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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4. Méthodes de contrôle
Les méthodes de contrôle‐assurance qualité font appel à l’ensemble des techniques d’études des surfaces [35] connues à ce jour.
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Tests courants :
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homogénéité visuelle ;
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essais de corrosion (Kesternich) ;
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brouillard salin ;
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pH de dissolution ;
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pliage ;
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essai Ericksen ;
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essai d’abrasion.
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Méthodes physiques :
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microscopie électronique à balayage ;
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spectrométrie à décharge luminescente.
Cette dernière méthode donne des informations de premier ordre sur la nature et la constitution des couches colorées, particulièrement sur les profils de composition.
Parmi les récents développements, nous avons retenu :
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la spectrométrie d’électrons Auger ;
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la spectrométrie de photoélectrons ESCA ou XPS ;
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la spectrométrie de masse d’ions secondaires (SIMS), particulièrement intéressante pour l’étude des interfaces oxydes/métal.
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Méthodes électrochimiques ou physico‐chimiques d’analyse quantitative
On utilise la dissolution chimique ou électrochimique de la couche colorée (plusieurs dizaines de cm2).
La solution obtenue après dissolution est :
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injectée dans une torche à plasma (couplage analyse en continu – spectrométrie d’émission à torche à plasma) ;
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dosée par polarographie impulsionnelle (sensibilité 10–9 mol/ L).
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