"Le traitement chimique d'anodisation est principalement appliqué aux métaux non ferreux et leur confère un attrait esthétique, une durabilité et une résistance à la corrosion."
Anodisation est un processus électrochimique qui joue un rôle important dans l’augmentation de la durabilité d’un matériau face à l’usure et à la corrosion. Il rehausse la beauté en modifiant la finition de surface des métaux non ferreux tels que le cuivre, le titane, le manganèse, le magnésium, le zinc et l'acier inoxydable. Ce processus consiste à immerger le métal dans un bain d'acide et à le faire jouer le rôle d'anode tandis qu'un courant électrique le traverse pour provoquer la formation d'une fine couche d'oxyde métallique.
L'anodisation est classée en trois types principaux : Il existe trois types d'anodisation : le type I, qui utilise de l'acide chromique ; Type II, qui utilise de l'acide sulfurique ; et le type III, qui est un revêtement dur. Ces variations sont dues au type d'acide utilisé et à l'épaisseur du film produit.
Dans cet article, nous discuterons des types d'anodisation, du processus, des distinctions de anodisé ou revêtement en poudre, et discutez des avantages et des inconvénients des matériaux anodisés.
Mécanisme de travail d'anodisation
Processus d'anodisation chimique
L'anodisation est une procédure qui utilise des solutions chimiques et des courants électriques pour modifier la couche externe des pièces en aluminium. Tout d’abord, les pièces en aluminium sont placées dans une solution d’acide sulfurique. Ce bain dissout la surface et extrait les ions positifs du matériau à travers les nouveaux pores créés. En même temps, des charges électriques sont imprimées sur le métal alors qu'il est encore dans le bain.
De plus, des électrolytes sont ajoutés au bain acide et des ions négatifs réagissent avec le métal en s'y fixant. Ces molécules de dioxyde chargées négativement s’engagent ensuite dans d’autres couches d’aluminium qui n’ont pas été affectées par la réaction et déclenchent ainsi la formation d’oxyde d’aluminium. La corrosion acide contribue également à la formation d’une couche oxydée épaisse et bien contrôlée.
La couche d'oxyde formée est très stable et ne peut pas être enlevée, sa couleur va du gris au noir selon l'épaisseur de la couche. Il reste cependant très poreux, ce qui est une bonne chose.
Le processus suivant qui suit la formation d'une couche protectrice consiste à sceller la couche qui vient d'être formée. Cela se fait en lavant les pièces en aluminium avec de l'eau tiède, car cela fait rétrécir les pores à mesure qu'ils absorbent les ions d'hydratation. Cette contraction donne une couche superficielle dense, lisse et finie. Cependant, des colorants peuvent être ajoutés à l’eau à ce stade pour colorer la couche de céramique ; les pores de la couche absorbent le colorant et l'eau avant que la couche ne durcisse.
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Comment anodiser l'aluminium?
Pièces en aluminium anodisé
Pour anodiser l'aluminium, suivez ces étapes :
- Préparation : Tout d’abord, il est nécessaire de laver le composant ou la feuille d’aluminium avec de l’eau pour éliminer toute saleté de sa surface. La finition du manteau peut être soit brillante, soit satinée, selon l'aspect souhaité. La finition satinée est réalisée par légère gravure et donne une surface mate uniforme. Lors de l'anodisation par immersion brillante, une solution d'acide phosphorique et nitrique est utilisée pour donner une finition brillante. Les finitions brillantes ou satinées des extrusions d'aluminium offrent une surface lisse qui ne présente aucune rugosité pour l'anodisation. De plus, l'aluminium peut être préparé en le plongeant dans une solution dégraissante et en le lavant à l'eau chaude.
- Anodisation: Selon la méthode d'anodisation, utiliser des bains d'acide chromique ou d'acide sulfurique. Plongez l’aluminium dans une solution électrolytique acide tout en y faisant passer un courant électrique pour créer la couche d’oxyde anodique. Une fois le processus terminé, retirez l'article du bain, essuyez-le et laissez-le sécher.
