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Technologie

- La galvanisation à chaud
- La galvanisation à froid
- Le procédé de Sendzimir
- Autres techniques

La galvanisation à chaud

Comme mentionné dans la partie utilisations, la galvanisation est un procédé de recouvrement des métaux ferreux par immersion dans un bain de zinc fondu ou par électrolyse. Pour ce faire, la surface des pièces à recouvrir doit être soigneusement préparée afin de permettre la réaction du zinc et de l'acier. C'est pourquoi avant l'immersion dans le bain de zinc, les pièces à galvaniser passent tout d'abord, par trois stades :

Le dégraissage

Cette phase a pour objectif d'enlever tous les éléments étrangers qui pourraient empêcher la dissolution des oxydes de fer qui se trouvent à la surface de la pièce à traiter. Pour cela, l'acier est plongé dans une solution constituée de carbonate de sodium, de soude, de détergents et de tensioactifs chauffés à une température de 60 à 80°C. Dégraisées, les pièces sont ensuite rinçées à l'eau.

Le décapage

Il se fait à l'aide d'acide chlorydrique additionné d'un inhibiteur (3 à 6 mol / l) et permet d'éliminer la calamine et certains autres oxydes présents en surface. A la fin de cette phase, les pièces sont à nouveau rinçées à l'eau. Cette étape chimique est parfois remplacée par un procédé mécanique : le grenaillage, qui va permettre d'éliminer la silice présente en surface. Cette technique est notamment employée dans le cas de la fonte par exemple.

Le fluxage

La dernière étape avant la galvanisation à proprement dîte est une étape de prévention de réoxydation de l'acier. Pour cela, les pièces sont plongées dans une solution aqueuse double de chlorure d'ammonium et de zinc chauffée à 60°C environ. Les cendres dégagées par l'opération qui remontent en surface seront retirées selon la technique du spatulage, puis les pièces seront mises à sécher dans une étuve à une température de 120°C environ.

Après ces étapes préparatoires, l'acier est plongé dans un bain de zinc en fusion (température comprise entre 440 et 460°C). La durée de cette immersion est fonction du volume de la pièce à galvaniser et peut prendre entre trois et quinze minutes selon que la pièce est une vis ou une pièce de charpente lourde. Afin d'uniformiser l'épaisseur du dépôt, la pièce doit être sortie du bain à une vitesse de 0,5 à 1 m.min-1 environ (lente). Le revêtement ainsi appliqué procure à l'acier une protection tant physique, en l'isolant du milieu extérieur, qu'électrochimique, lors d'agressions et de mise à nu de l'acier.

Vous trouverez ci-dessous en guise d'illustration, la composition de la microstructure d'un revêtement de zinc après immersion.

	Couche	% zinc	% fer	Dureté Vickers
	1/ ETA	+/- 100	< 0,03	70
	2/ DZETA	94 à 95	5 à 6	179
	3/ DELTA	88 à 93	7 à 12	244
	4/ GAMMA	72 à 79	21 à 28	400 à 500
	5/ ACIER	0	+/- 100	159

La galvanisation à froid (la galvanoplastie)

	Electroplating en anglais. Cette technique a vu le jour d'un point de vue scientifique au début du XIXème siècle. La galvanoplastie est le dépôt d'un enduit métallique sur un objet par l'application d'une charge négative sur celui-ci et en l'immergeant dans une solution contenant un sel du métal à déposer. (ici du zinc).
Les ions métalliques du sel portent une charge positive et sont attirés vers l'objet chargé négativement. Quand ils entrent en contact avec elle, la cathode produit des électrons qui vont réduire les ions chargés positivement en métal. La galvanoplastie peut être employée dans des cas aussi différents que la protection des métaux contre la corrosion ou la décoration.

Pour de plus amples informations sur ce sujet, vous pouvez consulter le site web de la société suisse Estoppey addor. Vous y trouverez notamment, un historique des origines à nos jours de cette technique.

Le procédé de Sendzimir

Ce procédé a été mis au point au cours des années 30. Les tôles provenant de bobines sont déroulées au fur et à mesure, dégraissées et préchauffées (600 à 650°C). Elles sont ensuite chauffées entre 750 et 850°C puis refroidies dans une atmosphère protectrice (N2, H2). Elles sont ensuite trempées dans un bain de zinc dont la température se situe entre 450 et 500°C pendant un temps très court d'environ 3 secondes. A leur sortie, elles sont séchées par des lames d'air afin d'ajuster l'épaisseur du dépôt de zinc.

Autres techniques

D'autres techniques, moins courantes, emploient la projection thermique de zinc fondu au pistolet, la matoplastie ou la shérardisation. Cette dernière méthode est née au début du siècle. Elle a été inventée par Sherard Cowper Cowles et réside dans le principe suivant : les pièces sont chauffées à l'intérieur d'un caisson fermé qui tourne lentement ( 380 à 450°C) en présence de poudre de zinc et d'un matériau inerte. La Shérardisation comme la galvanisation permet d'obtenir un revêtement anti-corrosion de type alliage fer-zinc. Toutefois, contrairement à la galvanisation à chaud décrite au début de cette page, la shérardisation n'est constituée que des couches delta et gamma.

Vous trouverez, en vous rendant sur le site de la compagnie L.R.D. traitements de surface, des indications complémentaires sur le procédé de la shérardisation, ainsi qu'un schéma décrivant cette technique.