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04/07/2019

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LA GALVANISATION

La galvanisation ; ce n'est pas du zingage ! Dans la galvanisation, le zinc pénètre l'acier et forme des composés.

 

 

 

 


Dans la galvanisation, le zinc pénètre l'acier et forme des composés depuis le fer en intérieur et des alliages de zinc s'enrichissant pour atteindre du zinc pur en extérieur. Dans le zingage, le zinc reste à l'extérieur : acier pur en intérieur et zinc pur en extérieur.

 

IMAGE DE GALVANISATION EN COUPE : 

 
Microstructure type obtenue par galvanisation à chaud (bain de zinc pur) : Le but de cette opération est de former un revêtement constitué d'une succession de sous couches de composés intermétalliques Fe-Zn provenant de l'inter-diffusion mutuelle du fer de la tôle d'acier, et du zinc du bain de galvanisation. L'augmentation de dimension est d'environ 50 à 70 microns (zone de diffusion et couches superficielles).
 
Diffusion des atomes de zinc dans l'acier et des atomes de fer dans le zinc lors du trempage. Formation des couches gamma, delta, dzeta et eta. 
 
galvanisation des métaux

 

La galvanisation: 

C'est une réaction métallurgique de diffusion entre le zinc et le fer et formation de couches d'alliages fer­zinc.
Dans l'industrie, ce terme désigne essentiellement les procédés de « galvanisation à chaud au trempé ».
La galvanisation à chaud 
Les pièces sont immergées dans le bain de zinc fondu à 450 °C. Les temps d'immersion varient suivant l'importance des charges, des dimensions et de l'épaisseur des pièces : de 3 à 4 minutes pour des pièces de forme simple, et de 10 à 15 minutes pour des ensembles massifs ou des corps creux de grandes dimensions.


La galvanisation de produits finis comprend 8 étapes principales :

galvanisation des produits finis

 

NB : Le fluxage est effectué par une solution aqueuse de chlorure de zinc et de chlorure d'ammonium portée à 60 °C.


Il faut choisir l'acier que l'on va galvaniser. La norme NF A 35-503 (2008) définit 3 catégories d'aciers aptes à la galvanisation, suivant la teneur de ces deux éléments. Le choix des aciers conduit à un état de surface légèrement différent

 

  Classification des aciers suivant leur teneur en silicium et en phosphore

Classification des aciers suivant leur teneur en silicium et en phosphore

 

  Etat de surface lié à la composition initiale de l'acier
  (NB : Ces éléments sont purement indicatifs.)

Etat de surface lié à la composition initiale de l'acier

 

Les aciers de catégorie C sont plus réactifs : leur aspect après galvanisation est plus mat, avec possibilité de zones grisées marbrées ou rugueuses, sans conséquence sur la tenue à la corrosion. Les épaisseurs atteignent 120 à 200 microns, voire plus. Elles peuvent dépasser 200 microns pour des pièces nécessitant des temps d'immersion plus importants.

  • Avantages galvanisation : Environ 2 fois moins cher que l'électro-zingage
  • Inconvénients : Seulement les aciers au carbone peuvent être galvanisés (mais ce sont les plus courants)
  • Avantage zingage : on peut réaliser le revêtement sur tous les aciers ; pas de nuance incompatible. Ce procédé est en général appliqué à des surfaces relativement petites, qui en général ne peuvent pas être traitées par galvanisation ou dont l'utilisation exige un contrôle précis de l'épaisseur du dépôt. 

 

  Vitesses de corrosion du zinc en fonction de l'environnement

Vitesses de corrosion du zinc en fonction de l'environnement

Le zingage est un dépôt de zinc par voie électrolytique dans une solution alcaline et une conversion superficielle à base de chrome trivalent (Cr III).

Le zingage électrolytique est précédé des préparations de surface (dégraissage et décapage) afin d'obtenir un état de surface propre pour recevoir le dépôt de zinc.

Le zingage, ou électro-zingage, est aussi appelé galvanisation à froid.

Les pièces sont trempées dans une solution alcaline pour le Zinc dit alcalin.

Les pièces soumises à un courant redressé (continu) sont branchées sur la cathode (-).

Le contact électrique de la pièce est réalisé soit par un crochet relié à une barre de cuivre ou par le brassage des pièces entre elles dans un tonneau.

Il s'agit d'une électrolyse à froid (température maintenue à 25 degrés Celcius).

Le zinc métal (pellets) est dissout par de la soude caustique dans une cuve de dissolution.

Cette solution circule ensuite en circuit fermé sur les cuves d'électrolyse.

La pièce zinguée s'oxyde rapidement en rouille blanche.

C'est pourquoi la pièce zinguée doit être passivée ou chromatée

Elle reçoit ensuite éventuellement un vernis pour renforcer sa tenue à la corrosion.

Il faut en moyenne 60 à 70kg de zinc pour protéger une tonne d'acier avec un apport moyen de

10% du poids de la pièce traitée. Les épaisseurs de dépôt possible varient selon les sources entre 10µm et

250µm Cette épaisseur est dictée par les besoins du client, par la catégorie d'exposition de la pièce et par la composition de l'acier traité

 

Un matelas de protection


Plus qu'un revêtement ou une peinture, la galvanisation crée une véritable fusion entre les matériaux des alliages fer zinc.Ainsi ces derniers offrent une résistance et une adhérence remarquables du fait de la diffusion et de la progressivité des couches de l'acier de base au zinc et de la création en surface d'une couche passivante stable de carbonate de zinc.

Si la couche galvanisée subit une rayure profonde jusqu'au fer, le zinc périphérique produira alors des sels qui viendront lentement combler la blessure comme une peau qui repousse.

 

 

 

 
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