Traitements à base de chrome trivalent
Traitements de conversion sans chrome hexavalent
M1559 v1 Article de référence

Traitements à base de chrome trivalent
Traitements de conversion sans chrome hexavalent

Auteur(s) : Marie-Pierre GIGANDET, Lionel THIERY

Date de publication : 10 déc. 2004 | Read in English

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1 - Présentation générale

2 - Traitements sans chrome

3 - Traitements à base de chrome trivalent

4 - Top-coats

  • 4.1 - Finitions minérales en base aqueuse
  • 4.2 - Finitions organo-minérales en base aqueuse

Sommaire

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RÉSUMÉ

Le chrome hexavalent utilisé traditionnellement pour l’obtention des couches de conversion anticorrosives est connu pour sa toxicité, la disparition de ce procédé est prévue, directive européenne à l’appui. Cet article a pour objet la présentation de traitements de substitution développés à ce jour, les premiers sans présence de chrome, les suivants en présence de chrome trivalent. Ces derniers sont les plus satisfaisants, ils ont déjà été qualifiés par l’industrie automobile.

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Auteur(s)

  • 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

  • Lionel THIERY : Responsable du service Recherche et développementCoventya SAS, Clichy

INTRODUCTION

Les couches de conversion à base de chrome hexavalent sont utilisées depuis plus de 60 ans en raison de leurs excellentes propriétés anticorrosion, et particulièrement pour les systèmes en acier zingué, mais aussi pour leur très bonne adhérence aux peintures.

Cependant, pour des soucis de protections environnementale et humaine, ces traitements sont amenés à disparaître. Des substituants plus ou moins intéressants voient le jour mais sont encore à l’état de recherche laboratoire alors que d’autres, comme le chrome trivalent, sont à l’heure actuelle industrialisés. Ces multiples voies sont en plein développement et vont permettre dans les prochaines années la substitution du chrome hexavalent.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m1559

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3. Traitements à base de chrome trivalent

3.1 Évolution des traitements

Les premières passivations à base de chrome trivalent ont fait l’objet de développements commerciaux dès les années 1970. L’objectif était alors d’obtenir un film de passivation de couleur bleutée, à vocation principalement décorative. Le coût relativement élevé des sels de chrome trivalent conduisait à utiliser des quantités de chrome trivalent très faibles dans l’électrolyte de passivation (< 1 g · L –1), les performances anticorrosion de ces couches étant par conséquent très limitées (de l’ordre de 24 heures au test de brouillard salin avant apparition de rouille blanche selon ASTM B 117-03).

Ces électrolytes reposent sur la combinaison de sels de chrome trivalent et d’un agent oxydant qui se substitue ainsi au chromate présent dans la chromatation au CrVI [9], il s’agit alors principalement du peroxyde d’hydrogène. Les films ainsi formés sont généralement d’une piètre qualité.

L’utilisation de fluorures présentant un pouvoir complexant vis‐à‐ vis du chrome trivalent a permis d’obtenir des films comparables à ceux formés à partir des solutions au chrome hexavalent, à savoir bleus et brillants [10].

L’utilisation de peroxyde d’hydrogène comme agent oxydant s’est révélée très délicate, car cet agent se décompose rapidement, en particulier dès que la concentration en zinc augmente dans l’électrolyte de passivation. Il a donc été progressivement abandonné puis remplacé par des agents d’oxydation comme les nitrates.

Les directives européennes 1 ont conduit les formulateurs à s’intéresser de plus en plus aux développements des films de passivation à base de Cr III [11] et à améliorer leurs performances notamment en terme :

  • de résistance à la corrosion ;

  • d’obtention...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WILHELM (E.J.) -   *  -  2 035 380, US Patent (1936).

  • (2) - ANDERSON (E.A.) -   *  -  Proc. Amer. Electroplater. Soc., 31 (1943).

  • (3) - RAMSEY (J.D.), XIA (L.), KENDIG (M.W.), McCREERY (R.L.) -   Raman spectroscopic analysis of the speciation of dilute chromate solutions  -  . Corrosion Science, 43, p. 1557 (2001).

  • (4) - MAILLARD (H.) -   Thèses - Formation des couches de chromatation sur acier électrozingué. Interactions solide/liquide, conductivité et densité de courant à l’interface zinc/film de conversion  -  . Besançon, Franche-Comté (1999).

  • (5) - GIGANDET (M.P.) -   Thèses - Conversion chromique noire sur dépôts électrolytiques de zinc pur et zinc alliés. Caractérisation, formation et comportement de la couche par analyse statistique  -  . Université de Franche- Comté (1995).

  • (6)...

1 Références bibliographiques de M 1 559

* - Directive 2000/53/EC of the european Parliament and of the council of 18 september 2000 on end-of life vehicules, Official journal of the european Communities, L269, p. 34, 21 oct. 2000.

* - Commission decision of 27 june 2002 amending annex II of Directive 2000/53/EC of the european Parliament and of the council on end-of-life vehicles, Official journal of the european Communities, L170, p. 81, 26 juin 2002.

WILCOX (G.D.) - WHARTON (J.A.) - A review of chromate-free passivation treatment for zinc and zinc alloys - . Trans. Inst. Metal Finishing, 75, p. 140 (1997).

WILCOX (G.D.) - GABE (D.R.) - Chemical molybdate conversion treatments for zinc - . Metal Finishing, 9, p. 71 (1988).

BECH-NIELSEN (G.) - TANG (P.T.) - A method for post-treatment of an article with a metallic surface as well as a treatment solution to be used in the method - . WO9310278, DK, 27 mai 1993.

TANG (P.T.) - BECH-NIELSEN (G.) - MOLLER (P.) - Molybdate based passivation of zinc - . Trans. Inst. Metal Finishing, 75, p. 144 (1997).

GAR-OR (L.) - SILBERMAN (I.) - CHAIR (R.) - * - Journal of Electrochemical Society, 138, p. 1939 (1991).

WILSON (L.) - HINTON (B.) - A method of forming a corrosion resistant coating - . WO 88/6639, AU (1988).

CROTTY (D.E.) - Trivalent chromium conversion coatings - . Annual technical conference proceedings american electroplaters society,...

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