- Coloration: Un autre processus qui peut être effectué après l'anodisation consiste à teindre les pièces en aluminium de différentes couleurs. La coloration électrolytique est réalisée en plongeant l'aluminium anodisé dans un bain de sels métalliques inorganiques et en appliquant un courant électrique pour oxyder la couche d'oxyde d'aluminium au niveau des pores microscopiques. La couleur finale obtenue est fonction de la composition chimique de la solution et du temps d'immersion. Le plus courant couleurs anodisées sont l'or, le noir, le transparent, le marron, le bronze et le nickel. Certaines des installations sophistiquées disposent de services de correspondance des couleurs et de services d’anodisation des couleurs personnalisés.
- Scellage: Pendant le processus, assurez-vous que le métal est scellé pour éviter la corrosion et l'eau pénétrant dans le métal. Des techniques de scellage à froid et à chaud peuvent être utilisées pour sceller aluminium anodisé noir extrusions, ou les deux techniques peuvent être utilisées. Le scellement aide à empêcher la surface d’être rayée ou tachée.
Lire la suite: Acier anodisé : procédé, avantages et applications
Types d'anodisation
Les méthodes d'anodisation comprennent l'anodisation à l'acide chromique (type I), l'anodisation à l'acide sulfurique (type II) et l'anodisation dure ou revêtement dur (type III). D'autres procédés moins fréquents sont l'anodisation à l'acide phosphorique et anodisation du titane. Discutons de chaque type en détail ;
- Anodisation à l'acide chromique (type I)
Anodisation à l'acide chromique
L'anodisation à l'acide chromique produit une fine couche d'oxyde, qui peut avoir une épaisseur comprise entre 0 et 00002 pouces. Il offre une protection raisonnable contre la corrosion lorsqu'il est bien scellé, mais sa couleur est grisâtre et n'est donc pas très ornemental. Néanmoins, il est utile dans les composants aérospatiaux, les pièces soudées et comme base pour une peinture ultérieure en raison de sa bonne adhérence et de sa nature non conductrice.
- Anodisation à l'acide sulfurique (Type II)
Anodisation à l'acide sulfurique
Cette méthode utilise de l'acide sulfurique et forme des films d'oxyde de 0 à 0002 pouces d'épaisseur. Il permet d'avoir des couleurs vives grâce à l'absorption du colorant avant le vernissage, et on peut avoir du noir, du gris, du marron et bien d'autres encore. Il est peu coûteux et peut être utilisé dans les pièces optiques, les boîtiers électroniques et les pièces de vannes hydrauliques.
- Anodisation dure ou revêtement dur (Type III)
Anodisation à couche dure
Anodisation dure se fait généralement avec un électrolyte d'acide sulfurique et aboutit à une couche d'oxyde épaisse et dense, généralement de 0 à 0005 pouces d'épaisseur. Il est bien connu pour son abrasion exceptionnelle et est utilisé dans les applications où l'usure et l'isolation électrique sont nécessaires. Il est utilisé dans la fabrication de vannes, de pistons, d'engrenages, d'isolants électriques et de boucliers anti-souffle, entre autres, car il est résistant à l'usure et constitue un isolant électrique.
Avantages de l'anodisation
Voici les avantages de l’anodisation expliqués en détail :
- Protection contre la corrosion
L'anodisation est un processus de formation d'une fine couche d'oxyde à la surface des métaux, en particulier de l'aluminium, pour améliorer sa protection contre la corrosion. Cette couche d'oxyde sert de bouclier au métal contre l'humidité, les produits chimiques et autres agents corrosifs qui peuvent affecter le métal. Par conséquent, les métaux anodisés sont plus résistants à la rouille, à l’oxydation et à la corrosion que les autres métaux et sont parfaits pour une utilisation dans les zones exposées aux intempéries, à l’eau et à d’autres conditions difficiles.
