- Galvanisation à chaud
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Galvanisation à chaud
La surface cristalline d'un objet galvanisé
La galvanisation à chaud, ou plus exactement la "galvanisation à chaud au trempé", est une technique de l'industrie de la métallurgie qui est utilisée pour renforcer une pièce d'acier à l'aide de zinc. Ce procédé donne au revêtement protecteur de l'adhérence, de l'imperméabilité, et de la résistance mécanique. Une pièce traitée par la galvanisation est dite galvanisée.
Sommaire
Principes chimiques
La galvanisation à chaud au trempé consiste à revêtir et à lier de l'acier avec du zinc en immergeant l'acier dans un bain de zinc en fusion à 450 °C environ.
Ce procédé ne consiste pas uniquement à déposer du zinc à la surface de l'acier. Le revêtement de zinc est chimiquement lié à l'acier de base, car il se produit une réaction chimique de diffusion entre le zinc et le fer. Quand on retire l'acier du bain, il s'est formé à sa surface plusieurs couches d'alliages zinc-fer sur lesquelles le zinc entraîné se solidifie. Ces différentes couches d'alliages plus dures que l'acier de base ont une teneur en zinc de plus en plus élevée au fur et à mesure que l'on se rapproche de la surface du revêtement.
Voir le site de l'association de la galvanisation à chaud [1]
Voir une vidéo sur les procédés de galvanisation à chaud. (avec autorisation du spécialiste Galva Union, propriétaire de la vidéo)
Fabrication industrielle
Décapage
Afin de galvaniser une pièce, celle-ci doit être impeccable et dépourvue de saleté (calamine, graisse). Afin de la décaper il existe deux méthodes principales : le décapage à l'acide (chlorhydrique ou sulfurique) et le grenaillage :
- le décapage à l'acide consiste en la trempe de la pièce durant quelques heures (en fonction de la teneur en acide du bain de décapage) dans un bain d'acide auquel on ajoute un réactif. C'est la méthode la plus commune car elle permet de décaper plusieurs centaines de kg en une seule opération. Ce procédé est bon marché mais il est inadapté aux pièces de haute qualité (classe 10.9 par exemple) parce que l'acide fragilise la matière ;
- le grenaillage est l'envoi de petites granules d'acier de différentes duretés à très haute vitesse sur la pièce. Il est obligatoire sur les pièces de haute qualité. La qualité est meilleure mais le prix de revient est plus cher et les quantités traitées plus faibles.
Pour obtenir des informations plus complètes sur toutes les étapes de la préparation de surface de l'acier, le lecteur peut se rendre sur le site de l'association française de galvanisation [2].
Galvanisation et conditionnement (pour la galvanisation en continu uniquement)
Les lignes continues de galvanisation à chaud se composent des éléments suivants :
- Dérouleuse (alimentation en bobines d'acier)
- Cisaille
- Soudeuse (toutes les bobines sont soudées de manière à assurer la continuité de présence de bande sur la ligne de production)
- Dégraissage (permet d'assurer une bonne adhérence du revêtement à venir)
- Tour à boucle (assure la continuité de l'alimentation en cas d'arrêt de la section d'entrée)
- Four de recuit continu pour assurer la recristallisation de l'acier qui lui conférera de bonnes propriétés mécaniques
- Bain de zinc
- Essorage et séchage
- Skin-pass
- Tour à boucles (assure la continuité du défilement en section centre lors des arrêts de la section sortie)
- Cabine d'inspection (caméra à reconnaissance de formes et contrôle visuel) dont l'objectif est de vérifier la conformité du produit galvanisé (absence de défaut)
- huileuse et marqueuse
- Cisailles
- Bobineuses
Caractéristiques des pièces galvanisées
L'épaisseur de ce revêtement est supérieure à celle obtenue avec les autres techniques de protection. Par exemple, pour les normes EDF / SNCF en France, l'épaisseur de zinc en surcouche est de 70 µm. La norme européenne donne 50 µm. Dans les faits les pays comme l'Allemagne et la Suède utilisent une épaisseur au minimum de la tolérance.
La propriété sacrificielle de la galvanisation est un facteur important du choix de ce procédé. En effet si le métal est mis à nu sur une pièce galvanisée à chaud au trempé alors la réaction entre fer (Fe+) et zinc (Zn-) fait en sorte que la partie vive sera cicatrisée par dépôt de sel de zinc.
L'American Galvanizer Association donne comme résistance à la corrosion des métaux galvanisés :
- Milieu industriel : 65 ans
- Milieu tropical : 70 ans
- Milieu suburbain : 85 ans
- Milieu rural : 120 ans.
On peut trouver des informations complémentaires sur le site de l'association française de galvanisation [3].
Alternatives au "100% Zinc"
Quelques variantes à la traditionnelle galvanisation à chaud "100% Zinc" ont été développées pour améliorer certaines caractéristiques :
- Galvanneal : Contraction de "Galvanized-Annealed" (Galvanisé-Recuit). Un recuit après la galvanisation améliore la peintabilité ainsi que la soudabilité.
- Galfan® (Zn-5%Al) : Meilleure aptitude au formage, meilleure peintabilité.
- Galvalume® (Zn-55%Al) : Compromis entre galvanisation et aluminisation. Améliore la résistance à la corrosion.
La galvanisation à froid n'existe pas
C'est un abus de langage pour l'électrozingage. On peut néanmoins et sous réserve parler de galvanisation à froid en parlant de peinture à 99% de teneur en zinc.
Articles connexes
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Catégorie : Traitement de surface
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