Traitements de surface des métaux avant peinture. Procédés par Théophile GUÉGUEN Ancien Élève de récole Nationale Supérieure d’Électronique et de ses Applications Ingénieur Diplômé par rÉtat (DPE). Métallurgie Ancien Directeur Technique à la Société Continentale Parker 1. 2 . 3 or62 Sni* to View Traitements possibles avant mise en peinture Méthodes manuelles 1 . 1. 1 Passivation des surfaces ferreuses préparées mécaniquement 1 . 1. Dégraissage, dérouillage et passlvation 1 . 1. 3 Dégraissage-phosphatation à la lance Procédés par Immersion . 1. 2. 1 Principe 1. 2. 2 cas de l’acier ‘aluminium et de ses alliages Traitement en continu (coil- coating) . 1 . 4. 1 principales phases du traitement de surface 1. 4. 2 Traitements de conversion chimique industriellement utilisés M 1 500-4 4 6 8 IO 12 14 OF et la technique de l’aspersion permettent, dans certains cas, d’effectuer ces deux actions simultanément.
On doit éliminer complètement toutes les salissures (corps gras, poussières, limailles, etc. ), puis tous les oxydes (calamine et rouille dans le cas de l’acier). Se reporter à l’article Dégraissage [M 1 450] dans ce traité. Il consiste en une passivation ou une conversion chimique uperficielle de la surface métallique (tableau A et micrographies : figures A à F). Des procédés, dits anhydres, utilisant des solvants existent sur le marché, nous les évoquerons au paragraphe 2.
Afin de faciliter le choix de l’exploitant nous présenterons le sujet par mode d’application : — méthodes manuelles (S 1. 1); procédés par immersion (S 1. 2) ; M 1 500 10 – 1992 IJ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. @ Techniques de l’Ingénieur, traité Matériaux métalliques Ml 500-1 TRAITEMENTS DE SURFACE DES MÉTAUX AVANT PEINTURE.
PROCÉDÉS au fer Vivianite Fe (P04)2 , 8 H20 Phosphatation au zinc (haute teneur) Hopéite Zn3 (P04)2 , 41-420 Masse de la couche (1) (g/m2) Mode de traitement (A-aspersion, I-immersion) A ou (sous réserve d’essai préalable) 3à4 à 3,5 États-Unis Très difficile a mesurer A ou utilisé en can-coating aux États-Unis (1) La valeur du rapport m le (g/cm3), densité des couches, avec m (g/m2) masse de couche par unité de surface, e (pm) épaisseur de la couche, est de l’ordre de 1 jusqu’à rn = 1 g/m2 et de l’ordre de 1,2 pour 1,5 < m < 4 g/m2.
Compte tenu de la porosité varlable des couches de phosphate, e rapport ne peut donner qu’une valeur approchée de l’épaisseur en pm. (2) Le bain trication est actuellement le plus utilisé sur carrosseries et équipements automobiles, avant cataphorèse. (3) Conversions non chromiques : peu développées en France ? ce jour – sauf conversion tannique utilisée sur évaporateur en aluminium avant peinture polyester à haut extrait sec. Ml 500-2 PROCEDES Figure A — Acier nu Figure D – Phosphatation bas-zinc ar aspersion (Bondérite 132) (doc.
Parker) PAGF s OF PEINTURE. PROCÉDÉS 1. Traitements possibles avant mise en peinture 1 Passivation des surfaces ferreuses réparées mécaniquement 1. 1 Préparation par impact 1,1. 1. 1 Méthodes manuelles Ce mode d’application est utilisé lorsque les séries de pièces sont trop réduites pour permettre ramortissement des frais d’une installation ou lorsque les dimensions des pièces n’autorisent pas l’emploi de cuves (procédé par immersion) ou d’un tunnel (technique de l’aspersion).
Nous envisagerons trois méthodes : — passivation des surfaces préparées mécaniquement ; dégraissage, dérouillage et passivation des surfaces grasses et oxydées ; dégraissage-phosphatation à la lance. Historique D’après la Bible, l’Arche de Noé en bois de cyprès fut enduite de bitume « par-dedans et par-dehors D’autres découvertes attribuent l’utilisation de peintures ? l’époque paléolithique ou néolithique. II semble que le premier livre traitant de la peinture et donnant une recette précise doive être attribué au moine Théophile au IXe siècle dans ses « essais sur divers arts » j.
Roire dans une plaquette annonçant la publication de 1’« histoire mondiale des techniques de la peinture » [2] signale que les peintures pariétales témoi nent du talent et de l’esprit créatif du peintre à l’époq aire. PAGF 6 OF surface ? peindre est d’une importance primordiale En effet Fadhérence et l’anticorrosion dépendent essentiellement du traitement de surface préalable. Ces traitements n’ont véritablement eu droit de cité qu’après la Seconde Guerre mondiale.
Avant cette période, la préparation était essentiellement effectuée par des méthodes manuelles ou mecanlques Ces méthodes sont devenues, pour la plupart, incompatibles avec les productions de grande série de notre ère industrielle. Si les traitements par impact (utilisation d’abrasifs divers : corindon, grenaille d’acier, etc. restent des méthodes toujours utillsées dans de nombreux cas (charpentes métalliques, grosse chaudronnerie, constructions navales, matériels de chemins de fer, etc. avec l’avantage d’être applicables in situ, ils ne constituent cependant qu’une excellente préparation et non un traitement de surface à proprement parler Si la phosphatation profonde, ou Parkérisation, par immersion fut appliquée à partir de 1927 à des pièces de faible encombrement, il fallut attendre le développement des phosphatations légères dites bondérisations, par immersion ou par aspersion, our que leur emploi se généralise dans l’industrie de la grande série, l’exemple type étant fautomobile (article Phosphatation [M 1 575] dans le présent traité).