- Durabilité
Le premier avantage de l’anodisation est qu’elle augmente la durabilité des métaux. L'anodisation est un processus qui modifie la surface des métaux pour les rendre plus résistants à l'usure, à l'abrasion et aux dommages mécaniques. Cela rend les matériaux anodisés plus durables et capables de résister à un usage intensif sans se décolorer ni s'user, nécessitant ainsi moins de remplacement et d'entretien.
- Apparence améliorée
L'anodisation améliore non seulement l'utilité des métaux, mais améliore également leur apparence. Le processus peut produire une surface exempte de rugosités et d'irrégularités susceptibles de gêner la teinture, la peinture ou d'autres processus décoratifs. Cela rend les métaux anodisés très flexibles en termes de conception et d’apparence, et ils peuvent être disponibles dans de nombreuses couleurs, textures et finitions différentes en fonction de l’application et de l’apparence souhaitée. L'aspect amélioré des métaux anodisés les rend plus précieux et plus recherchés dans de nombreux secteurs, tels que l'architecture, l'automobile, l'électronique et les biens de consommation.
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Limites de l'anodisation
Voici une explication détaillée des limites de l'anodisation :
- Sélection des couleurs
L’anodisation présente cependant certains inconvénients : l’un d’eux est le nombre limité de couleurs pouvant être utilisées. L'anodisation de l'aluminium restreint la gamme de couleurs des revêtements anodisés en raison des produits chimiques et des processus impliqués dans le processus d'anodisation. Il est possible d'obtenir certaines nuances, comme le noir, l'argent, le bronze et quelques autres, mais le choix n'est pas aussi diversifié que dans le cas de la peinture ou du revêtement en poudre, par exemple. Cette limitation peut s'avérer gênante, en particulier lorsque des couleurs spécifiques ou uniques sont nécessaires pour un attrait visuel ou pour répondre aux besoins de l'entreprise en matière de marque.
- Retouches visibles
Les revêtements anodisés colorés sont sujets aux rayures et à l'abrasion par rapport aux autres types de revêtements à long terme. Les rayures qui se développent sur les pièces anodisées sont généralement visibles et toute tentative de les polir ou de les peindre modifiera l'apparence de la pièce. Ceci constitue un inconvénient dans les applications où la finition de surface du produit final est importante puisque tout défaut visible réduira l'apparence et la qualité du produit final.
Alodine Vs Anodize : principales différences
Les deux sont utilisés dans la finition de l’aluminium pour augmenter les propriétés anticorrosion et modifier la surface extérieure du métal, mais ce ne sont pas les mêmes.
Pièces anodisées
L'anodisation peut être définie comme un processus électrolytique par lequel un courant électrique traverse le métal immergé dans une solution électrolytique. En plus d'améliorer la résistance à la corrosion, cette méthode peut également améliorer les caractéristiques de lubrification et de teinture. Bien que très efficace, l’anodisation est relativement coûteuse et nécessite des compétences techniques plus élevées.
Pièce revêtue d'alodine
En revanche, l'Alodine (chem film) ne nécessite pas de passage de courant électrique sur l'aluminium. Cependant, si le métal est immergé dans un réservoir, il peut être la plupart du temps à température ambiante. Le film chimique est moins cher que l’anodisation et ne nécessite pas de personnel hautement qualifié pour l’appliquer. Cependant, le revêtement par film chimique peut conserver la conductivité électrique ou thermique de l'aluminium, essentielle à la mise à la terre électrique.
Comment anodiser le titane ?
Lors de l'anodisation du titane, le titane est soumis à un processus électrochimique dans lequel il devient l'anode d'une cellule électrolytique. Cette solution, qui peut contenir du phosphate trisodique (TSP) ou certains sels, facilite le processus. Au passage d'un courant électrique, les molécules d'eau contenues dans la solution subissent une hydrolyse et se décomposent en hydrogène et oxygène. La charge électrique aide à conduire les molécules d’oxygène vers la surface du titane, ce qui contribue à la création d’une couche d’oxyde de titane. La couleur finale de l'anodisation colorée dépend de l'épaisseur de cette couche d'oxyde, et celle-ci peut être régulée par la tension et le temps d'immersion.
