Finitions aux oxydes noirs : une approche précise en finition de surface

Traitement de surface de produits et de pièces est essentiel dans l’industrie manufacturière pour des raisons esthétiques, améliore la fonctionnalité globale du produit et prolonge sa durée de vie. La finition à l'oxyde noir est un processus de revêtement chimique qui dépose une couche microscopique de magnétite (Fe3O4) sur la surface des pièces métalliques.. En raison de l’exposition à l’air et à l’humidité, la rouille se forme généralement après un certain temps à la surface des pièces ferreuses. Une finition en oxyde noir résiste à la corrosion et lisse la surface des matériaux ferreux et autres tels que la fonte, l'acier moulé, l'acier inoxydable, le cuivre, le zinc, l'aluminium, le laiton et le chrome.

Dans cet article, nous aborderons en détail divers aspects des finitions aux oxydes noirs.

Comment ça marche ?

Pièce avec finitions en oxyde noir

L'oxyde noir se forme à la surface du matériau lorsqu'il est immergé dans une solution saline alcaline à une température appropriée (130 à 150 ⁰C). L'épaisseur du revêtement est négligeable et n'affecte donc pas la stabilité dimensionnelle, les paramètres de conception et les propriétés. Vous vous demandez peut-être pourquoi on parle de finitions à l'oxyde noir. C’est parce que cela finit par noircir la surface finie.

Étapes du revêtement à l'oxyde noir 

Il y a principalement cinq étapes principales pour appliquer de l’oxyde noir sur l’extérieur du matériau afin de compléter les finitions de surface.

Étape 1: Vérifiez la qualité de la douceur de la surface. S'il y a des trous de recouvrement, de la rouille ou des irrégularités de surface, éliminez le risque de floraison ou de saignement avec l'approche appropriée.

Étape 2: Nettoyez la surface pour éliminer toute poussière et matériaux attachés de la surface avant le revêtement.

Étape 3: Appliquer le revêtement d'oxyde arrière

Étape 4: Encore une fois, nettoyez la surface après le revêtement.

Étape 5: Appliquez le revêtement de finition tel que l'huile, le polyuréthane, la laque, la cire et les lubrifiants dans certains cas (vis, roulements, pièces de turbine et autres composants rotatifs). Étant donné que les finitions à l’oxyde noir ne peuvent à elles seules empêcher efficacement la formation de rouille, ces couches ultérieures améliorent la résistance à la corrosion.

Types de finitions à l'oxyde noir

Basé sur les matériaux et l’application finale des pièces à revêtir. Il existe trois approches pour le revêtement à l'oxyde noir : Oxyde noir chaud, oxyde noir froid et oxyde noir à température moyenne. Bien qu'il existe d'autres approches pour les finitions de surface avec un revêtement en oxyde noir. La distinction fondamentale entre ces méthodes réside dans le fait que leurs formulations et températures de fonctionnement sont différentes. Examinons en détail les deux types les plus courants.

Revêtement d'oxyde noir chaud

Dans cette procédure, les pièces sont placées dans un four bouillant avec des solutions aqueuses alcalines, telles que l'hydroxyde de sodium (NaOH), les nitrates (NO3-) et les nitrites (No2-), à des températures allant de 135 à 150 °C. La concentration en sel dans la solution détermine la température d'ébullition. Si la concentration est élevée, le point d'ébullition sera supérieur à la plage (> 0 150 0C), et si la concentration est faible, le point d'ébullition sera inférieur (0C). Les avantages de cette propriété sont que on peut établir rapidement la température souhaitée en modifiant la teneur en sel, c'est-à-dire en ajoutant du sel s'il faut augmenter le point d'ébullition, etc.

Cette forme de revêtement d'oxyde noir ou de finition de surface nécessite trois installations spécialisées.

• Haut fourneau avec une solution saline alcaline pour convertir les oxydes de fer en fer liquide en surface.
• Système de contrôle de la température pour maintenir le point d’ébullition requis.
• Installations de nettoyage pour éliminer la poussière et les attaches sur la surface tout au long du processus

Solution bouillante avec pièces à revêtir

Étapes à suivre;

• Nettoyer les pièces à revêtir à l'aide d'une solution aqueuse alcaline.
• Nettoyer instantanément avec de l'eau distillée, car les solutions alcalines peuvent réagir avec la surface du matériau et dégrader la finition de surface primaire. 
• Pour neutraliser le nettoyage acide, nettoyez à nouveau avec de l'eau.
• Pendant 5 à 45 minutes, plongez les morceaux dans une solution alcaline bouillante.
• Nettoyer à l'eau sous pression à l'aide d'un jet d'eau et laisser sécher.
• Appliquez de la cire, de l'huile, de la laque ou d'autres matériaux de revêtement secondaire sur les finitions secondaires pour améliorer la résistance à la corrosion et l'attrait esthétique.

