Présentation
Auteur(s)
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Gérard BÉRANGER : Professeur à l’Université de Technologie de Compiègne (UTC) - Directeur du Département de Génie Mécanique UTC
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Dominique HENRIET : Ingénieur Électrochimiste du Conservatoire National des Arts et Métiers - Ancien chef du Service Chimie de l’Institut de Recherches de la Sidérurgie Française (IRSID)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Depuis l’Antiquité, l’homme a cherché à colorer les métaux, pour différentes raisons liées, par exemple, à :
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la protection ;
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l’esthétique ;
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la valeur monétaire ;
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la différenciation.
Dans un ouvrage intitulé [1] Secrets d’ateliers perdus et retrouvés, Bourdais cite – avec une certaine poésie – le bronzage florentin, le noircissement au feu du fer, le bleuissage à l’hyposulfite de sodium et à l’acétate de plomb, le bronzage des canons de fusils réalisé à l’aide de beurre d’antimoine. En trempant l’objet, pendant un temps plus ou moins long, on obtenait des surfaces jaunes, pourpres, violettes, noires.
Le respect de l’Environnement, l’aspect écologique, la sécurité étaient alors inconnus. On frémit à la lecture des modes opératoires citant l’utilisation, par de jeunes apprentis, de sels de plomb, de mercure, de cadmium... dans des ateliers non ventilés...
La coloration des aciers inoxydables est une opération controversée, faisant l’objet d’observations réciproques de la part des producteurs de tôles.
La coloration des aciers inoxydables est‐elle une nécessité ? Un atout commercial et technique ?
Déjà, en 1976, la société INCO, dans un article paru dans Electroplating and metal finishing [3] écrivait « We must have colored stainless steels because the world has got to be waiting for it ».
Les motifs les plus souvent évoqués sont :
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la décoration : architecture, industries du bâtiment, de l’automobile ;
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la sécurité : ordonnancement, classement ;
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la signalisation ;
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le camouflage.
Les propriétés recherchées sont les suivantes :
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homogénéité de la coloration ;
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tenue à la corrosion ;
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aptitude à la mise en forme ;
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tenue au frottement ;
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stabilité en température ;
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absence de traces de doigts (fingers print).
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Procédés de coloration des aciers inoxydables2. Coloration des aciers inoxydables
Le patinage [36] est une forme particulière de coloration liée au vieillissement artificiel d’un objet par imitation de l’altération superficielle, due à un contact avec une atmosphère donnée, habitation, étable... Les antiquaires recherchent les patines vieil argent alors que les numismates seront intéressés par les patines cuivrées des pièces de monnaie.
Sur le plan scientifique, la patine est due à une instabilité thermodynamique dans le milieu d’utilisation [36]. On peut donc mettre ce phénomène à profit dans un but décoratif. En effet, la couleur des patines résulte de la composition des oxydes, mais aussi d’un phénomène optique lié à leur épaisseur.
2.1 Aciers concernés
La coloration concerne :
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les aciers inoxydables ferritiques (nuance AISI 430, Afnor Z 8 C 17)décoration, platerie,
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sanitaire ;
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les aciers inoxydables austénitiques (nuance AISI 304-316, Afnor Z 6 CN 18-09 et Z 6 CND 17-11)décoration, sanitaire,
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prothèse médicale ;
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les aciers austéno‐ferritiques (nuances Afnor Z 20 CNS 25-04 et Z 10 CN 20-09)industrie chimique.
2.2 Opérations préliminaires
La coloration exige une série d’opérations préliminaires.
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Le dégraissage
Différents procédés sont utilisables [37] :
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dégraissage chimique en milieu alcalin (phosphate ou borate alcalin) ;
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dégraissage électrolytique en conditions potentiostatiques ou intentiostatiques et en milieu alcalin.
Le dégraissage à l’aide de solvants halogénés n’est plus utilisé pour des raisons liées à la législation sur la sécurité du personnel et à l’environnement.
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Le décapage
Toutes les techniques réputées efficaces sont exploitables :
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dégrossissage :
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par voie électrolytique en milieu acide ou neutre,
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par les sels fondus,
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par des acides...
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