Présentation
Auteur(s)
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Martine WÉRY : Ingénieur électrochimiste du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) - Docteur en chimie physique - Maître de conférences au département Chimie de l’IUT de Besançon-Vesoul
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article traite de l’élimination par voie chimique des couches d’oxydes formées lors de traitements thermiques et/ou mécaniques antérieurs (décalaminage), ou l’activation de l’interface dans le cadre d’une séquence située entre le dégraissage et le traitement de surface proprement dit. Le décapage chimique des matériaux revêtus fera l’objet de l’article Traitements des matériaux revêtus .
Il ne s’agit pas toutefois de faire un inventaire exhaustif du décapage de l’ensemble des métaux ou alliages. On trouvera essentiellement le traitement des aciers et de quelques métaux ou alliages courants.
D’une manière générale, les oxydes métalliques présentent un caractère basique ou amphotère pour certains (cas de l’alumine par exemple). C’est la raison pour laquelle les solutions de décapage sont essentiellement acides et plus particulièrement composées d’acides minéraux, peu onéreux et faciles à retraiter.
Le décapage chimique procède par la dissolution acide/base de l’oxyde superficiel puis par la corrosion généralisée du métal sous-jacent. Toutefois, lorsque le matériau a subi antérieurement un traitement thermique oxydant, l’élimination du film superficiel résulte d’une suite d’étapes élémentaires fondées sur le développement d’un couplage rédox entre le métal de base (anode) et les oxydes non stœchiométriques (cathode). Un tel mécanisme peut être évoqué dans le cas du décapage des aciers doux, mettant en jeu le couplage calamines/acier ou dans celui du cuivre qui résulte d’un couplage rédox entre l’oxyde cuivreux (cuprite) et le cuivre.
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Aciers inoxydables1. Décapage des aciers au carbone ou faiblement alliés
1.1 Conditions générales
Il s’effectue par immersion ou par aspersion, dans une solution d’acide minéral qui se charge progressivement en ions fer et en boues. Les réactifs de base courants sont des solutions d’acides chlorhydrique ou sulfurique, employés respectivement à température ambiante et supérieure à 60 C.
Bien que chaque procédé présente des avantages et des inconvénients, le décapage chlorhydrique est souvent préféré au décapage sulfurique en raison de son efficacité à température ambiante et de l’aspect de la surface du produit décapé : faciès homogène de couleur gris clair métallisé. En effet, toutes choses égales (concentration, température...), les milieux chlorhydriques présentent un meilleur pouvoir décapant que les milieux sulfuriques, propriété attribuable en partie à la différence de solubilité entre les chlorures et les sulfates [19]. L’agressivité d’un bain de décapage sulfurique peut être améliorée par un ajout d’acide chlorhydrique. Cette solution mixte permet d’obtenir un état de surface comparable à celui obtenu par un milieu chlorhydrique [20].
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Dans certains cas, le décapage acide peut se révéler difficile, voire impossible.
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Le premier cas concerne les matériaux ayant subi un durcissement superficiel conférant à l’interface enrichie en carbures ou nitrures par exemple, un caractère réducteur et hydrophobe, incompatible avec les opérations ultérieures en milieu aqueux. En général, le décapage « classique » pratiqué en milieu acide d’un tel substrat ne parviendra pas à conférer à l’interface le caractère hydrophile requis et cette mauvaise préparation de surface peut engendrer un certain nombre de dysfonctionnements lors de l’élaboration ultérieure d’un revêtement électrolytique par exemple. Ainsi, lors d’un électrozingage alcalin, un comportement singulier de l’acier traité, connu sous le terme de refus de zingage, peut être constaté. Ce phénomène se caractérise par un intense dégagement d’hydrogène et l’absence de revêtement de zinc [21]. Pour y remédier, il conviendra de s’assurer de la mouillabilité de l’interface par une oxydation préalable naturelle par une exposition à...
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