Passivation - Un processus de traitement de surface

Passivation - Un processus de traitement de surface

Dernière mise à jour le 29/08, temps de lecture : 5mins

Pièces après passivation

L'un des défis critiques pour les métallurgistes est de protéger le matériau de la corrosion et de tout autre contaminant des processus de fabrication tels que l'usinage, la fabrication et le soudage crée des débris, des inclusions, des oxydes métalliques et des produits chimiques, de la graisse et de l'huile.Avec ceux-ci, lorsqu'ils sont exposés à l'air et à l'eau, de nombreux métaux sont vulnérables à la corrosion.Cela entraînera des contraintes sur la pièce métallique et peut avoir un impact destructeur lors de la production ou sur l'utilisation finale du produit.Il est donc nécessaire de protéger la pièce métallique de ces contaminations et de la corrosion.Un tel processus estpassivation des métaux, procédé consistant à fournir une couche d'oxyde mince et uniformepour ajouter de la résistance à la corrosion, prolonger la durée de vie des pièces, éliminer la contamination de surface, réduire le risque de contamination des pièces et prolonger les intervalles de maintenance du système.

Comment ça marche?

Pour protéger différents alliages métalliques de la corrosion, une pratique de finition chimique industrielle est largement utilisée en tant que processus de post-fabrication connu sous le nom de passivation.Dans ce processus, des oxydants doux tels que l'acide nitrique et citrique sont généralement utilisés.Le fer exogène libre, les sulfures et autres particules étrangères de la surface peuvent être emportés par ces acides et créent une couche ou un film d'oxyde qui agira comme un bouclier protecteur.Cela diminue la probabilité qu'il y ait une réaction chimique entre le matériau métallique et l'air, ce qui confère à la surface une protection contre la corrosion sans modifier son apparence.La partie critique de ce processus est que l'acide ne doit pas affecter le métal lui-même.

Étapes du processus de passivation

Il y a principalement trois étapes dans le processus de passivation, qui créeront une couche d'oxyde fine et uniforme complète sur la surface métallique.

Étape 1 : Nettoyage des composants

Le nettoyage des pièces métalliques, c'est-à-dire l'élimination des huiles de surface, des produits chimiques ou des débris laissés par l'usinage, constitue le début du processus de passivation.Le nettoyage des composants joue un rôle essentiel dans ce processus, sans cette étape, les corps étrangers à la surface du métal limiteront l'efficacité de la passivation.

Étape 2 : Immersion dans un bain d'acide

Pour éliminer toutes les particules de fer libres de la surface, l'immersion du composant dans un bain acide suit l'étape de nettoyage.Trois approches courantes sont utilisées à cette étape du processus

Étape 3:Bain d'acide nitrique

L'approche traditionnelle de la passivation est l'acide nitrique, qui redistribue plus efficacement la structure moléculaire de la surface du métal.Cependant, en raison de sa classification en tant que matière dangereuse, l'acide nitrique présente certains inconvénients.Il émet des gaz toxiques qui sont dangereux pour l'environnement et peuvent nécessiter un temps de traitement plus long avec une manipulation spéciale.

Étape 4:Acide nitrique avec bain de bichromate de sodium

L'incorporation de bichromate de sodium dans l'acide nitrique intensifie le processus de passivation avec certains alliages spécifiques.Cette approche est une option moins courante, car le bichromate de sodium amplifie les dangers des bains d'acide nitrique.

Bain d'acide citrique

Le bain d'acide citrique est l'alternative la plus sûre à l'acide nitrique pour le processus de passivation.Il n'émet aucun gaz toxique, ne nécessite aucune manipulation particulière et c'est aussi une démarche éco-responsable.Les composés de la passivation à l'acide citrique, risquaient la croissance organique et les moisissures, pour lesquels il a eu du mal à se faire accepter.Ces dernières années, les innovations ont éliminé ces problèmes, ce qui en fait une approche rentable.

Pour restaurer la résistance à la corrosion du métal à l'état de matière première, quelle que soit l'approche appliquée, ce procédé de bain produit une réaction chimique à la surface du composant.Cela ajoutera une couche mince et uniforme d'un film d'oxyde avec peu ou pas de présence de molécules de fer.

