour les peintures ou le collage

·       Isolation électrique ou thermique

 

 Le tableau ci-dessous résume les différents types d'anodisation poreuse en fonction de la composition de l'électrolyte et le type de couche obtenue.

Bain électrolytique

Couche obtenue

Remarques

Chromique

Poreuse de quelques microns d’épaisseur

Excellente base d’accrochage pour adhésifs structuraux et peintures

Sulfo-tartrique (Airbus)

Poreuse de quelques microns d’épaisseur

Prévue en remplacement de l’anodisation chromique avant peinture

Sulfo-borique (Boeing)

Couche poreuse et mince (1 à 3 µm)

Remplace l’anodisation chromique avant peinture

Sulfurique

Couche épaisse
(8 à 10 µm)

Très résistante à la corrosion + forte réduction des propriétés en fatigue

Sulfurique en film mince

Couche mince
(1 à 3 µm)

Résistante à la corrosion + bonne adhérence peinture + fatigue Ok

Sulfo-phosphorique (Airbus)

Couche très mince
(< 1µm)

Base d’accrochage pour le collage structural

Phosphorique
(procédé Boeing)

Couche très mince
(< 1µm)

Base d’accrochage pour le collage structural

 
 
 Le Label QUALANOD

Le label QUALANOD concerne les produits en aluminium anodisés. L’anodisation est le traitement de surface spécifique de l’aluminium qui consiste à créer par électrolyse une couche uniforme très résistante d’oxyde d’aluminium. Cette couche peut être incolore ou colorée.
L’épaisseur de la couche varie selon plusieurs classes d’anodisation, en fonction de l’exposition finale du produit. Une couche de 15 microns d’épaisseur est généralement appliquée en extérieur. L’atmosphère corrosive du bord de mer exige 20 microns. Par contre en intérieur protégé, une couche de 5 microns suffit.

Le processus rigoureux d’anodisation s’effectue généralement au trempé dans des bains chimiques et dans des bains électrolytiques. Ce processus comporte plusieurs étapes : préparation de surface, création de la couche poreuse d’alumine anhydre, coloration éventuelle de cette couche et colmatage final de celle-ci.

Le référentiel du label décrit les prescriptions techniques, les contrôles à effectuer et leur fréquence. Les principales caractéristiques contrôlées sont :

  • L’épaisseur de la couche anodique,
  • La qualité du colmatage,
  • La qualité de la résistance à l’abrasion,
  • La solidité de la couche,
  • La résistance au brouillard salin.

Pour en savoir plus :

http://www.aluminium.fr/industrie/associations/adal/les-labels/label-qualanod

http://www.aluminium.fr/wp-content/uploads/2013/10/vademecum_anodisation.pdf

 






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