Le revêtement de conversion au chromate est un processus utilisé pour protéger l’aluminium et certains autres métaux de la corrosion, souvent appelée rouille. La corrosion se produit à partir d’une réaction de métaux et d’oxygène avec l’humidité ou l’eau présente. La rouille est un oxyde du métal, où les atomes d’oxygène réagissent chimiquement avec les atomes de métal. Si elles ne sont pas corrigées, l’oxydation ou la rouille peuvent abîmer très rapidement les pièces métalliques dans les climats très humides.
Même au 21e siècle, le processus chimique permettant aux atomes de chrome de former une couche sur les surfaces métalliques n’était pas bien compris. On savait que les pièces métalliques plongées dans une solution aqueuse de sels de chrome et d’une petite quantité d’acide formeraient une très fine couche d’oxyde de chrome à la surface. Le processus de revêtement de conversion au chromate peut être effectué à température ambiante en quelques minutes seulement.
Tous les métaux ne peuvent pas accepter un revêtement de conversion au chromate, car le processus ne fonctionne pas bien sur le fer ou l’acier. Un revêtement de zinc, cependant, peut d’abord être appliqué, avec la couche de chromate ajoutée plus tard. Un revêtement de chromate ne ralentit pas la rouille du fer ou de l’acier, mais il protège le zinc qui protège l’acier. Les revêtements de chromate varient en couleur du jaune vif au brun foncé, dont une partie est causée par l’épaisseur du revêtement et, dans une moindre mesure, par le métal protégé. Les revêtements plus foncés sont généralement légèrement plus épais et offrent une meilleure protection contre la corrosion.
L’aluminium est devenu un métal populaire pour la nouvelle industrie aéronautique au début du 20e siècle. L’aluminium pur est très mou, c’est pourquoi des mélanges avec du cuivre et d’autres métaux ont été utilisés pour fabriquer des pièces légères mais solides pour les avions. La corrosion est rapidement devenue un problème, et les peintures normales ne l’ont pas empêchée. Les revêtements métalliques au chrome se sont avérés réduire la corrosion à des niveaux acceptables.
Un revêtement de conversion au chromate est souvent appelé un film chimique, et la couche de revêtement est assez mince, contrairement à la peinture ou au zingage. L’un des avantages des revêtements au chromate est leur capacité à auto-réparer les petites imperfections, frottements ou égratignures. Les atomes de chrome peuvent se déplacer lentement dans la couche de revêtement et finiront par recouvrir de petites rayures ou dommages. Les grandes coupures ou les zones frottées ne peuvent pas s’auto-cicatriser et nécessitent un nouveau traitement.
Plusieurs étapes de traitement sont nécessaires pour revêtir l’aluminium ou d’autres métaux. Les métaux doivent être extrêmement propres et sont généralement lavés et rincés plusieurs fois avec du savon, des solvants et de l’eau. La surface doit être préparée pour le revêtement de conversion au chromate en mordant la surface avec un mélange acide. La gravure est un processus où la surface métallique est rendue rugueuse en la faisant réagir avec une solution acide qui attaque chimiquement la surface métallique. Le rinçage doit être refait après mordançage et avant l’application de la couche de conversion au chromate.
Le revêtement de conversion au chromate est également utile si une pièce doit être peinte; par exemple, l’aluminium accepte mal la peinture et les surfaces peintes se dégradent très rapidement. Le prétraitement de l’aluminium avec un revêtement de chrome crée une surface qui fonctionne bien avec les peintures et a permis aux compagnies aériennes commerciales de peindre les avions avec l’identification de leur entreprise. Les revêtements de chromate ne réduisent pas considérablement la conductivité électrique, qui est la capacité de transporter un courant électrique. Cela peut être un avantage dans les avions ou autres véhicules qui transportent un courant électrique à travers des parties du châssis. Les peintures et autres revêtements forment des couches qui bloquent le flux électrique, nécessitant des conceptions de câblage coûteuses pour surmonter le problème.
Un inconvénient majeur de l’utilisation de revêtements de chrome était la toxicité du chrome. Un type appelé chrome hexavalent est très toxique pour les humains et les animaux et reste très longtemps dans l’environnement. L’utilisation de chrome trivalent moins toxique a commencé à la fin du 20ème siècle, qui a eu un certain succès mais est moins efficace comme protecteur de métal que l’hexavalent. La recherche a également inclus d’autres revêtements avec du titane et du zirconium, qui ont été utilisés pour des applications industrielles.