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Article

1 - ORIGINE ET ÉVOLUTION

2 - MÉCANISMES DE LA PHOSPHATATION

3 - CARACTÉRISTIQUES DES COUCHES DE PHOSPHATES DÉPOSÉS SUR ACIER

4 - MÉTAUX SUSCEPTIBLES D’ÊTRE PHOSPHATÉS

5 - CONSIDÉRATIONS SUR LES ÉTATS DE SURFACE

6 - SCHÉMA SYNOPTIQUE DES GAMMES DE PHOSPHATATION

7 - CARACTÉRISTIQUES DES INSTALLATIONS DE PHOSPHATATION

8 - DOMAINES D’APPLICATION

9 - REJETS DES BAINS

Article de référence | Réf : M1575 v1

Considérations sur les états de surface
Phosphatation

Auteur(s) : Théophile GUÉGUEN

Date de publication : 10 sept. 2005

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RÉSUMÉ

La phosphatation assure une passivation et améliore la tenue à la corrosion des revêtements de peinture d’une surface d’acier. Cet article présente le mécanisme et la mise en œuvre de ce procédé de décapage. La phosphatation par immersion des métaux ferreux est dite amorphe ou cristalline, à chacune des installations spécifiques. Pour terminer, sont détaillés les multiples domaines d’application utilisant ce procédé.

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Auteur(s)

  • Théophile GUÉGUEN : Ancien Élève de l’École Nationale Supérieure de l’Électronique et de ses Applications - Ingénieur Diplômé par l’État - Métallurgie - Directeur Technique Adjoint du Département Traitements Chimiques à la Société Continentale Parker

INTRODUCTION

Dans l’article Traitements par voie chimique. Introduction , nous évoquons les problèmes inhérents aux états de surface très variés des aciers du fait de leur mode de mise en forme ou des procédés de finition utilisés (laminé, forgé à froid ou à chaud, recuit, étiré, tréfilé, brut de fonderie, fritté, usiné, etc.). Cela explique les moyens industriels variés de préparation des surfaces (dégraissage, décapage mécanique, chimique ou mécanochimique, dépassivation, etc., article Dégraissage dans le présent traité) qui sont nécessaires pour mener à bien une conversion chimique superficielle telle que la phosphatation.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m1575


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5. Considérations sur les états de surface

C. Beauvais précise que, du point de vue de l’état physico- chimique, l’énergie libre de surface conditionne la réactivité chimique d’un métal vis‐à‐vis de l’extérieur et que cette énergie est fonction du plan cristallographique parallèle à la surface. Il indique également que plusieurs types de contamination sont à considérer :

  • couches chimiques ;

  • adsorption chimique ;

  • adsorption physique ;

et que « d’une manière générale, la préparation des surfaces est faite pour mettre en condition de réception les cristaux qui émergent, dans le but de les débarrasser de tous les corps étrangers et des composés chimiques qui les recouvrent, de telle sorte que le revêtement se forme ou se trouve en contact aussi intime que possible avec les atomes émergents des cristaux » [15]. Il nous semble que cette règle s’applique parfaitement à la préparation des surfaces avant phosphatation, puisque son mécanisme est tout d’abord un processus électrochimique (réaction entre le métal et l’acide phosphorique du bain) puis topochimique par précipitation du phosphate à la surface du métal et croissance épitaxiale des cristaux de phosphates.

L’état de surface et la préparation initiale ont une grande influence sur la texture cristalline et la compacité des couches de phosphates. Oudar [16] [17] précise qu’à la température ordinaire tous les métaux, sauf l’or, sont instables en présence d’oxygène et se recouvrent d’un film d’oxyde. Dans le cas du fer, ce film naturel n’excède pas 3,5 nm.

Une étude menée par l’IRSID [18] sur la phosphatation d’un acier Martin extra‐doux calmé, laminé à froid, dans un bain à base de phosphate de zinc accéléré au nitrate de zinc, à 95 oC avec un temps d’immersion de 30 min, démontre bien l’influence de l’état de surface sur la qualité de la phosphatation. Six états de surface furent expérimentés :

  • état brut de laminage ;

  • polissage électrolytique en bain phosphochromique ;

  • sablage à l’aide de quatre sables de même nature mais de granulométrie croissante.

Il fut effectué des mesures de potentiel et de courant de polarisation pendant la phosphatation, pour suivre la vitesse...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - EVANS (U.R.) -   Précis de corrosion.  -  Traduit par G. DECHAUX Dunod (1952).

  • (2) - COURNOT (J.), BARY (J.) -   Le traitement des pièces en alliages ferreux dans les solutions de divers phosphates en vue de leur protection contre la corrosion.  -  C R Séances Acad. Sci., Séance du 14 novembre 1927.

  • (3) - COURNOT (J.), BARY (J.) -   Le traitement des alliages sidérurgiques dans les solutions de quelques phosphates métalliques.  -  C R Séances Acad. Sci., Séance du 16 juin 1930.

  • (4) - COURNOT (J.), BARY (J.) -   Les méthodes purement chimiques de traitement des métaux et alliages contre la corrosion.  -  Rev. Métallurgie (F), sept. 1930.

  • (5) - COURTEL (R.) -   Le prétraitement chimique des surfaces frottantes. Résultats obtenus sur moteurs Diesel Caterpillar.  -  Colloque du 16 avril 1951, Institut Supérieur des Matériaux et de la Construction Mécanique. Bull GAMI (F), no 4 (1952).

  • ...

1 Normalisation

Il n’existe actuellement aucune norme AFNOR sur la phosphatation. Il en existe par contre un certain nombre à l’étranger, et notamment en Allemagne, Grande‐Bretagne, Danemark, Italie, Japon, Suède et États‐Unis. Le lecteur se reportera aux ouvrages cités en , qui font le point sur ces normes.

HAUT DE PAGE

2 Constructeurs. Fournisseurs

HAUT DE PAGE

2.1 Sociétés citées dans l’article

HAUT DE PAGE

2.1.1 France

Aciéries et Laminoirs de Beautor SA .

Alfa‐Laval SA .

Ateliers de Construction de Tarbes (ATS) .

Beugin (Sté pour l’Exploitation des Procédés) .

Brière Georges (Éts) .

Cargi (Sté) .

Creusot‐Loire .

De Dietrich et Cie .

Deschamps et Cie (Éts) .

DMF (Diffusion de...

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