Le choix du traitement de surface est un problème auquel tout concepteur est confronté. De nombreuses options existent, et un concepteur expérimenté doit prendre en compte non seulement l'aspect économique et pratique de sa conception, mais aussi le processus d'assemblage et les exigences environnementales. Vous trouverez ci-dessous une brève présentation de quelques revêtements couramment utilisés pour la visserie, basée sur les principes évoqués précédemment et destinée aux professionnels du secteur.
1. Électrogalvanisation
Le zinc est le revêtement le plus couramment utilisé pour les fixations commerciales. Son prix est relativement bas et son aspect esthétique est bon. Les couleurs courantes incluent le noir et le vert militaire. Cependant, sa résistance à la corrosion est moyenne, voire la plus faible parmi les revêtements de zinc. Généralement, le test au brouillard salin neutre de l'acier galvanisé est effectué dans les 72 heures, et des agents d'étanchéité spéciaux sont également utilisés pour garantir une résistance supérieure à 200 heures. En revanche, son prix est élevé, 5 à 8 fois supérieur à celui de l'acier galvanisé ordinaire.
Le procédé d'électrogalvanisation est sensible à la fragilisation par l'hydrogène ; c'est pourquoi les boulons de classe supérieure à 10.9 ne sont généralement pas galvanisés. Bien que l'hydrogène puisse être éliminé par un passage au four après le dépôt, le film de passivation est endommagé à des températures supérieures à 60 °C. L'élimination de l'hydrogène doit donc être effectuée après l'électrodéposition et avant la passivation. Cette méthode présente une faible facilité d'utilisation et des coûts de traitement élevés. En pratique, les usines de production classiques n'éliminent généralement pas l'hydrogène, sauf demande expresse d'un client spécifique.
La constance entre le couple et la force de précontrainte des fixations galvanisées est faible et instable, ce qui explique leur utilisation généralement déconseillée pour l'assemblage de pièces importantes. Afin d'améliorer la constance du couple de précontrainte, l'application d'un revêtement lubrifiant après galvanisation peut être envisagée.
2. Phosphatation
Un principe de base est que la phosphatation est relativement moins coûteuse que la galvanisation, mais sa résistance à la corrosion est inférieure. Après phosphatation, il est nécessaire d'appliquer une huile antirouille, dont la résistance à la corrosion dépend étroitement des performances de cette huile. Par exemple, après phosphatation, l'application d'une huile antirouille standard et un test au brouillard salin neutre pendant seulement 10 à 20 heures suffisent. L'application d'une huile antirouille de haute qualité peut nécessiter jusqu'à 72 à 96 heures de résistance. Cependant, son prix est deux à trois fois supérieur à celui d'une huile de phosphatation standard.
Il existe deux types de phosphatation couramment utilisés pour les fixations : la phosphatation au zinc et la phosphatation au manganèse. La phosphatation au zinc offre de meilleures performances de lubrification que la phosphatation au manganèse, tandis que cette dernière présente une meilleure résistance à la corrosion et à l'usure que le zingage. Elle peut être utilisée à des températures comprises entre 107 et 204 °C (225 et 400 °F), notamment pour l'assemblage de composants importants tels que les boulons et écrous de bielle, la culasse, les paliers principaux, les boulons de volant moteur, les boulons et écrous de roue, etc.
Les boulons à haute résistance sont phosphatés, ce qui permet également d'éviter les problèmes de fragilisation par l'hydrogène. C'est pourquoi, dans le domaine industriel, les boulons de classe supérieure à 10.9 sont généralement traités par phosphatation.
3. Oxydation (noircissement)
Le noircissement et l'huilage constituent un revêtement courant pour les fixations industrielles car c'est la solution la plus économique et esthétique, même si le carburant est consommé. Cependant, du fait de son noircissement, ce revêtement n'offre quasiment aucune protection contre la rouille et rouille donc rapidement en l'absence d'huile. Même avec de l'huile, la résistance au brouillard salin n'est que de 3 à 5 heures.
4. Cloison de galvanoplastie
Le cadmiage offre une excellente résistance à la corrosion, notamment en milieu marin, comparé à d'autres traitements de surface. Le coût du traitement des eaux usées issues de la galvanoplastie au cadmium est élevé, et son prix est environ 15 à 20 fois supérieur à celui de la galvanoplastie au zinc. De ce fait, son utilisation est limitée à des environnements spécifiques, comme la fixation de composants pour les plateformes de forage pétrolier et les aéronefs HNA.
5. Chromage
Le revêtement chromé est très stable dans l'atmosphère, ne se décolore pas facilement et conserve son éclat. Il présente une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure. Le chromage des fixations est généralement utilisé à des fins décoratives. Il est rarement employé dans les secteurs industriels exigeant une haute résistance à la corrosion, car les fixations chromées de qualité sont aussi onéreuses que celles en acier inoxydable. Ce n'est que lorsque la résistance de l'acier inoxydable est insuffisante que l'on recourt aux fixations chromées.
Pour prévenir la corrosion, il convient de déposer du cuivre et du nickel avant le chromage. Le revêtement de chrome résiste à des températures élevées de 650 °C (1200 °F). Cependant, il présente un risque de fragilisation par l'hydrogène, similaire à celui rencontré lors de la galvanisation électrolytique.
6. Nickelage
Principalement utilisé dans les domaines exigeant à la fois une protection anticorrosion et une bonne conductivité, comme par exemple les bornes de sortie des batteries de véhicules.
7. Galvanisation à chaud
La galvanisation à chaud est un procédé de revêtement par diffusion thermique de zinc fondu. L'épaisseur du revêtement varie entre 15 et 100 µm. Bien que difficile à maîtriser, ce procédé offre une bonne résistance à la corrosion et est fréquemment utilisé dans le domaine de l'ingénierie. La galvanisation à chaud génère cependant une pollution importante, notamment des déchets et des vapeurs de zinc.
En raison de son revêtement épais, le vissage des fixations, tant à filetage interne qu'externe, s'avère difficile. De plus, compte tenu de la température du procédé de galvanisation à chaud, ce matériau ne convient pas aux fixations de classe supérieure à 10.9 (340 à 500 °C).
8. Infiltration de zinc
L'infiltration de zinc est un revêtement métallurgique solide par diffusion thermique de poudre de zinc. Son uniformité est excellente, permettant d'obtenir une couche homogène aussi bien dans les filetages que dans les trous borgnes. L'épaisseur du revêtement est de 10 à 110 µm, avec une tolérance de 10 %. Son adhérence et sa résistance à la corrosion au substrat sont supérieures à celles des autres revêtements de zinc (tels que l'électro-galvanisation, la galvanisation à chaud et le Dacromet). Son procédé de fabrication est non polluant et très respectueux de l'environnement.
9. Dacromet
Il n'y a aucun problème de fragilisation par l'hydrogène et la constance du couple de précharge est excellente. Sans tenir compte du chrome ni des problèmes environnementaux, le Dacromet est en réalité le matériau le plus adapté aux fixations haute résistance soumises à des exigences élevées en matière de protection contre la corrosion.
Date de publication : 19 mai 2023