Méthodologies de passivation

1.  Immersion en cuve :Le composant sera immergé dans une cuve contenant la solution chimique et il est avantageux de traiter toutes les surfaces de fabrication en même temps pour une uniformité de finition et une résistance optimale à la corrosion.

2. Circulation:Il est précisément recommandé pour les tuyauteries qui transporteront les liquides corrosifs, dans lesquelles la solution chimique circule à travers un système de tuyauterie.

3. Application par pulvérisation :La solution chimique est pulvérisée sur la surface du composant.Les procédures appropriées d'élimination de l'acide et de sécurité sont essentielles pour ce type de méthodologie et présentent des avantages pour le traitement sur site.

4. Application de gel :En appliquant au pinceau des pâtes ou des gels sur la surface du composant, un traitement manuel peut être accompli.Il est avantageux pour le traitement ponctuel des soudures et d'autres zones complexes qui nécessitent des détails manuels.

Quels matériaux peuvent être passivés ?

·       Anodisationd'aluminium et de titane.

·       Matériaux ferreux tels que l'acier.

·       Acier inoxydable, qui peut avoir une surface en oxyde de chrome.

·       Nickel, certaines applications ont du fluorure de nickel.

·       Silicone, dioxyde de silicone utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs.

Applications du processus de passivation

Pour une durabilité et une longévité accrues, une gamme d'industries capitalise sur des composants dont les fabricants ont terminé la fabrication avec un processus de passivation.

Médical:Dans le secteur de la santé, pour diminuer la contamination croisée nocive sur les équipements médicaux, les professionnels utilisent le procédé de passivation.La couche d'oxyde sur les surfaces passives protège contre les contaminants microscopiques, conduisant à une surface propre et lisse qui est plus facile à stériliser.

Nourriture et boisson:Les exigences sanitaires sont des facteurs essentiels pour de nombreuses industries. Pour réduire le risque de corrosion et de rouille compromettant l'équipement ou les produits finis manipulés, la passivation des composants est primordiale.

Industrie aérospaciale:Les composants pouvant nécessiter une passivation sont les pièces en acier inoxydable, les actionneurs, les actionneurs hydrauliques, les composants du train d'atterrissage, les barres de commande, les composants d'échappement des moteurs à réaction et les fixations du cockpit.

Matériel lourd:Roulements à billes et attaches

Militaire:Armes à feu et équipement militaire

Secteur énergétique:Distribution et transmission d'énergie

Avantages et inconvénients du processus de passivation

Avantages

·       Élimination des contaminants restants après l'usinage

·       Augmenter la résistance à la corrosion

·       Réduit le risque de contamination pendant le processus de fabrication

·       Performances des composants améliorées

·       Finition/aspect uniforme et lisse

·       Surface brillante

·       Surface facile à nettoyer

Les inconvénients

·       La passivation n'est pas efficace pour éliminer les contaminants des pièces soudées.

·       Selon l'alliage métallique spécifié, la température et le type de bain chimique doivent être maintenus.Cela augmentera le coût et la complexité du processus.

·       Le bain acide peut endommager certains alliages métalliques, qui ont une faible teneur en chrome et en nickel.Ils ne peuvent donc pas être passivés.

FAQ sur la passivation

1.  La passivation est-elle la même chose que le décapage ?

Non, le processus de décapage élimine tous les débris, flux et autres contaminants de la surface des pièces soudées et les prépare pour la passivation.Le décapage ne peut pas protéger l'acier de la corrosion, il ne fait que nettoyer la surface pour la passivation.

2.  La passivation rend-elle l'acier inoxydable résistant à la corrosion ?

Non, il n'existe pas de produit 100 % résistant à la corrosion.Cependant, les pièces en acier inoxydable ont une durée de vie exceptionnellement longue en raison du processus de passivation.

3.  La passivation de l'inox est-elle facultative ?

Non, la passivation est un processus essentiel pour les composants en acier inoxydable.Le composant sera susceptible d'être attaqué par la corrosion en très peu de temps sans processus de passivation.