Finitions à l'oxyde noir à froid

Comme mentionné précédemment, la température de fonctionnement constitue la principale différence entre les finitions à l’oxyde noir chaud et froid. Tous les procédés sont les mêmes hormis le noircissement à froid des surfaces réalisé à température ambiante.

L'oxyde de fer ne pouvant être liquidé à température ambiante sur la surface, il s'agit plutôt de déposer une couche noire sur la surface à revêtir. Par conséquent, il utilise un processus de dépôt standard qui n’inclut pas l’oxydation du fer. Au lieu de cela, les pièces de revêtement de surface sont plongées dans une solution de réservoir d'acide phosphorique contenant un degré raisonnable de cuivre sélénium et de composés. 

Pour opérer la finition de surface avec cette approche, la solution est créée dans la cuve et chaque lot de pièces y est immergé pendant 20 à 30 minutes. Tous les autres nettoyages, séchages et revêtements secondaires de cire et d'huile sont les mêmes que pour les finitions à l'oxyde noir chaud.

Tableau : Chaud contre. Finitions à froid en oxyde noir 

Applications de la finition à l'oxyde noir

Pièces avec revêtement en oxyde métallique provenant de diverses industries

Les finitions de surface Black-Oxide sont utilisées dans divers domaines de fabrication allant de l'armée et de l'automobile aux dispositifs et équipements médicaux.

• Militaire : Composants d'armes à feu tels que chargeurs, protège-mains, obus, poignées, armes de poing 
• Médical: Tous les types d'équipements fabriqués à partir de métaux et d'alliages nécessitant une surface à faible réflectivité 
• Le matériel des outils de fabrication :  Jauges, fraises, fixations, roulements, arbres, etc.
• Automobile : Boîtiers de filtre à huile, vis, emplacements de soudure et presque toutes les pièces sous le bloc moteur 
• Électricité: Coupe-fil, ciseaux, coupe-fils et réducteurs pour horloges et appareils électriques tels que interrupteurs, tableaux

Avantages et inconvénients de la finition à l'oxyde noir

Un revêtement d'oxyde noir sur les composants et les biens produits offre plusieurs avantages en termes de sécurité, de longévité, de fonctionnalité, de douceur de surface et d'attrait esthétique. Jetons un coup d’œil rapide à chacun d’eux.

Prévention de la corrosion

L'industrie manufacturière actuelle repose dans une large mesure sur les alliages ferreux, en particulier l'acier. La couche d’oxyde noir protège la surface de la pièce de l’air et de l’humidité, réduisant ainsi le risque de formation de rouille, cause importante de dégradation du produit. Depuis la finition de surface en oxyde noir, cette approche peut également être utilisée pour d'autres matériaux courants comme le cuivre et l'aluminium. Il présente un énorme avantage dans le maintien de la durabilité des produits manufacturés.

Bénéfice esthétique

Il offre à la surface une couleur noire magnifique et attrayante qui durera longtemps sans aucun compromis dimensionnel.

Réflexion inférieure

La plupart des pièces métalliques ont une réflexion élevée. Cela peut constituer un problème pour ceux qui travaillent dans l’industrie des radiations. Le revêtement noir avec oxydation du fer réduit considérablement la réflectivité.

Avantage de soudabilité

Le soudage des finitions en oxyde noir sur les surfaces des pièces améliore leur soudabilité et facilite l’assemblage.

La netteté de la surface

Certains produits manufacturés, tels que les perceuses et les tournevis, nécessitent un tranchant pour fonctionner correctement, et le noircissement peut contribuer à améliorer ce caractère.

Lubrification

Une fois l’oxyde noir séché sur la surface, une couche secondaire de cire, d’huile et de lubrification facilite les choses.

À prix bas 

Il existe d'autres méthodes précises de finition de surface dans les industries manufacturières, comme le revêtement en poudre, la galvanoplastie et la peinture, mais le revêtement à l'oxyde noir a un faible coût par rapport à ces approches.