L’anticorrosion est assurée conjointement par un traitement de surface approprié au métal de base et par une finition constituée d’un système de peintures convenablement choisies en fonction de l’utilisation et des conditions d’exposition de l’objet considéré. Le fait d’améliorer le traitement de surface ne doit pas pour autant autoriser la simplification du système de peintures. Ml 500-4 Les surfaces ferreuses pré
PAGF 7 OF iquement par sablaee ou système de Les surfaces ferreuses préparées mécaniquement par sablage ou projetage ou par grenaillage sont ensuite très sensibles ? l’oxydation et, dans un délai de l’ordre de quelques heures à 24 h selon les conditions atmosphériques, on assiste à la formation d’une pellicule de rouille. Pour retarder son apparition ou pour son élimination, on utilise des produits à base d’acide orthophosphorique, contenant un inhibiteur de corrosion, des tensioactifs et/ou un solvant, produits qu’il suffit de pistoler ou de badigeonner sur les surfaces à traiter.
On procède ensuite à un essuyage à l’aide d’un chiffon ou à un essorage au moyen d’une éponge. Le film résiduel se combine au métal pour former une couche de phosphate de d’aspect grisâtre, adhérente, compatible avec le film de peinture qui doit suivre. Ce film de phosphate accroît sensiblement la résistance à la corrosion de l’ensemble peint La masse surfacique de la couche de phosphate de fer est de l’ordre de 1 g/m2 de surface traitée.
Après cette opération, il faut, avant de peindre, attendre le séchage complet de la surface si les conditions atmosphériques sont avorables, ou accélérer le séchage par projection d’air comprimé desséché et déshuilé, ou mieux étuver. La couche de primaire doit ensuite être appliquée immédiatement après le séchage de la pour bénéficier au maximum des avantages de la passivation. La réussite de cette opération de préparation dépend beaucoup du soin apporté à l’application et elle est en fait aujourd’hui peu utilisée. PAGF 8 OF etc. pour combattre la maladie professionnelle qu’est la silicose [Doc. M 1 501]. L’utilisation de grenailles rondes ou de billes de verre, principalement dans es opérations de shot peening (articles Ressort [B 5 430] à [B 5 432] [B 5 434] [B 5 435] (B 5 4371 à [B 5 440] dans le traité Génie mécanique) dans le but de produire un écrouissage superficiel, eest-à-dire un état de précontrainte, provoque un état de surface peu favorable à certains types de phosphatation. Tel est le cas pour la Parkérisation, phosphatation profonde destinée à l’anticorrosion (article Phosphatation [M 1 575] dans ce traité). 1. 1. 2 sablage humide On ajoute, au mélange sable et eau, un passivant et l’eau du rinçage final qui suit le sablage humide est également additionnée u même passivant dont le rôle est d’éviter l’enrouillement quasi immédiat de la surface. Un des produits utilisés en remplacement du mélange phosphochromique, très efficace mais incompatible avec la législation, est un phosphate organique acide (pH 5 à 6) qui crée une passivation compatible avec les revêtements de peinture.
Les passivants alcalins sont à prohiber car les surfaces alcalines sont, d’une manière générale, incompatibles avec les films de 1 . 1. 2 Dégraissage, dérouillage et passivation Cette technique manuelle, très utilisée dans les années d’après la uerre (39-45), offre les mêmes sujétions que la passivation sur surface traltée par impact. Elle s’applique aux tôles laminées ? froid, grasses et partiellement rouillées, et elle fait appel aux mêmes types de produits que ceux cités au paragraphe 1. 1 . 1.
Le produit à utiliser et sa concentration seront choisis selon l’état de surface du métal, c’est-à-dire ue les teneurs en solvant (par exemple alcool ou solvant PAGF g OF surface du métal, c’est-à-dire que les teneurs en solvant (par exemple alcool ou solvants pétroliers) et en acide phosphorique pourront être adaptées au problème posé. Si la surface est très grasse on procédera à un prédégraissage à l’aide d’un solvant. La rouille légère est éliminée facilement mais les piqûres profondes subsistent.
L’essuyage final au chiffon blanc reste indispensable et il est déconseillé de rincer à l’eau le film de produit dérouillant, car on perd alors en grande partie le bénéfice de la passivation ; en effet, @ Techniques de l’Ingénieur, traite Materlaux métalliques le film de passivation est obtenu par combinaison de l’acide phosphorique avec le métal. La masse surfacique de la couche de phosphate déposée est de l’ordre de 0,3 g/m2. Pour accélérer le séchage, on peut essuyer les surfaces traitées avec des chiffons imbibés d’alcool.
Enfin, signalons qu’il est possible d’empâter les solutions phosphoriques pour former une gelée, applicable même sur les surfaces verticales. Cette gelée, après un temps d’action suffisant (par exemple 10 à 30 min), sera rincée à l’eau, puis on passivera la avec le même produit mais à l’état liqulde, suivant le processus défini précédemment. Dans le cas des alliages légers ou de l’acier galvanisé, ces mêmes solutions phosphoriques sont utilisables pour dégraisser et dérocher
