L’anodisation dure, également connue sous le nom de revêtement dur ou d’anodisation de type III, est un processus utilisé pour créer un revêtement résistant à l’usure et à la corrosion sur une variété de métaux. L’anodisation peut être divisée en deux grandes sous-catégories : l’anodisation décorative et l’anodisation dure. Les principales différences entre les deux sont l’épaisseur et la durabilité du revêtement et le processus exact utilisé pour le créer.
Le processus d’anodisation
L’anodisation d’une pièce métallique consiste à la plonger dans un liquide électriquement conducteur, généralement une solution acide, appelée électrolyte. Les circuits ont une électrode positive (cathode) où les électrons entrent et une négative (anode) où ils sortent ; en anodisation, la pièce métallique devient l’électrode négative. Lorsqu’un courant électrique traverse la solution, l’action des électrons quittant le circuit à travers la partie métallique provoque la formation d’un revêtement d’oxydation dur et résistant à la corrosion. Le revêtement peut être laissé tel quel après ce traitement ou encore amélioré avec des colorants décoratifs et d’autres additifs améliorant les performances.
Le processus de fabrication de pièces anodisées dures diffère des revêtements décoratifs de plusieurs manières. Il utilise des courants électriques généralement plus élevés et des solutions électrolytiques légèrement plus faibles. La température de la solution d’électrolyte est également plus basse, ce qui permet une moindre distorsion des pièces de précision et une meilleure adhérence du revêtement. De manière générale, le processus d’anodisation est également considéré comme relativement respectueux de l’environnement et les sous-produits sont recyclables.
Types de revêtements
Les revêtements anodisés durs sont généralement appliqués sur des pièces industrielles à forte usure destinées à être utilisées dans des applications agressives ou hautement corrosives. Ces revêtements sont généralement beaucoup plus épais et plus durs que les revêtements décoratifs, et confèrent généralement aux pièces une durabilité approchant celle de l’acier à revêtement dur ou cémenté. Ils pénètrent et couvrent également mieux les imperfections de surface telles que les fissures.
Généralement, les pièces anodisées dures ont des revêtements qui dépassent 10 µm (0.01 mm ou 0.0004 pouces) avec des revêtements typiques dépassant 25 µm (0.025 mm ou 0.001 pouces). L’anodisation décorative comporte généralement des revêtements de moins de 10 m et, bien que durable, n’a pas les mêmes caractéristiques d’usure exceptionnelles que l’anodisation dure. Les traitements décoratifs ou architecturaux sont couramment trouvés sur les articles de consommation tels que les ustensiles de cuisine domestiques, les boîtiers d’appareils électroniques et les ornements.
Les articles à revêtement dur ont généralement une finition mate gris foncé, bien que cela puisse varier en fonction du métal dont l’article est fait et de la composition de la solution d’électrolyte. Cette méthode peut également produire une finition noire ainsi que diverses nuances de bronze. L’anodisation décorative produit généralement une teinte plus claire et peut être rendue mate ou brillante. Les deux types prennent généralement bien la teinture.
Avantages
L’une des principales raisons d’anodiser le métal est de le rendre plus résistant à la corrosion. La couche oxydée externe épaisse empêche le matériau interne d’être exposé à l’humidité, à l’oxygène et à d’autres facteurs pouvant entraîner la désintégration du métal. Les articles scellés sont encore plus résistants à la corrosion et peuvent souvent supporter des milliers d’heures d’exposition aux embruns d’eau salée.
Le revêtement extérieur est également extrêmement dur, généralement beaucoup plus dur que le métal d’origine. Dans de nombreux cas, un revêtement anodisé dur épais peut être aussi dur que l’acier à outils. Il est également très résistant à l’usure, ce qui signifie qu’il est souvent utilisé pour les pistons et autres pièces coulissantes qui frottent souvent les uns contre les autres. Parce que la couche d’oxydation fait partie du métal lui-même, elle ne se décollera pas ; Cependant, la surface métallique peut être rugueuse après son anodisation, il peut donc être nécessaire de la meuler pour éviter que les morceaux ne se cassent.
Les métaux anodisés durs sont généralement très isolants, ce qui signifie qu’ils ne conduisent pas bien la chaleur ou l’électricité. Ceci est particulièrement utile pour les applications qui nécessitent que la pièce soit utilisée à des températures élevées. Le revêtement est également chimiquement stable et non toxique.
Traitements supplémentaires
Comme pour les revêtements décoratifs, les surfaces anodisées dures peuvent être teintes, bien que, dans la plupart des cas, elles soient laissées telles quelles en raison de la nature purement fonctionnelle de la plupart des pièces impliquées. Ils sont cependant souvent imprégnés d’additifs améliorant les performances tels que le Teflon® qui améliorent l’autolubrification de la pièce. Dans certains cas, ils sont également scellés dans de l’eau distillée bouillante ou des solutions de bichromate pour améliorer encore leur résistance à la corrosion.
Inconvénients
Le métal qui a été anodisé a une résistance à la fatigue beaucoup plus faible, ce qui signifie qu’il est plus susceptible de se fracturer lorsqu’il est soumis à une contrainte, bien que cela puisse être amélioré si l’article est scellé. Cependant, sceller l’article peut réduire sa résistance à l’usure abrasive. Par conséquent, le fait qu’une pièce soit scellée ou non dépend souvent de son utilisation finale. L’anodisation ne protège pas non plus les objets métalliques plus minces contre les dommages tels que les bosses. Le revêtement extérieur rend la pièce métallique plus épaisse, ce qui peut être un problème si des trous de vis ou d’autres espaces sont pré-percés.
Matériaux pouvant être anodisés
Bien que l’aluminium soit de loin le métal le plus couramment soumis à une anodisation dure, d’autres matériaux peuvent bénéficier du traitement, notamment le tantale, le magnésium et le titane. Dans tous les cas, les traitements confèrent aux pièces une résistance exceptionnelle à l’usure et à la corrosion et peuvent être teintes de presque toutes les couleurs. Les utilisations courantes des pièces anodisées dures comprennent les ustensiles de cuisson et de cuisson commerciaux lourds, les pièces prothétiques médicales et les composants automobiles. L’armée est un autre grand consommateur de ces produits, car la plupart des surfaces anodisées dures satisfont ou dépassent les spécifications militaires strictes.