Cohérence dimensionnelle

Les revêtements d'oxyde noir ont une épaisseur de quelques microns, garantissant que l'épaisseur et la stabilité dimensionnelle ne sont pas compromises. Cette méthode change la couleur de la surface sans ajouter d'épaisseur.

Stabilité environnementale

L’utilisation d’une finition à l’oxyde noir sur la surface des pièces et des produits manufacturés empêche la diffusion de l’hydrogène et les modifications chimiques, qui ont un impact sur les caractéristiques du matériau en raison de facteurs environnementaux. Il assure également une protection de l’environnement contre les effets environnementaux.

INCONVENIENTS

• La couche d’oxyde noir pourrait facilement être effacée.
• Ce type de traitement de surface demande beaucoup de main d’œuvre car il implique de nombreux processus.
• La résistance à la température du revêtement d’oxyde noir est faible et il peut être détruit par temps chaud, entraînant une rouille précoce de la surface. De plus, les finitions en oxyde noir froid peuvent être affectées au-delà de la température ambiante.

Comparaison avec d'autres méthodes de traitement de surface

Le tableau suivant compare la finition oxyde noir avec d'autres approches de traitement de surface en fonction de divers aspects :

Facteurs à prendre en compte dans les finitions à l'oxyde noir

Délai de protection

Avant de procéder à la protection à l'oxyde noir sur la surface du produit, il convient de prendre en compte la durée de revêtement requise. Cette analyse a permis de déterminer si une finition de surface à l'oxyde noir doit être utilisée ou non. Si la longévité du produit est mauvaise, vous pouvez envisager d’autres options simples, comme l’application d’un revêtement de peinture. Cela n’en vaut la peine que si le cycle de vie du produit est plus long.

L'application finale du produit

Considérez l'utilisation finale des pièces usinées. Seront-ils utilisés dans des applications nécessitant une haute précision, telles que les applications aérospatiales, robotiques ou militaires ? Déterminez si vous souhaitez ou non opter pour des finitions à l'oxyde noir après avoir examiné l'application d'utilisation finale. Vous pouvez utiliser d’autres procédés de finition de surface et de revêtement si le produit final ne nécessite pas une grande précision. 

Considérations environnementales

Les articles ou pièces recouverts d’oxyde noir peuvent résister à une gamme de conditions environnementales. Il a une bonne durabilité et un bon fonctionnement sans aucun dommage à l'état prêt à l'emploi.

Cependant, si le produit final est destiné à un usage intérieur, il peut ne pas être rentable ou technologiquement réalisable. De plus, les conditions de fonctionnement et d'utilisation sont élevées. Dans ce cas, cela pourrait ne pas être bénéfique car le revêtement d’oxyde noir pourrait se désintégrer en peu de temps à une température de travail élevée. Les facteurs environnementaux doivent donc être pris en compte lors de l’utilisation de cette technique pour la finition de surface. 

Conclusion

La finition à l'oxyde noir est la technologie la plus prometteuse pour prévenir la corrosion et la dégradation de la surface des composants et produits usinés. Il peut également survivre plus longtemps sans perdre ses caractéristiques ou fonctionnalités. nous Nous fournissons depuis longtemps des services de fabrication sous un même toit, de la conception du prototype à la finition du produit. Apprenez-en davantage sur nos finition de surface après-vente.

Nous avons fourni des services de finition de surface de haute qualité pour les produits et les pièces en utilisant la méthode à l'oxyde noir et d'autres procédés. Si vous avez besoin de services associés à vos pièces usinées ou d'autres services liés à la fabrication, n'hésitez pas à contactez-nous..

FAQ 

Cette approche fonctionne-t-elle uniquement pour les matériaux ferreux ?

Non, le revêtement arrière en oxyde est utilisé depuis longtemps dans la finition de surface de pièces et de produits fabriqués à partir d'alliages ferreux et d'autres matériaux tels que le cuivre, l'aluminium, le cadmium, le zinc et d'autres matériaux courants.  

Est-ce le meilleur moyen de prévenir la rouille ?

Oui, l'oxyde noir enduit résiste à l'humidité et à l'air réagissant avec la surface et offre une excellente prévention contre la rouille des pièces. 

Le noircissement dure-t-il longtemps ?

Sans aucun doute, le revêtement dure plus longtemps que d’autres approches de finition de surface telles que la galvanoplastie et la peinture.