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RÉSUMÉ
Outre la composante esthétique, la chromatation permet de doter les matériaux de propriétés fonctionnelles, notamment une amélioration conséquente de la résistance à la corrosion de revêtements de zinc et une excellente base d’accrochage pour les finitions. Cet article est consacré à ce procédé, il en décrit le principe et la mise en œuvre. Il s’attache ensuite à la caractérisation des couches de conversion obtenues par la chromatation, puis termine en évoquant la toxicité du chrome hexavalent.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Marie-Pierre GIGANDET : Maître de conférences à l’Université de Franche-Comté - Membre de l’Institut des traitements de surface de Franche-Comté - Laboratoire de Chimie des Matériaux et Interfaces (LCMI) - Pôle corrosion, traitements de surface et systèmes électrochimiques - Université de Franche-Comté
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Lionel THIERY : Responsable du service Recherche et développementCoventya SAS, Clichy
INTRODUCTION
La chromatation est un traitement de conversion chimique pouvant être appliqué par immersion ou par aspersion à partir d’une solution contenant du chrome hexavalent comme constituant principal. Elle permet de former des couches complexes d’oxydes et de sels de chrome sur des revêtements électrolytiques de métaux communs tels que le zinc. Ce procédé confère au matériau des propriétés fonctionnelles intéressantes comme :
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une amélioration de la résistance à la corrosion des systèmes de protection cathodique de revêtements de zinc sur substrat acier due à l’effet inhibiteur de corrosion du chrome hexavalent ;
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une excellente base d’accrochage pour les finitions organiques.
Ces applications n’excluent pas l’aspect décoratif puisque ce traitement offre la possibilité d’obtenir, suivant la nature du revêtement sous-jacent, la composition des électrolytes et les paramètres physico-chimiques, un panel de couleurs relativement vaste.
Aucune formulation spécifique de solution de chromatation n’est indiquée dans cet article compte tenu de la grande variété de solutions qui sont proposées sur le marché, mais une information générale est donnée pour que le lecteur ait une vue d’ensemble du procédé et soit capable de prendre en compte les paramètres fondamentaux nécessaires à l’adaptation du procédé.
Le respect de l’environnement et de la sécurité tendent à prohiber l’utilisation du chrome hexavalent à l’horizon 2007. De nouvelles générations de conversions voient le jour, basées principalement sur l’utilisation d’inhibiteurs de corrosion moins toxiques que le chrome hexavalent ayant des propriétés similaires, et sur l’emploi de chrome uniquement à l’état trivalent Traitements de conversion sans chrome hexavalent.
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Caractéristiques et propriétés des couches de conversion1. Principe et mise en œuvre du procédé
1.1 Matériaux susceptibles d’être chromatés
Le pouvoir inhibiteur des sels de chrome étant connu depuis longtemps, les premiers brevets formulant des solutions de chromatation datent du début du XXe siècle. Le procédé « Cronak » à base de dichromate de sodium et d’acide sulfurique fut développé par Willhelm en 1936 [1]. Il permettait de former un film protecteur jaune irisé sur des tôles galvanisées pour retarder l’apparition de « rouille blanche ». C’est en 1943 qu’Anderson commença à s’intéresser aux mécanismes de formation de ces couches [2]. Depuis cette époque, de nombreuses formulations ont été brevetées, pour améliorer les propriétés inhibitrices, voire conférer de nouvelles propriétés aux matériaux. La tendance actuelle consiste à établir de nouvelles compositions exemptes de chrome hexavalent pour satisfaire aux normes environnementales.
Le procédé de chromatation peut être réalisé sur un certain nombre de métaux et leurs alliages, tels que le zinc électrolytique ou galvanisé, l’aluminium, l’argent, le cadmium, le magnésium et le cuivre.
Par souci de clarté, nous nous limiterons à l’étude de la chromatation sur le zinc et ses alliages, très répandue industriellement, bien que la littérature soit plus riche en articles concernant la chromatation sur aluminium. Les principaux résultats évoqués peuvent être généralement transposables aux autres métaux.
HAUT DE PAGE1.2 Préparation du métal de base
La surface de la pièce à chromater doit être exempte de graisses pour permettre une bonne adhérence et une homogénéité de la couche de conversion. Pour cette raison, on réalise généralement le traitement de chromatation directement après le rinçage de l’étape de zingage, ou après le traitement de dégazage (pour désorber l’hydrogène piégé dans le revêtement ou le substrat lors des précédentes étapes du procédé).
HAUT...
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