Qu’est-ce que le zingage ?
Le zingage, également connu sous le nom de galvanoplastie, est une technique électrochimique qui dépose des ions de zinc sur la surface d’un objet métallique en appliquant un courant électrique.
Le principal objectif de ce revêtement est de fournir une barrière protectrice qui réduit l’exposition du métal à l’humidité et à l’oxygène, deux facteurs qui contribuent au développement de la rouille. En fonctionnant comme une anode sacrificielle, la couche de zinc se corrode de préférence, préservant ainsi l’intégrité du métal sous-jacent.
Quels sont les différents types de zingage?
Le zingage comprend une variété de procédés et de finitions utilisés pour améliorer la résistance à la corrosion des composants métalliques.
Zinc jaune
Ce type d’acier est couramment utilisé dans le secteur automobile et offre une protection modérée contre la corrosion. Il se distingue par sa teinte jaune brillante, obtenue par un procédé de conversion au chromate.
Zinc bleu ou clair
Cette finition, couramment utilisée pour les composants de machines, les vis et les rondelles, a un aspect brillant et est populaire en raison de ses avantages esthétiques. Elle présente une forte résistance à la corrosion, mais est moins protectrice que le zinc jaune.
Zinc noir
Ce type d’acier produit une finition foncée, allant de l’olive drab au noir complet. Il est couramment utilisé à des fins ornementales et offre une meilleure résistance à la rouille, en particulier lorsqu’il est associé à des traitements à l’oxyde noir.
Zinc acide
Le zingage acide, utilisé pour les surfaces difficiles à zinguer, emploie une solution électrolytique acide pour permettre des taux de dépôt plus rapides et une plus grande couverture des géométries compliquées. Son efficacité en fait un procédé idéal pour la production en grande quantité.
Placage Zinc-Nickel
Cette version ajoute du nickel au revêtement de zinc, ce qui lui confère une plus grande résistance à la corrosion que le zingage ordinaire. Elle est très utile dans les conditions difficiles, telles que les applications automobiles.
Placage zinc-fer
Cette approche mélange le zinc et le fer pour augmenter la prévention de la corrosion et la résistance à l’usure. Elle est couramment utilisée dans les situations qui requièrent une plus grande résistance.
Traitement du canon
Méthode dans laquelle de petits objets sont placés dans un tonneau en rotation contenant une solution de zingage afin d’obtenir un revêtement égal sur toutes les surfaces.
Rack Plating
Les objets plus volumineux sont placés sur des supports et immergés dans la solution de placage, ce qui permet un contrôle précis du processus de placage.
Équipement et matériel de zingage
L’équipement et les fournitures de zingage sont des éléments essentiels du processus de zingage, qui consiste à déposer une fine couche de zinc sur les substrats métalliques afin de prévenir la corrosion. Voici un aperçu des différents équipements et matériaux utilisés pour le zingage.
Équipement de zingage
Tanks de placage
Placage en cuve : Une énorme cuve remplie de solution de zingage dans laquelle les articles sont immergés pour être plaqués.
Placage au tonneau : il s’agit d’un tonneau en rotation qui contient des pièces plus petites, ce qui permet d’obtenir une couverture constante pendant qu’il tourne.
Alimentation électrique
Une source d’alimentation en courant continu (CC) est nécessaire pour alimenter le processus de galvanoplastie en fournissant la tension et le courant appropriés pour faciliter la migration des ions zinc de l’anode à la cathode (le composant plaqué).
Anodes
Les anodes de zinc sont utilisées dans les bains de placage pour fournir des ions de zinc. Ces anodes se désintègrent progressivement tout au long du processus de placage, assurant ainsi un apport régulier de zinc.
Équipement de chauffage
Des éléments chauffants peuvent être nécessaires dans certaines procédures pour maintenir des températures idéales pour la solution de placage, améliorant ainsi la vitesse de dépôt et la qualité du revêtement.
Systèmes de filtration
Les systèmes de filtration contribuent à la pureté de la solution de placage en éliminant les contaminants et les particules susceptibles de dégrader le revêtement de zinc.
Stations de rinçage
Après le placage, les pièces sont lavées à l’eau pour éliminer tous les produits chimiques restants de la surface, afin d’éviter toute contamination et d’assurer une finition propre.
Matériaux de zingage
Solution de placage
Les sels de zinc (tels que le sulfate de zinc ou le chlorure de zinc) sont couramment utilisés dans les solutions électrolytiques, avec des additifs supplémentaires pour améliorer les propriétés de placage telles que la brillance et la résistance à la corrosion.