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À retenir
L'anodisation présente des avantages qui la rendent adaptée aux pièces en aluminium, en particulier là où la durabilité et la qualité sont très importantes. Contrairement à la peinture ou au revêtement en poudre, la couche d'oxyde formée lors de l'anodisation est liée chimiquement à la surface de l'aluminium et n'est pas sujette à l'écaillage, au pelage ou à la fissuration. Cette liaison et cette adhérence supérieures expliquent également pourquoi les finitions anodisées sont extrêmement durables et peuvent durer de nombreuses années.
De plus, l’anodisation augmente considérablement la dureté de surface des pièces, et elle peut aller jusqu’à Rockwell 70C. Cette dureté rend les pièces suffisamment solides pour supporter un usage intensif sans être vulnérables à l'usure. Les pièces anodisées sont généralement très résistantes et ne nécessitent pas nécessairement un entretien fréquent, comme un huilage, un conditionnement ou une repeinture. De plus, l’isolation électrique de l’aluminium anodisé dur est bonne et s’avère utile lorsque d’autres matériaux isolants sont inefficaces. Si vous souhaitez en savoir plus, contactez-nous dès maintenant et explorez notre service d'anodisation.
FAQ générale
T1. Quelles sont les différentes couleurs anodisées que l’on peut obtenir ?
Les finitions anodisées sont différentes anodiser les couleurs, comme le noir, le bronze, l'or, le bleu, le vert, le rouge et le transparent. Ces couleurs sont obtenues grâce au processus d'anodisation, qui augmente également l'esthétique et la résistance des pièces en aluminium.
Q2. Que signifie l'aluminium anodisé en détail ?
L'aluminium anodisé est un processus consistant à prendre de l'aluminium et à le faire passer par un processus électrochimique afin de produire une couche d'oxyde à la surface de l'aluminium.
Q3. Quelle est la procédure d’anodisation ?
L'anodisation est un processus consistant à immerger l'aluminium dans une solution électrolytique, puis à faire passer un courant électrique à travers la solution pour former une couche d'oxyde stable à la surface de l'aluminium.
Q4. L'anodisation contribue-t-elle à augmenter la résistance à l'usure ?
Oui, l’anodisation augmente la résistance à l’usure de l’aluminium car elle forme une surface plus dure et plus résistante sur l’aluminium.
Q5. Y a-t-il une augmentation de la résistance à la corrosion lors de l'anodisation ?
L'anodisation améliore considérablement la protection contre la corrosion puisqu'elle crée une couche d'oxyde qui empêche la corrosion du matériau.
Q6. Comment les pièces en aluminium anodisé sont-elles teintes ?
Les pièces en aluminium anodisé peuvent être teintes en les immergeant dans des solutions colorantes ou par des techniques de coloration électrolytique.
Q7. L'anodisation augmente-t-elle l'adhérence des apprêts et des colles ?
Oui, l’anodisation améliore l’adhérence avec les apprêts et les colles en raison de la surface rugueuse et de la plus grande surface.
Q9. Quel est l’impact de l’anodisation sur la dissipation thermique ?
L'anodisation augmente la surface et la conductivité thermique de la pièce en aluminium, permettant ainsi un transfert de chaleur efficace.
Q10. Qu'arrive-t-il à la résistance de l'aluminium après anodisation ?
En général, l’anodisation ne modifie pas beaucoup les propriétés mécaniques de l’aluminium, mais elle concerne davantage les caractéristiques de surface.
Q11. L’aluminium anodisé est-il un bon conducteur d’électricité ?
Oui, l’aluminium anodisé conserve une conductivité électrique élevée car la couche d’oxyde créée lors de l’anodisation est très fine.
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