Agents de nettoyage
Avant le placage, les objets doivent être nettoyés à l’aide de nettoyants alcalins ou d’acides afin d’éliminer l’huile, la saleté et les oxydes de leur surface. Cette étape est essentielle pour garantir une bonne adhérence de la couche de zinc.
Agents de passivation
Après le placage, des traitements de passivation peuvent être utilisés pour augmenter la résistance à la corrosion et modifier l’aspect du revêtement de zinc. Les traitements les plus courants sont les revêtements de conversion au chromate, qui peuvent conférer une variété de teintes (par exemple, jaune ou irisée).
Équipement de sécurité
Des équipements de protection individuelle (EPI), tels que des gants et des lunettes, sont nécessaires pour assurer la sécurité lors de la manipulation de produits chimiques et de l’utilisation d’équipements de placage.
Solutions de gestion des déchets
Les règles environnementales exigent des solutions d’élimination appropriées pour les matières dangereuses créées au cours du processus de placage.
Le processus de zingage étape par étape
Le procédé de zingage est une méthode systématique utilisée pour appliquer une couche protectrice de zinc sur les surfaces métalliques, afin d’améliorer leur résistance à la corrosion. Voici un guide détaillé, étape par étape, du processus de zingage :
Étape 1 : Nettoyage de la surface
Avant de procéder au placage, le substrat métallique doit être soigneusement nettoyé pour éliminer tous les contaminants tels que la graisse, l’huile et la saleté. Cette opération s’effectue généralement à l’aide de :
- Bain de détergent alcalin : le métal est trempé dans une solution alcaline chaude (environ 150°F) pendant 5 à 10 minutes pour éliminer les impuretés de surface.
- Electronettoyage : Une charge électrique est appliquée au métal, ce qui permet de nettoyer la surface à un niveau microscopique en libérant des gaz qui soulèvent les contaminants.
Etape 2 : Décapage (Activation)
Après le nettoyage, le substrat est soumis à un processus de décapage afin d’éliminer les oxydes ou les écailles qui ont pu se former. Cette opération consiste à
- Traitement acide : le métal est immergé dans une solution acide, contenant souvent de l’acide sulfurique ou chlorhydrique, qui aide à préparer la surface pour le placage en s’assurant qu’elle est propre et réactive.
Etape 3 : Préparation du bain de placage
Le bain de galvanisation est essentiel pour le processus de galvanisation. Il se compose généralement des éléments suivants
- Solution électrolytique: Une solution composée d’eau, de sels de zinc (tels que le sulfate de zinc ou le chlorure de zinc), et de différents ajouts pour améliorer la qualité du placage. La solution doit être correctement produite afin d’obtenir les caractéristiques chimiques et physiques nécessaires au revêtement de zinc.
Étape 4 : galvanisation au zinc
Une fois le substrat préparé et le bain de métallisation prêt, le processus de métallisation proprement dit commence :
- Submersion : le métal nettoyé et activé est immergé dans le bain de placage.
- Application d’un courant électrique : Un courant continu est appliqué, provoquant le dépôt d’ions de zinc de l’anode (source de zinc) sur le substrat (cathode). Cette étape peut être réalisée à l’aide d’un système de placage à crémaillère (pour les grandes pièces) ou d’un système de placage au tonneau (pour les petites pièces) afin d’assurer un revêtement uniforme.
Etape 5 : Traitement post-électroplastie
Après le processus de placage, les pièces revêtues peuvent subir des traitements supplémentaires pour améliorer leurs propriétés :
- Rinçage : les pièces plaquées sont rincées pour éliminer toute solution de placage résiduelle.
- Séchage : Des techniques de séchage appropriées sont utilisées pour éviter l’oxydation de la surface nouvellement plaquée.
- Couches optionnelles : Des revêtements protecteurs supplémentaires, tels que des revêtements de conversion au chromate, peuvent être appliqués pour renforcer la résistance à la corrosion et améliorer l’apparence.
Les avantages du zingage
Le zingage présente de multiples avantages, ce qui en fait un choix populaire pour la protection des composants métalliques dans divers secteurs.
Résistance à la corrosion
Le zingage agit comme une anode sacrificielle, offrant une résistance élevée à la corrosion. Cela signifie que le zinc se corrode avant le métal sous-jacent, ce qui prolonge considérablement la durée de vie des produits en acier ou en fer. Le zinc a un taux de corrosion bien inférieur à celui des matériaux ferreux, ce qui en fait une barrière fiable contre la rouille et l’oxydation dans un grand nombre de situations.
Coût-efficacité
Le zinc est une substance abondante et abordable, ce qui fait du zingage une alternative rentable aux méthodes conventionnelles de finition des métaux. La baisse du prix des matériaux et la réduction de la consommation d’énergie au cours du processus de zingage se traduisent par des économies totales pour les producteurs.
Enrobage mince
La couche de zinc déposée par placage est généralement fine (environ 8-12 microns), ce qui est utile pour les composants minuscules et délicats. Cette couche mince n’a pas d’effet substantiel sur les dimensions de la pièce, ce qui la rend adaptée aux applications techniques de précision.
Augmentation de l’attrait esthétique
Le zingage peut améliorer l’aspect visuel des objets métalliques, avec des finitions allant de brillantes et lustrées à des alternatives mates ou colorées (telles que le jaune ou le noir). Cette adaptabilité permet aux producteurs de créer l’aspect souhaité tout en bénéficiant de propriétés protectrices.
Compatibilité avec d’autres revêtements
Le zingage est une bonne sous-couche pour d’autres finitions telles que la peinture ou le revêtement en poudre. Les qualités adhésives élevées du zinc améliorent l’adhérence des couches suivantes, ce qui accroît la durabilité et l’attrait de l’ensemble.
Conductivité électrique
Le zinc est un excellent conducteur d’électricité, ce qui rend les composants zingués appropriés pour une utilisation dans l’électronique et les télécommunications. Le revêtement améliore la soudabilité et garantit des connexions électriques fiables dans des dispositifs tels que les connecteurs et les cartes de circuits imprimés.
Versatilité
Le zingage est largement utilisé dans divers secteurs, notamment l’automobile, l’aérospatiale, la construction et la fabrication générale. Sa capacité à couvrir une large gamme de composants métalliques, des fixations aux pièces structurelles, en fait une excellente solution pour une grande variété d’applications.
Maintenance réduite
Grâce à sa forte résistance à la corrosion, le zingage élimine la nécessité d’entretenir et de remplacer régulièrement les pièces métalliques. Cela se traduit par des dépenses à long terme moins élevées et une plus grande fiabilité du service.
Quelles sont les applications courantes du zingage ?
Industrie automobile
Le zingage est souvent utilisé sur les pièces automobiles telles que les écrous, les boulons, les supports et les fixations. Il protège ces composants de la rouille et de l’usure, augmentant ainsi leur longévité et leurs performances. En outre, les pièces de carrosserie telles que les cadres et les panneaux sont fréquemment zinguées pour les protéger des conditions climatiques difficiles et de l’exposition au sel de déneigement.
Construction et infrastructure
Le zingage est utilisé dans la construction pour prévenir la corrosion des poutres en acier, des canalisations et des raccords. Cela est particulièrement vrai pour les constructions exposées aux intempéries, telles que les ponts et les bâtiments. Les barres d’armature zinguées sont également utilisées dans le béton pour améliorer la durée de vie des fondations.
Applications militaires
Le zingage est essentiel pour les applications militaires où les composants doivent survivre à des conditions extrêmes. Il est utilisé sur les composants des chars, des véhicules blindés de transport de troupes et d’autres véhicules militaires pour améliorer leur résistance à la corrosion et leur endurance.
Électronique grand public
Les petits composants de l’électronique grand public, tels que les connecteurs et les interrupteurs, sont souvent zingués pour accroître leur durabilité et leur résistance à la corrosion. Le zingage a un attrait esthétique qui le rend adapté aux parties visibles des équipements électroniques.
Equipement industriel
Le zingage est couramment utilisé dans les applications industrielles pour les composants tels que les pièces de machines, les outils et les équipements qui nécessitent une durabilité accrue contre l’usure. Il s’agit notamment des fixations utilisées dans les machines lourdes et les équipements de construction.
Appareils ménagers
Le zingage est souvent utilisé pour protéger les pièces métalliques des appareils électroménagers contre la rouille tout en améliorant leur aspect. Il s’agit de charnières, de supports et d’autres éléments de quincaillerie.
Composants aérospatiaux
Le zingage est utilisé sur différents composants aéronautiques qui doivent résister à la corrosion tout en préservant l’intégrité structurelle dans des conditions de stress élevé.
Conclusion
Le zingage est un procédé important pour améliorer la durabilité des métaux et leur résistance à la corrosion. Ses nombreux revêtements, qui vont du gris terne au brillant, ont une valeur à la fois fonctionnelle et esthétique. Le zingage est largement utilisé dans les secteurs de l’automobile, de la construction et de l’électronique. Sa durée de vie et ses performances en font un excellent choix pour la protection des surfaces métalliques.
